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1、机械设计综合实践实验报告适用专业：机械设计制造及其自动化 过程装备及控制工程 材料成型及控制工程姓 名 王超 学 号 1010211523 序 号 实验日期 上海应用技术学院2011年12月8目 录实验一：平面机构创意组合及参数可视化分析实验2实验二：机械系统创意组合及参数可视化分析实验 2实验三：凸轮机构综合性能测试实验 6实验四：机械系统创意组合及参数可视化分析实验 10实验一：平面机构创意组合及参数可视化分析实验 一、实验目的和要求1. 绘制实际拼接机构运动方案简图，加深学生对机构组成理论的认识，熟悉杆组概念，为机构创新设计奠定良好的基础。2. 利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构
2、，以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力。3. 根据所拆杆组，按不同顺序排列杆组，分析可能组合的机构运动方案有哪些，并能用运动简图表示出来。4. 训练学生的工程实践动手能力。5. 通过实验，了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法。6. 通过比较理论运动曲线与实测运动曲线的差异，并分析起原因，增加对运动速度特别是加速度的感性认识。二、实验仪器 平面机构创意组合及参数可视化实验台 三、认识实验中所有的配件。四、按给定要求，设计如下三种机构1）设计刨床导杆机构，要求该刨床导杆机构刨刀来回速度的比值为：1.6、1.5、1.4、1.3（按组别四选一）；部分尺寸要求为：导杆长
3、度为350mm，导杆转动中心距刨刀滑轨距离为350mm，连杆长度200mm。（可选定曲柄长度计算机架长度）。2）双曲柄滑块机构，两滑块导轨相距210mm，两曲柄为同一构件，曲柄转动中心位于两导轨正中间。滑块一的行程约为410mm ，行程速比系 数约为1.7；滑块二的行程约为220mm，行程速比系数约为1.27。两曲柄的相位角为300、600、900、1200（按组别四选一）。五、画出三种机构的运动简图，并计算自由度。1刨床导杆机构F=3X3-2X3-2=1 2双曲柄滑块机构F=3*4-2*4-2=2六、分析并拆分三个机构的杆组。1.导杆机构带动刨头和刨刀作往复运动。刨头右行时，刨刀进行切削，此
4、时要求速度较低并且均匀；刨头左行时，刨刀不切削，此时要求速度较高，以提高生产率。为此刨床采用有急回作用的导杆机构。刨头在工作行程中，受到很大的切削阻力，而空回行程中则没有切削阻力。2. 双曲柄机构良好的急回运动特性及曲柄滑块机构良好的动力性能相结合,可以设计出很实用的连杆机构,因此双曲柄滑块机构在工业中具有很广泛的用途,如冲床的主传动机构、平台印刷机的主传动机构。七、拼接三种机构并运行，测量实际机构尺寸（作图）。名称：刨床导杆机构导杆长度为350mm 导杆转动中心距刨刀滑 轨距离为350mm连杆长度200mm曲柄长度50mm名称：双曲柄滑块机构两滑块导轨相距210mm曲柄50mm滑块一的行程4
5、10mm，行程速比系数约为1.7滑块二的行程220mm，行程速比系数约为1.27曲柄的相位角为1200八、选择一个机构进行实验，测定从动件运动情况，并与理论仿真结果进行比较分析。TimeAngle1W1Angle2W2QSVA08.9000-45.14-0.4536.1969.12000-43.585.2742.97128.83000-42.2712.4145.35188.97000-39.6718.6741.01249.15000-36.4922.5437.72308.88000-33.5124.8836.17368.9000-30.0229.3929.81428.98000-26.8932
6、.2522.07488.96000-22.6333.4422.05548.97000-18.1137.2321.18608.87000-14.1338.9917.28669.06000-8.5740.9914.62728.89000-3.9542.0510.737890000.5240.647.15849.290005.6342.060909.270009.1439.04-3.54968.8900014.0738.68-5.851028.8800017.6138.19-8.411088.7600021.8335.04-9.311148.6800025.8435.84-9.281208.8600
7、028.8132.76-10.191268.8300032.9331.76-15.451328.8200035.8327.68-15.641388.9200038.824.37-20.131448.7800040.4722.13-24.091508.8300042.4316.44-29.281568.8100043.911.9-32.711628.9200044.175.48-35.361688.9200043.960.36-39.471748.800042.52-4.62-37.781808.8800040.71-9.17-37.531868.9500039.3-13.53-33.97192
8、8.6900037.69-17.51-26.971988.8500034.99-17.86-21.452048.900032.09-19.16-18.082108.7200030.44-21.47-15.332169.1200027.7-23.92-10.942228.9200024.72-24.95-10.442288.7300021.45-24.96-14.622348.8900018.02-29.04-11.692408.9300015.19-29.36-11.562468.8300010.79-31.73-13.182528.940007.85-33.83-12.872588.7900
9、03.28-33.63-11.242648.99000-1.38-36.6-8.672708.79000-4.64-35.17-9.972708.79000-4.64-35.17-9.972768.89000-9.51-38.38-4.032829.05000-13-36.45-2.562888.88000-18.01-35.26-0.782949.13000-21.31-37.022.383009.13000-25.19-33.478.463068.77000-29.54-32.6413.263129.04000-32.04-27.6212.553189.07000-34.86-26.920
10、.113248.88000-36.49-23.6521.913308.79000-39.31-18.9822.623368.66000-40.97-17.6418.633428.98000-42.21-15.1621.363488.95000-43.82-12.5425.783549.02000-45.05-6.3125.073608.88000-44.95-2.0529.72九、写出心得与建议答：通过本次的实验，发现了自己在机构上的不足，在认知和做实验方面都有所欠缺，很多的东西都是以听别人说，自己学为主，在简图上的认识也有所欠缺，不过在老师的帮助下还是知道很多机构的符号与简化画法，相信以后若
11、是操作起来，应该会轻松很多。实验二：机械系统创意组合及参数可视化分析实验一、实验目的：（1）、采用标准T型槽铝合金型材拼接而成安装平台，可在安装平台灵活拼装搭接：带传动、链传动、定轴轮系、单轴、多轴组合多级齿轮传动、万向节传动等各种传动机构、各种不同类型的复杂机械系统。它将单一的机械零件，通过实体操作，达到机械传动中各种传动效果，使学生将所学的理论在实践中得到运用。（2）系统配有各种常用机械安装及测量工具，学生通过自己动手安装，掌握测量工具在实践工作中的作用，掌握工作中各种工卡量具的使用。提高对工况量具的认识。（3）过对机械传动的安装，充分了解安装误差对机械传动工作过程所产生的各种损坏和振动噪
12、声等。（4）检测系统集数据采集与电机调节控制于一体。配有多个光电旋转编码器，并具有强大的计算机处理软件。在实验台上可对单轴、多轴组合多级齿轮传动、链传动、带传动、万向节传动等各种传动等组合机构的传动特性进行数据采集及运动分析。例如：分析链传动的多边形效应与等速链传动的条件，熟悉旋转机械机构速度的测试方法；理解链传动过程速度波动的原因；分析单个万向节的运动特性，理解万向节传动过程速度波动的原因；分析实现万向节等速传动的条件。（7）通过实验了解回转轴转速、回转不匀率等运动参数的测定方法。（8）通过对所安装的各种传动机构测试、分析，总结安装误差对测试精度的影响，能及时对照理论与实测的效果，分析找出其
13、存在的问题。二、绘制机械系统传动简图，并搭接实验系统。 1）分析 V带的型号与长度、带轮的基准直径，计算V带传动的中心距，计算带传动的传动比；答：型号：O型1024 长度：1024mm 带轮直径：小轮100mm，大轮125mm 2）测量并计算齿轮的齿数、模数，计算齿轮传动的中心距和传动比；答： Z1=34 Z2=40 m1=2 m2=2.5 传动中心距：89mm i=34/40=0.85 3）按各标准中心距搭接实验三、测量主动轴与从动轴的转速，验算总传动比。答：N1=200r/min N2=85r/min i总=85/200=0.425四、测量从动带轮的转速，计算滑差率。答：S=(v1-v2)
14、/v1=(165-162)/165=0.018五、改变双万向铰链联轴器的接入角度，验证主从动轴转速的变化情况。答：因为双万向铰链联轴器存在接入角度，所以从动轴的实际输出转速会低于无接入角度时的转速，且转速和接入角度成反比。六、实验心得答：本次实验通过单一的机械零件以及实体操作，达到机械传动中各种传动效果，不过大部分的东西都是以老师讲解为主，自己在动手上依旧有些茫然，但是在数据的计算上大多都是原来的一些公式，起到了很好的复习的作用。实验三：凸轮机构综合性能测试实验一、实验目的和要求 1通过实验掌握凸轮廓线的测试方法； 2熟悉反求设计凸轮的方法以及运用CADCAM技术设计和制造凸轮； 3掌握凸轮机
15、构运动参数的测试方法，并对运动特性进行分析； 4，熟悉并应用有关的凸轮机构综合性能测试计算机软件。二实验内容 1，对已知凸轮进行廓线测量； 2对已知凸轮进行运动特性测试； 3根据测得的数据和分析后的结论，用反求设计方法，运用CADCAM设计和制造凸轮零件； 4写出实验报告，阐述通过实验得出的结论性意见。三实验仪器、设备 1JTC-1型凸轮机构综合试验台 2WYDC-25型直流位移传感器 3PIB-360-G05型角位移传感器 4变频调速器 5数据采集器6P4型计算机四、测量出基圆半径。 rb = 30 mm。五、在程序运行界面中输入基圆半径后，起动电机进行数据采样（间隔20采样，采样点为36点
16、）。测量数据及计算序号凸轮转角（）位移（mm）速度（mm/s）加速度(mm/s2)11016.3-1.1-73.122016.3-3.2-70.633016.2-7.1-1024.644016.0-11.7-855.755015.8-51.8525.566015.7-61.8636.477013.6-32.025.288012.7-27.3-74.499012.0-29.1-76.91010011.4-30.9-105.91111010.6-32.3-66.81212010.0-35.926.5131309.1-35.963.0141408.3-35.16.3151507.5-33.4-11.
17、3161606.6-34.455.5171705.9-33.72.5181805.0-32.027.7191904.3-33.42.5202003.5-32.717.6212102.7-33.4128.5222202.0-33.4200.4232301.1-27.7152.5242400,4-23.8152.525250-0.2-20.6171.426260-0.8-16.3148.727270-1.2-12.8151.228280-1.6-9.2216.829290-1.8-5.7340.330300-2.0-0.4428.531310-2.19.22633.932320-2.120.683
18、61.833330-1.884.83453.534340-1.2422.1-10004.735350-0.5348.7-7549.13636014.633.3-807.6六、根据采样数据作出凸轮机构的运动线图。七、测量凸轮的尺寸，作出其轮廓曲线，并根据轮廓曲线作出理论位移线图。八、对理论计算和实测打印的位移线图进行分析比较。答：理论计算的位移线图与实测打印的位移线图并无多大的差别。 思考题：1、 凸轮廓线的测试方法有哪几种？答：凸轮轮廓线的检测方法一般分为两类：一是检测出凸轮廓线的极坐标；二是检测出凸轮廓线所决定的从动杆位移曲线图。图是凸轮廓线检测仪的示意图，可测出直动从动杆盘状凸轮机构的位移
19、。2、 手动检测凸轮廓线与电动检测凸轮廓线的数据有何区别？答：手动检测凸轮廓线的数据不如电动检测凸轮廓线的数据来得匀准精确，由于不能保证手轮匀速转动，所以手动检测数据的相邻数据差的变化比较大。3、 分析实验误差原因，与同组同学对实验的方法和结果进行讨论。答：该实验利用传感器和电脑使本次实验简单快捷，且数据准确。由于实验中存在着各种不可未知且不可避免的因素，所以实验结果必然会存在误差。本次实验的误差的原因可能是由于实验前电脑未预热，两轮带的直线度误差过大，传感器的触头与凸轮接触不良。在手动测试时，由于不能保证匀速，这是手动测试中最大的误差来源。实验四：机械系统创意组合及参数可视化分析实验一、实验
20、目的：1、 它将单一的机械零件，通过实体操作，达到机械传动中各种传动效果，使学生将所学的理论在实践中得到运用。2、 掌握实际安装中的零件加工精度对装配的影响，了解平行度、直线度、同轴度、定向、定位、跳动等各种形位公差的概念和作用。3、 掌握工作中各种工卡量具的使用。4、 通过对机械传动的安装，充分了解安装误差对机械传动工作过程所产生的各种损坏和振动噪声等。5、通过对所安装的各种传动机构测试、分析，总结安装误差对测试精度的影响，能及时对照理论与实测的效果，分析找出其存在的问题。6、通过对所安装的各种传动机构测试、分析，总结安装误差对测试精度的影响，能及时对照理论与实测的效果，分析找出其存在的问题
21、。二、实验仪器机械系统创意组合及参数可视化分析实验台三、认识机械系统，选择传动方案（或由指导教师指定传动方案），绘制出传动路线图。 传动系统路线图：传动系统运动简图：四、根据实验测量数据计算传动效率电机频率设定为40HERZ左右，然后逐渐调整负载测定主动轴与从动轴的转速和转矩，计算传动效率，形成如下表格；然后根据表中数据做出效率随主动轴转速的坐标曲线。主动轴转速n1主动轴转矩T1从动轴转速n2从动轴转矩T2传动效率8050.32800.247.45%8050.308000%8010.40791.0024.66%7970.59791.3622.85%7910.83782.5830.65%7811
22、.10783.834.50%7751.29774.7136.28%7671.47765.2735.52%7601.52756.0339.15%7491.73756.8339.53%五、实验结果分析答：由实验数据可判断随着负载的增加，输入转速和输出转速都有所下降，输入转矩和输出转矩都有所增大，效率却逐渐的增高。六、对系统进行分析评价，并写出实验心得。答：此系统利用传感器和电脑使得看似原理简单测试复杂的的实验让我们形象生动的了解到负载与输入转速和输出转速及输入转矩和输出转矩，效率之间的关系。原先总认为负载增加就意味着效率降低，在这次的实验中，对于简图的画法，和实验原理依然有些欠缺，相信在今后的实验中应该不会再有类似的问题发生。