正文 第三章 機械設計基礎實驗指導(一)(1 / 3)

實驗一機構運動簡圖的測繪

一、實驗目的

1.掌握根據實際機械或機械模型的結構測繪機構運動簡圖的方法。

2.驗證和鞏固機構由度的計算。

二、設備和工具

1.各種機構實物或模型、內燃機、縫紉機、減速器、油泵模型等。

2.鋼板尺。

3.鉛筆、橡皮、草稿紙(學生自備)。

三、實驗原理

在研究機構運動時,為了使問題簡化,突出表達機構運動的特征,常撇開構件的實際形狀,用簡單的線條和符號按一定比例表示各構件間的相對運動關係,這種圖形稱為機構運動簡圖。本實驗就是要培養學生掌握機構運動簡圖測繪的方法和步驟。

四、測繪實例

1.測繪機構運動簡圖的步驟

(1)認清機構構件數目測繪時,首先使被測繪的機構模型緩慢地轉動,注意觀察哪些是活動構件,哪些是固定構件(機架),分清各運動單元,確定組成機構的構件數目,並從主動徉開始逐一標注構件的順序號碼。

(2)判定各構件間運動副的注質,並確定其相對位置反複轉動手柄可判定。因而在畫簡圖時要先確定與機架構成的運動副的相對位置。移動副乃在轉動副的下方貼,距離的水平線上。

(3)確定視圖平麵選定視麵平麵的原則為視圖平麵是與主運動平麵相平行的麵,如果有的運動平麵與主運動平麵不在一個平麵上,則可把該寧動平麵旋轉一定角度,使其成為一個平麵。

(4)構件的表示方法

對具有兩個轉動副的溝件不論其形狀如何,都用轉動副間的連線來表示。對於構成移動副的構件,不管其截麵形狀如何。作為機架的構件畫上斜線,以便與活動構件區別。主動件用箭頭來表示其運動方向。

(5)測量尺寸,選取比例尺首先要測定所需的運動尺寸,間以及仙間垂直方向的距離,根據實際情況確定適當的比例尺。

(6)繪瘤機構運動簡圖

首先畫出與機架溝成的運動副,如轉動副,移動副刀。把機構固定在除特殊位置外的某個瞬時位置,然後從主動件開始按傳動路線依次確定其餘各構件上運動勘的相應位置。主動件標上箭頭,機架畫上斜線。給各運動副標上字母,給各構件編號。

2.機構自由度計算。

校核計算結果是否正確根據計算,自由度,即該機構隻需個主動件(手柄),當手柄轉動時,可觀察到各構件間的相對運動是確定的,故計算結果與實際相符。

五、實驗內容由實驗指導教師指定。

六、複習思考題

1.在畫簡圖時,為什麼兩個構件最好不要重合或處在一條直線上一個正確的機構運動簡圖應該說明哪些內容?

2.繪製機構運動簡圖時,主動件的位置為什麼可以任意確定?會不會影響所繪製簡圖的正確性?

實驗二正弦機構運動參數電測實驗

一、實驗目的

1.了解用電測方法測定機械量——位移、線速度、線加速度的基本原理和測定方法。

2.了解並比較機構運動參數的理論值與實測值之間的差異。

二、實驗用設備

本實驗裝置由正弦機構運動參數測試台、測速儀、動態應變儀和光線示波器等組成。下麵僅對7084型正弦機構運動參數測試台的結構原理作簡介,其餘設備見使用說明書。

7084型正弦機構運動參數測試台是產生低頻大位移正弦信號的設備,是測定運動參數的主設備。其技術特性及其結構原理如下:

1.主要技術特性

1)曲柄長度

2)減速器傳動比

3)擺塊頻率

4)電動機轉速

2.結構及原理

曲柄上的滑塊帶動擺塊,在平行滑道上做往複運動。測試的對象是擺塊的平麵運動規律和曲柄的運動規律。觸頭固定在擺塊上,並與電阻絲接觸,電阻的變化量正比於觸頭在電阻絲上的位移量。速度傳感器用於測定線速度,它由滑條、摩擦小輪和測速發電機組成。擺塊下沿連有滑條,滑條與摩擦小輪相接觸,摩擦小輪固定在測速發電機的軸上。擺塊往複運動時帶動測速發電機發電,其電動勢的大小正比於擺塊的線速度。光電傳感器由光電頭、光柵盤和放大電路組成。光電傳感器把獲得的電信號輸入測速儀中,用於測定減速器的輸出轉速。加速度傳感器(應變片式)安裝在擺塊中心,用來測定線加速度。

三、實驗原理

位移、線速度和線加速度都是機械暈。電測法是把這些機械過相應的傳感器轉換成電量、電壓、電流、電阻等電信號,然後經過相應的儀表進行放大、檢波、測量、顯示、記錄等加以測定。

1.線位移測量

測量線位移采用電阻位移傳感器。為一滑線電阻,串聯在動態應變儀的橋路裏,信號輸出接頭,可由動態應變儀輸入光線示波器顯示記錄。

當滑動觸頭在滑線電阻及。的中點時,電橋平衡,輸出信號為零;當觸頭尺在及上移動時,電橋失去平衡,便有信號輸出,信號的大小與觸頭滑動的距離成正比。

作為信號電流由位移傳感器經動態應變儀放大後,輸入光線示波器顯示記錄。測試時使用振子。

2.線速度測量

測定線速度是利用測速發電機、滑條和摩擦小輪組成的速度傳感器來實現的。當機構運動時,固定在擺塊下沿上的摩擦條依靠與裝在測速發電機軸上的摩擦小輪之間的摩擦力帶動測速發電機發電,其電壓值的大小與發電機的線速度成正比,亦與擺塊的運動線速度成正比。此信號輸入測速儀測量顯示後,輸入光線示波器顯示記錄,也可直接將線加速度測量利用“電阻應變片式”加速度傳感器來完成。測量時,將傳感器安裝在擺塊上。當傳感器隨被測擺塊運動時,在等強淩麵厚淩方向上感受一個加速度,重塊在慣性力講的作用,使等強度梁隨之彎曲變形,從而使牢固粘貼在梁上的四個電阻應變片的電阻絲隨之伸長或縮短,阻值也隨之增減。在慣性力片的作用下,使原來平衡的電橋不平衡了。這個與加速度成線性關係的不平衡信號經動態應變儀放大後,輸入光線示波器顯示記錄。

3.角位移的測量

曲柄角位移的測量利用光電傳感器來完成。圓盤形的曲柄周圍有20個等距離的槽,能使光電傳感器感受20個信號。此信號經測速儀向光線示波器輸入20個脈衝波。

四、實驗步驟

1.觀察主機(正弦機構)的結構,了解被測構件。

2.觀察各傳感器的安裝位置,了解其結構及工作原理。

3.按照接線框圖熟悉傳感器與儀器的接線並預熱30分鍾。

4.根據儀器使用說明書調試所用儀器,使其處於工作狀態。

5.啟動主機,測定所需數據,拍攝完所需的曲線後停機。

六、複習思考題

1.簡述動態應變儀調整信號幅值大小和調整零旋鈕的使用過程。

2.光線示波器的關鍵部件是什麼?

3.試從示波紙上的彼形計算出曲柄的平均角速度是多少?

4.試分析波形出現不芷常現象的原因是什麼?

實驗三漸開線齒廓範成實驗

一、實驗目的

1.掌握用範成法切製漸開線齒廓的基本原理。

2.了解漸開線齒輪的根切現象及用變位修正來避免根切的方法。

二、實驗用儀器及工具

1.漸開線齒廓範成儀。

2.圖紙、鋼板尺、剪刀、打孔器。

3.繪翅鉛筆,橡皮和計算器(學生自備)。

三、漸開線齒麻範成儀的結構及工作原理