机构的构型设计慧鱼牛头刨床主传动机构实验.

一、实验目的

1． 了解牛头刨床的机构原理，重点了解牛头刨床主传动机构的运行原理；

2． 初步掌握利用机构构型的组合原理、变异构型原理进行机构设计的基本方法及机构方案

评价方法；

3． 熟悉慧鱼模型个模块的功能和安装方法，能自主进行创新开发；

4． 初步掌握慧鱼模型的编程方法，能运用软件进行简单的编程以控制慧鱼模型的运动； 5． 学会运用学过的知识，结合慧鱼模型进行创新设计。

二、实验设备

1． 慧鱼模型组合包一套。 2． 慧鱼专用电源一套。 3． PC机一台。

4． LLWIN专用软件一套。 5． 接口电路板两块。

三、实验任务

牛头刨床包含有工作台横向运动机构、棘轮机构、工作台升降机构、曲柄摇杆机构、导 杆机构、变速机构、变速操纵装置、刀具夹紧装置等，是一个综合性极强的机器。本实验以牛头刨床刀具运动的主传动机构为设计对象，通过对具有急回特性的机构的设计，掌握机构的选型、构型方法，利用机构构型的组合原理、变异构型原理完成方案设计、比较，确定最终结果。利用慧鱼“机械与结构”组合包进行搭接组装，最后进行运动模拟。

牛头刨床主传动机构运动原理如下：当牛头刨床的主要工作机构滑枕右行时，刨刀进行 切削，成为工作行程；此时要求刨头的速度较低且平稳，以减小原动机的容量和提高切削质量；刨头左行时，不工作，称为回程，此时要求刨头的速度较高以提高生产率，这个关键特性称为“急回”特性。用急回系数K加以描述。

o

K=(180o+θ)/(180-θ) 式中θ为摆杆两极限位置的夹角

故要实现“急回”特性，就必须使机构的θ存在。θ角越大，K也越大，急回运动越明显。并通过改变赶建的长度，改变其“急回”特性。基本机构如下图：

图1-1

要求在其基础上，另行完成三种以上方案设计，并根据（附录）机构形式设计的原则进行方案评价、确定最佳方案，在实验台上完成组装、运行。记录测量数据，并进行速度分析。

四、实验原理

一个好的机械原理方案能否实现，机械设计是关键。机构设计中最富有创造性、最关键的环节。机构形式设计具有多样性和复杂性，满足同一原理方案的要求，可采用不同的机构类型。常用机构形式的设计方法有两大类，即机构的选型和机构的构型。在进行机构形式设计时，除满足基本的运动形式、运动规律或运动轨迹要求外，还应遵循一些原则。具体内容请参考（附录）机构的创新设计

五、实验内容和步骤

1、 组装图

图1-2

图1-3

图1-4

图1-5

图1-6

图1-7

图1-8

图 1-9 图1-10

图1-11

图1-12

装配时，孔A对轴A，孔B对轴B。

图1-13

2、 接线

注意：接线盒、触觉传感器及电动马达中红绿两线的接线位置； 确保接线头接触良好，选择合适的线长。

图1-14

3、 控制程序设计

设计一程序，要求如下： （1）、能够实现电机转动，使牛头刨模型正常工作。 （2）、能够进行速度分析。 提示： （一）、速度分析的任务是：求出工作行程极其回程所花的时间比t1,t2之比。故我们引入变量VAR1、VAR2，由赋直及延时两模块组合来实现其在单位时间内的自增。（如VAR1=VAR1+1）近似地，我们认为t1:t2=VAR1:VAR2

(二)、由E1、E2（触觉传感器）判断位置，从而控制变量自增的开始与终止。 （三）、由显示植模块显示VAR1、VAR2的值。

4、 数据测量

目测区分工作行程与回程

设置延时时间。推荐值：0.02s,0.05s,0.10s 调节杆1、杆2（即简图1-1中的AC，CD）的长度、及E1、E2的位置，多次测量VAR1，VAR2

数据记录表 第一次调节

次数 1 2 3 第二次调节 次数 1 2 3 第三次调节 次数 1 2 3

六、实验报告

1、 实验目的 2、 实验原理 3、 实验设备 4、 实验思路

提示性实验总结和思考题

1、 根据学过的知识回忆列举同样具有“急回”特性的机构。

延时 VAR1 VAR2 VAR1/VAR2 延时 VAR1 VAR2 VAR1/VAR2 延时 VAR1 VAR2 VAR1/VAR2 2、 在机构简图中分析OA的长度要求，结合模型解释A孔所处位置的必要性。 3、 思考是否有其他的搭建方式。若有，比较优缺点。

4、 本实验机构为什么要用两个电机带动？若实验中有一个电机停止运行，将会出现什

么后果？

5、 根据三组测量数据，用作图法定性分析杆1长度对牛头刨“急回”特性的影响。