实验三机构组合创新实验指导书(3)

2019-03-22 09:26

图4-2 平面低副Ⅱ级组

n=4,PL=6时的基本杆组特称为Ⅲ级组。常见的Ⅲ级组如图4-3所示。

图4-3 平面低副Ⅲ级组

由上述分析可知:任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到机架和原动件上的方法而形成。因此,上述机构的组成原理是机构创新设计拼装的基本原理。 2、杆组的正确拆分:

杆组正确拆分应参照如下步骤:

1)正确计算机构的自由度(注意去掉机构中的虚约束和局部自由度),并确定原动件。 2)从远离原动件的构件开始拆杆组。先试拆Ⅱ级组,若拆不出Ⅱ级组,再试拆 Ⅲ级组。即杆组的拆分应从低级别杆组拆分开始,依次向高一级杆组拆分。

正确拆分的判别标准:每拆分出一个杆组后,留下的部分仍应是一个与原机 构有相同自由度的机构,直至全部杆组拆出只剩下原动件和机架为止。

3)确定机构的级别(由拆分出的最高级别杆组而定,如最高级别为Ⅱ级组,则此机构为Ⅱ级机构)。 注:同一机构所取的原动件不同,有可能成为不同级别的机构。但当机构的原动件确定后,杆组的拆法是唯一的,即该机构的级别一定。

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若机构中含有高副,为研究方便起见,可根据一定条件将机构的高副以低副来代替,然后再进行杆组拆分。

图4-4 杆组拆分例图(锯木机机构)

如图所示机构,先去掉k处的局部自由度,计算机构的自由度:F?3n?2PL?PH?3?8?2?11?1,并设凸轮(与杆件1固连)为原动件;按步骤2)的拆分原则,先拆分出由杆件4、5,2、3,6、7组成的三个Ⅱ级杆组,再拆分出由杆件8组成的单构件高副杆组,最后剩下的是原动件1和机架9。上图机构为Ⅱ级机构。 3、杆组的正确拼装:

根据事先拟定的机构运动简图,利用机构运动创新设计方案实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼装。拼装时,通常先从原动件开始,按运动传递规律进行拼装。拼装时,应保证各构件均在相互平行的平面内运动,这样可避免各运动构件之间的干涉,同时保证各构件运动平面与轴的轴线垂直。拼装应以机架铅垂面为参考平面,由里向外拼装。

注意:为避免连杆之间运动平面相互紧贴而摩擦力过大或发生运动干涉,在装配时应相应装入层面限位套。

机构运动创新设计方案实验台提供的运动副拼接方法参见以下各图所示。

1)实验台机架:如图4-5

实验台机架中有5根铅垂立柱,均可沿X方向移动。移动前应旋松在电机侧安装在上、下横梁上的立柱紧固螺钉,并用双手移动立柱到需要的位置后,应将立柱与上(或下)横梁靠紧再旋紧立柱紧固螺钉(立柱与横梁不靠紧旋紧螺钉时会使立柱在X方向发生偏移)。 注:立柱紧固螺钉只需旋松既可,不允许将其旋下。

立柱上的滑块可在立柱上沿Y方向移动,要移动立柱上的滑块,只需将滑块上的内六角平头紧定螺钉旋松即可(该紧定螺钉在靠近电机侧)。

按上述方法移动立柱和滑块,就可在机架的X、Y平面内确定固定铰链的位置。

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图4-5 实验台机架图

2)主、从动轴与机架的连接(下图各零件编号与“机构运动创新设计方案实验台组件清单”序号相同,后述各图均相同)如图4-6

图4-6 主、从动轴与机架的连接

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按上图方法将轴联接好后,主(或从)动轴相对机架不能转动,与机架成为刚性联接;若件22不装配,则主(或从)动轴可以相对机架作旋转运动。

3) 转动副的连接:

图4-7 转动副连接图

按图示联接好后,采用件19联接端连杆与件9无相对运动,采用件20联接端连杆与件9可相对转动,从而形成两连杆的相对旋转运动。

4)移动副的连接:

+

图4-8 移动副连接图

5)活动铰链座Ⅰ的安装:

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图4-9 活动铰链座Ⅰ连接图

如图联接,可在连杆任意位置形成-铰链,且件9如图装配,就可在铰链座Ⅰ上形成回转副或形成回转-移动副。

6) 活动铰链座Ⅱ的安装:

图4-10 活动铰链座Ⅱ的连接图

如图连接,可在连杆任意位置形成铰链,从而形成-回转副。 1) 复合铰链Ⅰ的安装:(或转-移动副)

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