4cqjpd 机构运动创新带空间机构技术标书.docx
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4cqjpd机构运动创新带空间机构技术标书
CQJP-D机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台（带空间机构）
该实验台是创新类实验设备，可配置在开放实验室，实验台在教学内容、实验项目、软件功能，到构件的结构及加工工艺、零件的存放方式、实验台外形等方面，在国内同行业中处于领先地位。
自投放市场以来，深受高等院校的一致好评。
主要用于机械原理机械创新设计等课程开设的机构组合创新及其拼装、仿真实验,通过虚拟机构装配、远动仿真和实物机构装配、运转两次实验，加深学生对机构组成原理及运动特点的认识，培养学生机构综合泛计能力及工程实践动手能力。
是构建开放式实验室的重要设备之一。
本实验台配有4个机架，可同时供四组学生进行实验。
本实验台配有35种实验机构，其中平面机构24种，空间机构11种，共有零件1105个。
该实验台可对学生进行机构运动创新设计的两次训练，第一次是用软件虚拟装配实验；第二次是实物装配实验。
由于先进行了虚拟训练，所以第二次实物装配时学生进行得较顺利，能节省实物装配用时。
本产品获有以下五项专利：
平面运动机构搭接；
平面运动机构搭接
机构运动及分析设计方案搭接
平面运动机构搭接零件存放柜；
平面运动机构搭接零件存放柜实用新型专利，。
一、实验项目
1．平面机构组成原理及创新设计的拼装设计实验
2.空间机构的搭接设计实验
3.计算机软件虚拟实验
4.课程设计、毕业设计中进行机构系统方案设计的拼装实验
5创意性设计组合拼装实验
二、实验内容
1.平面机构组成原理及创新设计的拼装设计实验
（1）外槽轮机构
（2）盘形凸轮（尖端推杆）
（3）双摇杆机构（直线电机）
（4）曲柄滑块机构
（5）曲柄摇杆机构
（6）齿轮连杆机构
（7）平面定轴轮系--分路传动
（8）内燃机机构
（9）精压机机构
（10）牛头刨床机构
（11）齿轮--曲柄摇杆机构
（12）齿轮--曲柄摆块机构
（13）喷气织机开口机构
（14）冲压机构
（15）插床机构
（16）筛料机构
（17）凸轮连杆组合机构
（18）凸轮-五连杆机构
（19）行程放大机构
（20）冲压机构
（21）双摆杆摆角放大机构
（22）自卸货车翻转机构
（23）齿轮齿条—双曲柄滑块机构
（24）链传动
2.空间机构的搭接设计实验
（1）螺旋齿轮传动（空间机构）
（2）锥齿轮传动（空间机构）
（3）螺旋—双十字轴万向联轴节—蜗轮蜗杆组合传动搭接（空间机构）
（4）锥齿—双十字轴万向联轴节—蜗轮蜗杆组合传动搭接（空间机构）
（5）螺旋齿—蜗杆蜗轮组合传动搭接（空间机构）
（6）锥齿—蜗杆蜗轮组合传动搭接（空间机构）
（7）螺旋齿—锥齿组合传动搭接（空间机构）
（8）锥齿—螺旋齿组合传动搭接（空间机构）
（9）锥齿—槽轮机构组合传动搭接（空间机构）
（10）螺旋齿—单十字轴万向联轴节组合传动搭接（空间机构）
（11）锥齿—单十字轴万向联轴节组合传动搭接（空间机构）
3.计算机软件虚拟实验
（1）实验目的
（2）实验注意事项
（3）机架介绍
（4）零件介绍
（5）运动副拼接方法
（6）机构运动演示
★该软件建有三维零件库；可查询
各类零件特点、用途；零件在软件界
面中可缩小、放大、移动、360°任意
翻转，从各个角度观察，从感观上得到
对整个零件的全面认识；
★能完成12种运动副的拼接、
拆卸（爆炸）的演示。
并配有相应的
运动副简图及文字说明；
★能完成24种平面机构和
11种空间机构的形象逼真三维
运动演示；通过对各种平面、空
间机构在虚拟软件中的模拟运动
演示，增加学员对机构动特点及
其结构运动多样性等问题有了初
步的理解；
★能完成24种平面机构和
11种空间机构的自动装配和拆卸
分解过程爆炸演示。
通过对各种
平面、空间机构在虚拟软件中的
装配和拆卸演示，增加学员对机
构组成零件和组装过程的了解；
★能完成24种平面机构和
11种空间机构的装配训练,这是
学员进行虚拟训练的关键环节，是
本软件的特色与亮点。
该环节包含
组成零件的浏览、零件手动调入组
装成构思机构的过程以及装配训练
过程中有关零件调用、装配位置、
装配顺序的错误操作的判断和信息
反馈的等操作程序，并在装配完成
后，给出的机构组件正确的安装顺
序清单，供给学生上机（实验台）
实训操作用；
★软件具有网络功能，
可在局域网上联机使用。
★本软件由清华大学、国防科学
技术大学和公司联合研发，获软件
着作权专利。
4．课程设计、毕业设计中进行机构系统方案设计的拼装实验
实验时可选用机械中应用的各种机构，设计机构系统方案，并根据机构运动简图进行拼接实验。
本实验台提供的配件可完成不少于40多种机构运动方案的拼装实验。
5．创意性设计组合拼装实验
任何复杂的机构运动都可由简单的基本机构复合组成。
可由学生自行构思机构运动简图，并自行完成方案的拼接，以达到开发学生创造性思维的目的。
附：
实验原理、方法与步骤
1.机构的组成原理
任何平面机构都是由若干个基本杆组（阿苏尔杆组）依次联接到原动件和机架上而构成的。
机构具有确定运动的条件是其原动件的数目等于其所具有的自由度的数目。
因此，如将机构的机架及与机架相连的原动件从机构中拆分开来，则由其余构件构成的构件组必然是一个自由度为零的构件组。
而这个自由度为零的构件组，有时还可以拆分成更简单的自由度为零的构件组，将最后不能再拆的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组（或阿苏尔杆组），简称为杆组。
由杆组定义，组成平面机构的基本杆组应满足条件：
式中：
n为杆组中的构件数；Pl为杆组中的低副数；Ph为杆组中的高副数。
由于构件数和运动副数目均应为整数，故当n、Pl、Ph取不同数值时，可得各类基本杆组。
当Ph=0时，杆组中的运动副全部为低副，称为低副杆组。
其F＝3n-2Pi=0，故
n=2Pi/2，故n应当是2的倍数，而Pl应当是3的倍数，即n=2、4、6……，Pl=3、6、9……。
当n=2，Pl=3时，基本杆组称为Ⅱ级组。
Ⅱ级组是应用最多的基本杆组，绝大多数的机构均由Ⅱ级杆组组成，Ⅱ级杆组可以有下图所示的五种不同类型：
n=4，Pl=6时的基本杆组称为Ⅲ级杆组。
常见的Ⅲ级组如下图所示。
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.实验方法与步骤
1）掌握平面机构组成原理；
2）熟悉本实验中的实验设备，各零、部件功用和安装、拆卸工具；
3）自拟平面机构运动方案，形成拼接实验内容；
4）将自拟的平面机构运动方案正确拆分成基本杆组；
5）正确拼接各基本杆组；
6）将基本杆组按运动传递规律顺序联接到原动件和机架上。
3.实验机构示例
（1）内燃机机构
F=3n?
2PL?
PH=3?
7?
2?
10?
0=1
机构组成：
曲柄滑块与摇杆滑块组合机构。
工作特点：
当曲柄1作连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆DE作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。
该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动（故滑块6是实际的主动件），带动曲柄1回转并使滑块5往复运动使压力气体通过不同路径进入滑块6的左、右端并实现进排气。
（2）牛头刨床机构
（a）（b）
F=3n?
2PL?
PH=3?
5?
2?
7?
0=1
图b）为将图a）中的构件3由导杆变为滑块，而将构件4由滑块变为导杆形成。
机构组成：
牛头刨床机构由摆动导杆机构与双滑块机构组成。
在图a）中，构件2、3、4组成两个同方位的移动副，且构件3与其它构件组成移动副两次；而图b）则是将图a）中D点滑块移至A点，使A点移动副在箱底处，易于润滑，使移动副摩擦损失减少，机构工作性能得到改善。
图a）和图b）所示机构的运动特性完全相同。
工作特点：
当曲柄1回转时，导杆3绕点A摆动并具有急回性质，使杆5完成往复直线运动，并具有工作行程慢进，非工作行程快回的特点。
三、主要技术参数
1、实验台机架数量:
1000×350×650mm（长×宽×高）4个/台
2、交流带减速器电机:
数量3个N=90W220V输出转速n=10转/分
3、带减速器的大传动比交流直线电机:
数量1个N=25W220V
工作行程L=50010mm/s；原动件运动形式不受限制，既可手动又可电动
4、实验台配零件存放柜（1600×450×1000mm）1个/台
5、各类机械零件及标准件近100种1105个（含选配的空间机构件）。
6、产品净重：
420公斤、毛重：
560公斤。
7、电器控制箱1个
8、行程开关2个
9、专用软件光盘1个
10、使用说明员实验指导书1本
11、装拆工具1套
四、性能及特点
1、机架
机架尺寸
1000×350×650mm
机架材料
45#型钢
表面处理
喷塑
加工标准
GB/T1800-1804
GB/T1182-1996
立柱
5根，由45#方钢精制并镀硬铬，可横向移动调节
滑块
每根立柱上3个，带铜瓦轴承座，可沿立柱上下移动
保护方式
带机械与电子双重保护
外形专利
2、零件存放柜
机架尺寸
1600×450×1000mm
机架材料
2mm厚冷轧钢板
表面处理
喷塑
存放零件数
1105个
存放方式
分门别类，带零件名称，一目了然
外形专利
3、零件
连杆等杆组
可进行大范围尺寸调整便于机构组合拼装
复合铰链
接头构思新颖，可避免不同平面之间构件发生干涉，运转灵活
张紧装置
使传动更平稳有力，也便于机构调整
表面处理
镀铬或发蓝处理
五、实验台配置清单
序号
名称及规格
数量
零配件图像
1
电机座板
组装出厂
3
2
直线电机座
组装出厂
1
3
10
15
层面限位套
L=30mm
45
60
20
40
20
20
10
4
滑块导向杆
L=330（350）
4
5
连杆1
L=110（130）
12
6
连杆2-1
L=160（180）
8
7
连杆2-2
L=240（260）
8
8
连杆2-3
L=300（320）
8
9
连杆3-1
L=100（120）
12
10
连杆3-2
L=150（170）
8
11
连杆4-1
L=160（180）
8
连杆4-2
L=260（280）
3
12
压紧螺栓
M5
40
13
带垫片螺栓
M5
40
14
主动滑块插件1
1
15
主动滑块插件2
1
16
主动滑块座（含碰块）
组件
1
17
齿轮
28
35
42
56
3
3
3
3
18
凸轮基圆半径R=20mm
行程30mm
3
19
齿条
m=2、α=20o
3
20
拨盘
组件
1
21
槽轮
4槽
1
22
螺栓1M10×15
6
23
螺栓2M8×15
6
24
螺栓3M10×20
6
25
97
112
主动轴L=127
142
157
4
4
3
2
2
26
67
82
从动轴（移动副）L=97
112
127
8
6
6
4
4
27
67
82
从动轴（转动副）L=97
112
127
8
6
6
4
4
28
高副锁紧弹簧
3
29
限位垫片
20
30
复合铰链1
8
31
复合铰链2
8
32
皮带轮
3
33
电机皮带轮
已装
3
34
皮带Ld=710、900、1120
O型V带
各3
35
转动副轴或滑块
32
36
齿条护板
6
37
机架
4
立柱螺栓M8×35
40
移动滑块（含铜套）
60
立柱
20
38
平头紧定螺钉M6×6
标准件
20
平头紧定螺钉M5×6
标准件
20
39
T形螺母M8
固定电机座或行程开关座
20
40
六角薄螺母M8
标准件
12
41
六角螺母M10
标准件
6
42
六角螺母M12
标准件
30
43
平键A形、3×20
标准件
15
44
直线电机10mm/min
组装出厂
1
45
旋转电机10r/min
组装出厂
3
46
张紧轮
3
47
张紧轮支撑杆
3
48
固定轴
3
49
张紧轮销轴
3
50
行程开关
2
51
行程开关支座
2
52
直线电机电气控制盒
1
53
活动铰链座Ⅰ
16
54
活动铰链座Ⅱ
16
55
定距套L=4、7
6
6
56
半圆头螺钉M4×16
15
57
螺母M4
15
58
内六角螺钉M6×10
主动滑块座
4
59
卷尺2M
1
60
内六角扳手3、5mm
2
4
61
十字起6＂
4
62
一字起3＂
2
63
开口扳手
17～19、12～14、8～10
8
4
2
64
活动扳手8＂
4
65
外卡环钳6寸
2
66
电源线
1
67
使用说明书
1
68
存放架钥匙
2
69
多媒体软件光盘
1
70
1号加密狗
1
71
布罩
4
空间机构（选配件）
1
小锥齿轮I
2
2
主动轴I
2
3
大锥齿轮I
2
4
转动轴I
3
5
支承I
5
6
双万向节联轴节
1
7
转动轴Ⅱ
1
8
蜗杆
1
9
蜗轮
1
10
铜套
8
11
从动轴I
1
12
螺旋齿轮I
1
13
螺旋齿轮Ⅱ
1
14
从动轴Ⅱ
1
15
主动轴Ⅱ
1
16
转动轴Ⅲ
1
17
从动轴Ⅲ
1
18
从动轴Ⅳ
1
19
后置齿轮
3
20
从动轴Ⅴ
2
21
轴用带轮
1
22
主动轴Ⅲ
2
23
转动轴Ⅳ
1
24
电机用带轮
1
25
单万向联轴节
1
26
小链轮
1
27
大链轮
1
六．实验台产品质量标准
CQJP-D机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台产品按《机械类实验台质量标准（CQB2008-KG11）》进行设计制造。
七．实验台产品检验（合格）标准
CQJP-D机构运动创新设计方案拼装及仿真实验台产品按《机械类实验台质量标准（CQB2008-KG11）》制订实验台合格检验单（CQB2008-KG12）》进行合格检验。
由公司质量检验部门签发产品检验合格证，准予出厂。
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