槽轮实验指导书

机械工程基础实验

04

间歇机构实验

实

验

指

导

书

中国石油大学(北京)

机械与储运工程学院

实验四 间歇机构实验

在各类机械中, 常需要使某些构件实现周期性的运动和停歇。能将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构, 称为间歇运动机构。其中,槽轮机构是各类机械中常用的实现间歇运动的典型机构。本实验主要针对外槽轮机构分析其运动特性。

【实验目的】

1. 了解槽轮机构的运动过程。

2. 学会槽轮机构间歇运动的分析。

3. 培养学生动手能力与数据分析能力。

【实验内容】

1．实验仪器

CL-I 槽轮机构实验台，其机构主要有四槽轮机构、五槽轮机构和六槽轮机构组成，主要用于检测几种平面槽轮机构的运动规律。

有关击鼓尺寸参数如下：

槽轮槽数：Z1=4，Z2=5，Z3=6

拨盘圆销数：n1=1，n2=1，n3=1

拔销滚子直径：d1=35mm ，d2=32mm ，d3=26mm

槽轮中心距：L1=L2=L3=160mm

槽轮外径：D1=278.96mm ，D2=260.86mm ，D3=278.34mm

2．工作原理

如图1所示，槽轮机构是由主动拨销轮、从动槽轮及机架组成，从动槽轮是由多个径向导槽所构成,各个导槽依次间歇地工作。当主动拨销轮轴匀速转过h θ角时, 拨销拨动槽轮转过一个分度角h τ, 拨销退出导槽;然后拨杆又转过( 2π-h θ) 角, 此时槽轮静止不动, 直到拨销进入下一个导槽内时, 再重复上述过程，槽轮的定位通常是利用拨销轮上外凸的锁止弧锁住, 从而实现槽轮的单向间歇运动。

图1 槽轮机构

如图2 所示, O1、O2 分别为从动槽轮和主动拨销轮的中心, A 、B 分别为拨销进入和退出导槽时的状态。由于拨销在进入和退出导槽时, 其速度方向与导槽的中心线方向保持一致, 因此在这2 个位置上, 拨销轮的半径与槽的中心线相互垂直。所以,h τ+h θ=π 。

图2 拨销进入和退出导槽轮的位置

槽轮机构相关参数：槽轮运动角： β2=z

π2 拨盘运动角： α2=βπ2-

拨盘上圆销数目：()

22-

圆销中心轨迹半径：βsin 1⨯=L R

槽轮外径：()⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=21222sin d L R β 槽轮深度：δ++-+=2

21d L R R h 拨盘回转轴直径：()212R L d -< 拨盘上锁止弧所对中心角：⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=απm v 2 槽轮每循环运动时间：n z z t r ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=230

槽轮每循环停歇时间：()()n mz z m z t d ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=2230

槽轮机构的动停比：()()()()222---=z m z z m k

当槽轮槽数较大时，一般δ的取值范围为3-6mm

TL-I 凸轮机构试验台采用单片机与A/D 转换集成相结合进行数据采集，处理分析及实现与PC 机的通信，达到适时显示运动曲线的目的。该测试系统先进、测试稳定、抗干扰性强。同时该系统采用光电传感器、位移传感器作为信号采集手段，具有较高的检测精度。数据通过传感器与数据采集分析箱将机构的运动数据通过计算机串口送到PC 机内进行处理，形成运动构件运动参数变化的实测曲线，为机构运动分析提供手段和检测方法。

本实验台电机转速控制系统有两种方式：手动控制：通过调节控制面板上的液晶调速菜单调节电机转速。软件控制：在实验软件中根据实验需要来调节。其原理框图如下:

【实验方法与步骤】

1.任选一槽轮，然后将其安装于槽轮轴上，并紧固。

2.机构运动正常后，用手拨动机构，检查机构运动是否正常。

3.机构运动正常后，可将传感器安装在被测构件上，并连接在数据采集箱接线端口上。

4.打开采集箱电源，启动电机，逐步增加电机转速，观察槽轮运动。

5.打开计算机，并进入【数据采集】界面，观察槽轮构件的运动情况，采集相应数据。

6.采集数据完毕后，点击界面上方【文件】按钮，选择其中【生成全部曲线Excel文件】，

保存生成的文件，并打印。

7.点击界面上方【打印当前曲线】按钮，打印出数据曲线。

8.根据采集的数据绘制从动槽轮的角位移线图、角速度线图和角加速度线图，并计算槽

轮有关参数。

9.点击【运动仿真】进入机构设计仿真窗体，确认好槽轮机构的几何参数，点击“仿真”

按钮，便可以把仿真机构的位移、速度、加速度曲线在窗体下方的黑色坐标框中绘制出来。

10.更换另一槽轮，重新进行上述各步。

11.实验完毕后，关闭电源，拆下构件。

12.分析比较理论曲线和实测曲线，并编写实验报告。

【注意事项】

1.机构不可高速运动。

2.机构启动前一定要仔细检查联接部分。

3.机构启动前手动转动机构，检查曲柄是否可整转。

4.运行时间不宜太长，隔一段时间应停下来检查机构联接是否松动。

5.绘制曲线时注意选择合适的采集点。

【思考回答题】

1.槽轮各部分的名称以及主要参数？

2.槽轮机构的工作原理是什么？有何运动特点？

【相关问题】

1.生成数据表格时，从动件槽轮的数据不能生成，而仿真出来的却是从动件的图像。