曲柄滑块

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1、实验八曲柄滑块、导杆、凸轮机构的主要参数测定实验一．实验性质   本实验为综合性实验。综合了连杆机构和凸轮机构及现代测试技术等知识。二.实验目的1.通过实验，了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法；2.通过实验，初步了解“QID—Ⅲ型组合机构实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法；3.通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对速度量特别是加速度的感性认识；4.比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别；5.检测凸轮直动从动件的运动规律；6.比

2、较不同凸轮廓线或接触副，对凸轮直动从动件运动规律的影响；三.实验系统1.实验系统组成本实验的实验系统框图如图1所示，它是由以下设备组成：  ①实验机构—曲柄滑块、导杆、凸轮组合机构；②光电脉冲编码器；③同步脉冲发生器（或称角度传感器）；④QID—Ⅲ型组合机构实验仪（单片机检测系统）；⑤电脑；⑥打印机；2.实验机构主要技术参数①直流电机额定功率：     100W②电机调速范围：         0～2000r/min③蜗轮减速箱速比：       1/20④实验台尺寸：            长×宽×高=500×380×230⑤电源

3、                   220V/50Hz3.实验机结构特点该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动机构，他们分别是曲柄滑块机构、曲柄导杆滑块机构、平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮机构。而通过拆装及调整可加深实验者对机械结构本身特点的了解，对某些参数改动对整个运动状态的影响也会有更好的认识。四种实验机构如图2所示：（a）曲柄滑块机构（b）曲柄导杆滑块机构（c）平底直动从动杆凸轮机（d）滚子直动从动杆凸轮机构图2  典型传动机构示意图1-同步脉冲发生器2-蜗轮减速器 3-曲柄 4-连杆 5

4、-电机 6-滑块 7-齿轮 8-光电编码器  9-导块 10-导杆11-凸轮12-平底直动从动件13-回复弹簧 14-滚子直动从动件15-光栅盘4.组合机构实验仪①实验仪外形布置此实验仪的外形结构如图3所示，图为正面结构，图为背面结构。QID—Ⅲ实验仪正面结构QID—Ⅲ实验仪背面结构图3②实验仪系统原理本实验仪由单片机最小系统组成。外扩16位计数器，接有3位LED数码显示器可实时显示机构运动时曲柄轴的转速，同时可与PC机进行异步串行通讯。在实验机动态运动过程中，滑块的往复移动通讯通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复

5、速度成正比），0～5伏电平的两路脉冲，接入微处理器外扩的计算器计数，通过微处理器进行初步处理运算并送入PC机进行处理，PC机进行处理，PC机通过软件系统在CRT上可显示出相应的数据和运动曲线图。机构中还有两路信号送入单片机最小系统，那就是角度传感器（同步脉冲发生器）送出的两路脉冲信号。其中一路是光栅盘每2°一个角度脉冲，用于定角度采样，获取机构运动曲线；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点位置。机构的速度、加速度数值由定位移经数值微分和数字滤波得到。与传统的R—C电路测量法或分别采用位移、速度、加速度测量仪器的系统相比，具有测

6、试系统简单、性能稳定可靠、附加相位差小、动态响应好等优点。本实验仪最大优点就是采用微处理器和相应的外围设备，因此在数据处理的灵活和结果显示、记录、打印的便利、清晰、直观等方面明显优于非微处理的同类仪器。另外，与电脑连接使用，操作上只要使用键盘和鼠标就可完成，操作灵活方便，实验准备工作非常简单。四.实验操作步骤1.曲柄滑块运动机构实验按图（a）将机构组装为曲柄滑块机构。a、滑块位移、速度、加速度测量①将光电脉冲编码器输出的5芯插头及同步脉冲发生器输出的5芯插头分别插入测试仪上相对应接口上。把串行传输线一头插在计算机任一串口上，另一头插

7、在实验仪的串口上。②打开QID—Ⅲ组合机构实验仪上的电源，此时带有LED数码显示的面板上将显示“0”。打开个人计算机，并保证已联入了打印机。③起动机构，在机构电源接通前应将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后接通电源，并顺时针转动调速电位器，使转速逐渐加至所需的值（否则易烧断保险丝，甚至损坏调速器），显示面板上实时显示曲柄轴的转速。机构运转正常后，就可在计算机上进行操作了。启动系统软件。④先熟悉系统软件的界面及各项操作的功能。⑤选择好串口，并点击“数据采集[Q]”，在弹出的采样参数设置区内选择相应的采样方式和采样常数。可以选择

8、定时采样方式，采样的时间常数有10个选择档（分别是：2ms、5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms、40ms、50ms），比如25ms；也可以选择定角采样方式，采样的角度常数有5个选择档（分别是：2度、4度