项目名称:凸轮机构综合实验台研制                                                                                                      
项目编号:Z2005001
项目负责人:吴天星        
联系电话:2909049
立项时间:2005年7月13日
验收时间:2006年3月29日
参加人员:                      朱家诚  汪进                                                

                      张  康   马凤霞  
                      钟  东   陈  奇
                             黄士伟   

                  

一、主要功能特点
     凸轮机构综合实验涉及机械原理、互换性与技术测量、金属工艺学、测控技术等课程。将凸轮机构解析法设计、机械加工、技术测量、刚体动平衡、机构运动参数测定与分析等不同实验内容有机地结合在一起,形成相互支持、相互影响的综合性实验。
      凸轮机构综合实验的目的是为了提高学生的综合素质,培养学生的工程意识。实验特点:学生可根据设计要求,自行设计凸轮曲线,并由线切割机完成凸轮加工,然后装在实验台上进行测试,分析加工误差对凸轮性能的影响,完成实验的全过程,如图1所示。


图1 凸轮机构综合实验全过程


凸轮机构综合实验台由四部分组成:
1. 凸轮机构实验台机械部分――主要用途:提供凸轮安装工位,并与直动、转动从件形成凸轮机构,为测量凸轮轮廓提供必要的工作环境;
2. 传感器——主要功能:测量凸轮机构从动件的位移,即将凸轮机构从动件的位移量转化为电信号;
3. 测控箱——主要功能:控制电动机转速、采集、处理测量数据,显示测量数据等,机构的速度(角速度)、加速度(角角速度)数值由位移(角位移)经数值微分和数字滤波得到;
4. 计算机——主要功能:对测量数据进行处理,形成实验报告;进行凸轮机构的设计。
 市场上现有的凸轮实验台,结构单一,参数固定,只能用于定性分析和演示。本实验台能进行可变凸轮参数的运动参数测定与分析,从而完成相关综型性实验。
 二、技术性能指标
 本实验台采用直流电机驱动,电机型号为 110SZ02-49,电机转矩为784N.mm,转速为0-1500(r/min),功率为123W。
 直动凸轮机构的基本参数:基圆半径r0=50mm,凸轮转向可变,偏置量可调,e≤±20mm,h≤30mm。摆动从动件凸轮机构的基本尺寸与直动从动件大体相同。最大摆角Ψmax=20°,中心距变化范围130~140mm。凸轮机构从动件顶部可分为尖端、滚子和平底三种形式。
 本实验台测控系统主要性能指标为:
1. 凸轮驱动电机调节速度采用手动电枢调压调速,电机最大转速≤750r/min;
 2. AT89C55WD单片CPU,主频率11.0592MHz;
 3. 通过180槽编码盘驱动CPU对位移进行数据采集;
4. 光电传感器采用两组MOC70T3。角位移传感器采用WDD350-1;
 5. 位移信号的AD转换器采用10为的TLC1543CN;
 6. 与PC机相连接的RS232接口采用MAX232CPE进行电平转换;
7. 提供240×128点阵液晶显示器(JM240128A),能显示转速、位移值以及位移曲线;
8. 四个KD2按键用来在没有与PC机连接时的进行数据采集和显示操作。
 三、可开设的实验项目
 本实验装置可用于开设:《机械原理》、《机械设计基础》课程中的“凸轮机构综合实验”,也可用于《机械原理》课程设计、毕业设计中的辅助实验。

实验主要面向专业:车辆工程、工业工程、工业设计、过程装置与控制工程、机械设计制造及其自动化、交通工程、热能与动力工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程等专业。