机械原理创新组合实验平台 Innovative combined experimental platform for Mechanical principles

京工科业 JGJX-YLC 机械原理创新组合实验平台

机械原理创新组合实验平台 , 机械原理综合实验台能够拼装 30 多种平面机构，还能学习培训《机械原理》课程“齿轮机构”一章中的渐开线的形成、特性，渐开线齿轮各部分的名称和尺寸 .

一、技术要求
1 、实验项目：（共计 73 项实验）
1 ）平面连杆 机构 14 种
2 ） 凸轮 机构 7 种
3 ）定轴齿轮机构 2 种
4 ） 2K-H 周转轮系 1 种
5 ）摆线针轮机构 1 种
6 ）棘轮机构 4 种
7 ）槽轮机构 2 种
8 ）不完全齿轮间歇运动机构 1 种
9 ）渐开线齿轮机构系列实验
① 渐开线形成演示实验（ 4 项）
② 范成法渐开线生成实验 ( 范成法渐开线齿廓形成实验）（ 6 项）  
③ 渐开线直齿圆柱齿轮几何参数测定实验：   
a ）标准直齿圆柱齿轮几何参数测定实验（ 8 项）
b ）正变位直齿圆柱齿轮几何参数测定实验（ 8 项）   
c ）负变位直齿圆柱齿轮几何参数测定实验（ 8 项）   
d ）渐开线直齿圆柱 齿轮传动 啮合参数测定实验（ 4 项）         
10 ）确定孔与轴的配合类型及基准制，选择加工精度等级
11 ）测绘零部件图及装配图
12 ）拟定零件加工工艺路线及装配工艺过程
2 、基本结构
实验桌，主要零部件挂在实训桌上的绘 制图形和标注名称的存放架上，学生动手拼装时在实训桌上进行。实验台由机架模块、机构零部件模块、工作台模块、标准件模块、工量具模块、渐开线形成模块、齿廓形成仪模块、渐开线齿轮及其啮合参数测定模块等组成。
A 、该工作台采用单面台式结构，上置 10 吋平板显示器 1 台，可显示操作各机构搭接拆装过程和使用方法，方便学生观看。
3 、主要功能
实验台能够拼装 30 多种平面机构，还能学习培训《 机械原理 》课程“齿轮机构”一章中的渐开线的形成、特性，渐开线齿轮各部分的名称和尺寸，直齿圆柱齿轮公法线长度，一对渐开线齿轮的啮合传动，渐开线齿轮传动的重合度，渐开线齿轮的加工，渐开线齿轮的根切现象，用标准齿条型刀具切制标准齿轮而不发生根切的最少齿数，齿轮的变位原理，避免根切的最小变位系数，变位齿轮的几何尺寸，变位齿轮传动等 14 节的教学内容。
实验桌，主要零部件挂在实训桌上的挂架上，学生动手拼装时在实训桌上进行；是一个集原理、设计、 机械\制造、装配及工艺检测等各知识训练于一体的综合实验台。
4 、技术参数
 1 ）工作台模块由工作台桌、挂板组成工作台桌：长 1600mm 、宽 650mm 、高 800mm ，有 2 个抽屉。平面机构存放架：长 1600mm 、高 600mm ，零部件分五个单元配挂齿轮机构存放架：长 1600mm 、高 600mm ，零部件分四个单元配挂。主要零部件挂在挂板上 ; 实训桌、挂板和挂架采用优质冷作钢板经钣金加工而成。
 2 ）机构零部件模块：由铝合金制而成分为：杆件类、齿轮类、凸轮和推杆类、棘轮棘爪类、槽轮类、其他件。
 3 ）机架模块：由演示板组件、摇把组件组成
 4 ）标准件模块
 5 ）工量具模块
 6 ）渐开线形成模块
 7 ）齿廓形成仪模块
 8 ）渐开线齿轮及其啮合参数测定模块
5 、虚拟仿真教学系统

机械实训安全教育虚拟仿真软件：本软件基于 unity3d 开发，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
A 、机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分 2 种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出 GB23821-2009 《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，最终一步为正确做法。
B 、机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至 电气 控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
C 、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、 24V 电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有 3 个选项，由学生自由选择，最终 10 项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
D 、软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
E 、同时为客户提供本软件的 VR 安装包方便用户拓展为 VR 实验， VR 设备及软件安装调试不需提供。
机械装配与 钳工 装配虚拟仿真软件：本软件基于 unity3d 开发，可选 6 级画质，设有减速器、 轴系 结构的设计与虚拟拆装、常见机械机构设计与仿真，机构资源库，典型机械机构（汽油机发动机的虚拟拆装），软件为一个整体软件，不能为一个个单独的资源。
A. 减速器设计与虚拟拆装界面可选涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器、二级展开式圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器。
涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器：进入软件后自动播放装配内容，视频中各步骤均有文字说明
二级展开式圆柱齿轮减速器：进入软件后采用视频的形式播放内容，视频内容应包含：零件名称（扫描二维码可看零部件名称）、拆装演示（包含拆卸、装配）、虚拟拆装（包含整体、低速轴、中速轴、高速轴、箱盖、箱座）
圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器：点击进入后自动跳转到 edrawings 界面， 模型 均为三维模型，通过点击零部件显示零部件名称，可 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移，同时可通过移动零部件功能，将整个减速器进行拆卸组装，同时可以选择主页按钮回到减速器最初始的状态。圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器增加了插入横断面功能，可自由拖动横断面观察减速器内部结构。
B. 轴系结构的设计及虚拟拆装界面可选零件认知、拆装演示、实战操作。
1 、零件认知：内设斜齿轮、无孔端盖、联轴器、联轴器键、轴、齿轮键、带孔端盖、轴套、深沟球轴承的三维模型与零件名称，任意零件均可进行 360° 旋转
2 、拆装演示：内置 2 个案例，将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称，设有拆卸与装配按钮，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。三维场景均可进行 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移。
3 、实战操作：三维零件整齐摆放于桌面，由学生手动选择对应的零件并移动至轴系结构上，摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称。
C 、常见机械机构设计与仿真可选铰链四杆机构设计与分析、 I\II 型曲柄摇杆机构设计与分析、偏置曲柄滑块机构设计与分析、曲柄摆动导杆机构设计与分析、铰链四杆机构轨迹综合、偏心直动滚子推杆凸轮、对心直动平底推杆凸轮。
1 、各个机构应当能输入相对应的参数，由软件自动计算参数，并可进行运动仿真和自动绘制曲线图。
D 、机构资源库可选平面连杆机构 11 种、凸轮机构 5 种、齿轮机构 6 种、传动机构 8 种、加紧机构 11 种、轮系机构 6 种、其他机构（机械设备模拟） 8 种
E 、汽油机发动机的虚拟拆装可选曲轴箱装拆演示、曲轴箱虚拟装配、配气系装拆演示、配气系虚拟装配
1 、曲轴箱装拆演示与配气系装拆演示均设有拆卸按钮、装配按钮、重新开始、分解观察按钮，将鼠标移动到某一零件位置时，该零件自动放大，并显示零件名称，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。使用分解观察按钮时，曲轴箱或配气系三维模型自动展示爆炸图，可进行 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移
2 、曲轴箱虚拟装配与配气系虚拟装配的三维零件均整齐摆放于桌面，均由学生手动选择对应的零件并移动至机构上，当摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某些零件位置时，自动显示零件名称。。