[摘 要] 以一種搖床機(jī)構(gòu)為例，為學(xué)生直觀展示搖床機(jī)構(gòu)的模型原理，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的多元化，以此形成一種教學(xué)趨勢(shì)，為了達(dá)到模型的開(kāi)發(fā)與研制，利用三維CAD軟件制作搖床機(jī)構(gòu)的三維模型，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)計(jì)算，形成加工圖加工零件及組合模型，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)建學(xué)科交叉、多層次、模塊化的實(shí)訓(xùn)與工程實(shí)踐教學(xué)體系。

[關(guān) 鍵 詞] 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；搖床機(jī)構(gòu)；教具研究；樣機(jī)制造

[中圖分類(lèi)號(hào)] TH132 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）24-0063-01

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展表明，工程和制造業(yè)的生命力在于產(chǎn)品創(chuàng)新，現(xiàn)代產(chǎn)品的創(chuàng)新是基于知識(shí)和信息的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[1]。搖床機(jī)械產(chǎn)品主要應(yīng)用于選別細(xì)粒物料的重力選礦設(shè)備，如，鐵、金銀、鎢、錫和煤等，還有專(zhuān)用篩沙等功能的搖床設(shè)備，且都屬于大型和重型設(shè)備?；诖耍瑸榱藵M足教學(xué)需求，設(shè)計(jì)出一種教學(xué)適用的一種搖床機(jī)構(gòu)實(shí)體教具，以機(jī)械工程綜合設(shè)計(jì)與綜合研究為技術(shù)載體，將各個(gè)單一工種用產(chǎn)品串接起來(lái)，由此得到的不再是孤立的概念，讓學(xué)生不再獲得的是單獨(dú)某章、某節(jié)或者某門(mén)課程的學(xué)習(xí)，而是具有完整過(guò)程的工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

一、搖床機(jī)構(gòu)的研究

（一）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究目標(biāo)

機(jī)構(gòu)是用來(lái)傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)的裝置，是機(jī)械的重要組成部分，為教學(xué)所用的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一是對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作程序結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際功能，并將此功能表達(dá)或模擬表達(dá)出來(lái)；二是機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)力考慮為手動(dòng)，設(shè)置操作手柄，實(shí)現(xiàn)參觀者使用操作手柄就能實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定的功能，體現(xiàn)了安全性，也讓參觀者直觀感受到機(jī)構(gòu)的工作原理、構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，具有實(shí)際的可操作性。

（二）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容

通過(guò)對(duì)搖床機(jī)構(gòu)工作原理研究、性能分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和樣機(jī)制造，完成機(jī)構(gòu)的樣機(jī)制造，主要的內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：（1）搖床機(jī)構(gòu)的工作原理、用途；（2）機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)、主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，運(yùn)動(dòng)分析；（3）三維零件圖建模、裝配圖建模、動(dòng)畫(huà)仿真、二維工程圖；（4）搖床機(jī)構(gòu)的零部件制造、機(jī)械加工；（5）產(chǎn)品的裝配、調(diào)試。

（三）搖床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特色和創(chuàng)新點(diǎn)

1.從設(shè)計(jì)到樣機(jī)制造的實(shí)現(xiàn)

將現(xiàn)有的搖床設(shè)備進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)制造出滿足教學(xué)與展覽的小型機(jī)器，并通過(guò)對(duì)搖床機(jī)構(gòu)工作原理研究、性能分析完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和樣機(jī)制造。

2.實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)

移動(dòng)凸輪（大滑塊）和從動(dòng)件按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)移動(dòng)。

3.主要特色

將現(xiàn)有的搖床機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)制造出符合生產(chǎn)與生活實(shí)際、滿足教學(xué)與展覽的小型機(jī)器，該機(jī)構(gòu)具有操作簡(jiǎn)單、安全性高、實(shí)現(xiàn)搖床的篩沙等功能。

二、搖床機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與加工

（一）工作原理

如圖1所示，搖床機(jī)構(gòu)由連桿機(jī)構(gòu)與移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)組成。曲柄1為主動(dòng)件，通過(guò)連桿2使大滑塊3（移動(dòng)凸輪）作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；滾子G、H與凸輪輪廓線接觸，使構(gòu)件4繞固定軸E擺動(dòng)，再通過(guò)連桿5驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件6按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)移動(dòng)。該機(jī)構(gòu)適用于中速輕負(fù)荷的搖床機(jī)構(gòu)或推移機(jī)構(gòu)。

1-曲柄；2，5-連桿；3-大滑塊；4-構(gòu)件；6-從動(dòng)件

（二）樣機(jī)調(diào)試與裝配

運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行搖床機(jī)構(gòu)的三維建模，然后運(yùn)用裝配功能，將每個(gè)零件按裝配連接關(guān)系進(jìn)行裝配，配合關(guān)系進(jìn)行設(shè)置，即可完成搖床機(jī)構(gòu)的裝配。利用SolidWorks的仿真功能，可以模擬搖床機(jī)構(gòu)的整個(gè)工作過(guò)程，并檢驗(yàn)是否在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生干涉，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理。

通過(guò)進(jìn)一步修改和完善設(shè)計(jì)方案，最終確定好最佳方案，繪制好二維工程圖（零件圖）后進(jìn)行零件的加工，最后完成裝配和調(diào)試。加工完成如圖2所示的成品。

三、結(jié)論

研究出一種搖床機(jī)構(gòu)樣機(jī)作為教具，為學(xué)生直觀展示搖床機(jī)構(gòu)的工作原理，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的多元化，為了達(dá)到教具的開(kāi)發(fā)與研制[2]，利用三維CAD軟件制作搖床機(jī)構(gòu)的三維零件建模、裝配、動(dòng)畫(huà)仿真，計(jì)算驗(yàn)證后選取最佳設(shè)計(jì)方案生成工程圖，完成零件的加工、裝配和調(diào)試，從而完成樣機(jī)制造。將此搖床機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、工程素養(yǎng)等課程，以理論與實(shí)踐相結(jié)合，作為一種新型教具廣泛應(yīng)用于機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝友柏.在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)合作設(shè)計(jì)[J].航空制造技術(shù)，2001（2）：23-27.

[2]許蘢.包裝機(jī)械中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析及仿真[J].包裝工程，2014，35（9）：76-79.