凸輪是機(jī)械工程的一類(lèi)重要機(jī)構(gòu),是機(jī)械原理學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)作為一種實(shí)踐手段,可以更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解相關(guān)理論。在當(dāng)前新工科人才培養(yǎng)的大背景下,從凸輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)在需求出發(fā),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了參數(shù)化凸輪綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。該平臺(tái)可以提供實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)參數(shù)柔性設(shè)置、方案檢測(cè)與評(píng)估等各項(xiàng)綜合功能,已在項(xiàng)目探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到了應(yīng)用,效果良好,值得推廣。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2020年09期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

從動(dòng)件位移在線測(cè)試功能界面

杓撇問(wèn)?螅?酉呂蠢?檬笛櫧教ǖ娜?性配置功能，設(shè)置柔性凸輪相關(guān)參數(shù)、從動(dòng)件類(lèi)型、偏置距大校初始任務(wù)目標(biāo)不相同，則每個(gè)團(tuán)隊(duì)所實(shí)現(xiàn)的凸輪系統(tǒng)也不一樣，避免了互相抄襲。配置的過(guò)程相當(dāng)于學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案?jìng)�(gè)性化加工制造了一個(gè)完整的凸輪系統(tǒng)。樣機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)在生產(chǎn)實(shí)際中是一項(xiàng)非常重要的工作。學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的檢測(cè)功能輸出數(shù)據(jù)，作為設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)依據(jù)，并分析數(shù)據(jù)得到評(píng)價(jià)結(jié)果，確定是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)目標(biāo)和是否需要繼續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。這一過(guò)程和工程項(xiàng)目研究也是相一致的。圖8為從動(dòng)件位移在線測(cè)試的功能界面，圖9為從動(dòng)件位移規(guī)律分析的功能界面。圖8從動(dòng)件位移在線測(cè)試功能界面圖9從動(dòng)件位移規(guī)律分析功能界面4.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果評(píng)價(jià)利用凸輪綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展課題探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生沉浸到了項(xiàng)目研究的情境中，學(xué)生的主動(dòng)性被激發(fā)，在方案設(shè)計(jì)、論證、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試與驗(yàn)證整個(gè)過(guò)程中都能積極參與。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，完成設(shè)計(jì)任務(wù)，配置系統(tǒng)，并且最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證、評(píng)價(jià)。這是一條從完成設(shè)計(jì)目標(biāo)到實(shí)現(xiàn)最終設(shè)計(jì)結(jié)果的完整項(xiàng)目研究路線，與工程實(shí)際中課題研究從設(shè)計(jì)目標(biāo)到最終實(shí)現(xiàn)的過(guò)程是相似的，教學(xué)效果是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)所不能比擬的。5結(jié)語(yǔ)本文從本科機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合需求出發(fā)，開(kāi)發(fā)了凸輪綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，滿(mǎn)足了開(kāi)設(shè)高水平課題式探究型凸輪實(shí)驗(yàn)的需要。經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐表明，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠、工作穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的預(yù)定目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)還豐富了傳統(tǒng)凸輪實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，提高了實(shí)驗(yàn)的層次。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的熱情顯著提高，獲得良好的教學(xué)效果。參考文獻(xiàn)(References)[1]教育部.“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)[J].高?

峁股杓剖腔?矗其中可調(diào)整的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可柔性設(shè)置參數(shù)的零件單元是實(shí)現(xiàn)的核心。2.1柔性可定制凸輪單元對(duì)于盤(pán)狀凸輪來(lái)說(shuō)，凸輪的外輪廓決定了凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也是凸輪實(shí)驗(yàn)的核心。傳統(tǒng)的凸輪實(shí)驗(yàn)都是采用定參數(shù)設(shè)計(jì)，凸輪制造完成后參數(shù)唯一確定。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)更換凸輪來(lái)達(dá)到改變參數(shù)的目的。在一定設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)，理論上可設(shè)計(jì)無(wú)限種凸輪，但受加工等因素的制約，真正提供給學(xué)生用于實(shí)驗(yàn)的凸輪數(shù)量非常有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能一一覆蓋對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。為此設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了滿(mǎn)足一定設(shè)計(jì)約束條件下的實(shí)驗(yàn)用柔性可定制凸輪，見(jiàn)圖1。圖1柔性可定制凸輪凸輪的基圓決定著凸輪外輪廓生成的規(guī)律，以及壓力角、凸輪尺寸、從動(dòng)件升程等諸多指標(biāo)。柔性可設(shè)置凸輪通過(guò)設(shè)置基圓大小來(lái)改變相應(yīng)規(guī)律。對(duì)于具有典型外輪廓規(guī)律的凸輪，可以利用解析法建立得到旋轉(zhuǎn)角度和基圓半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得到需要旋轉(zhuǎn)的偏移角度。對(duì)于外輪廓規(guī)律復(fù)雜的凸輪無(wú)法利用解析法建立出單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要多段規(guī)律插值，建立出角度與半徑大小的對(duì)照數(shù)據(jù)表來(lái)確定偏移角度的位置。設(shè)定基圓半徑大小時(shí)，只需把連接有刻度指針的設(shè)置輪旋轉(zhuǎn)到某一確定的角度即可實(shí)現(xiàn)凸輪的設(shè)置。2.2從動(dòng)件旋轉(zhuǎn)變換單元凸輪常見(jiàn)的從動(dòng)件包括尖頂、平頂、滾子等類(lèi)型。不同的從動(dòng)件工作時(shí)所處的摩擦狀態(tài)不相同，適用的場(chǎng)合也有所不同。根據(jù)教學(xué)的需要，凸輪實(shí)驗(yàn)裝置必須滿(mǎn)足從動(dòng)件可以方便更換。從動(dòng)件的安裝匹配精度對(duì)后續(xù)運(yùn)行的可靠性以及測(cè)量精度影響很大。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的處理方式是簡(jiǎn)單的拆卸更換，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，處理不好還會(huì)帶來(lái)安裝誤差，并不利于在實(shí)驗(yàn)課上采用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]直動(dòng)從動(dòng)件平面移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 朱育權(quán),李大印,尚涵涵.  西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]偏置直動(dòng)從動(dòng)件圓盤(pán)凸輪的設(shè)計(jì)和特性分析[J]. 黃小平,陳寧,許薔.  現(xiàn)代制造工程. 2019(02)
[3]新工科背景下機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程改革研究[J]. 李秀紅,李文輝.  教育理論與實(shí)踐. 2019(03)
[4]基于AutoCAD與Excel的凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)[J]. 鄭彬,堯遙.  機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2018(11)
[5]機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J]. 徐春明,周艷,孫瑛,蔣國(guó)璋,李公法.  大學(xué)教育. 2018(11)
[6]基于LabVIEW和SolidWorks的盤(pán)形凸輪輪廓線設(shè)計(jì)研究[J]. 蘇超,陸天煒,張麗.  機(jī)械. 2018(08)
[7]面向新工業(yè)革命的新工科人才素質(zhì)結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)[J]. 姜曉坤,朱泓,李志義.  中國(guó)大學(xué)教學(xué). 2017(12)
[8]工科何以而新[J]. 李培根.  高等工程教育研究. 2017(04)
[9]“新工科”建設(shè)復(fù)旦共識(shí)[J].   高等工程教育研究. 2017(01)
[10]機(jī)械學(xué)科科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究[J]. 包海濤,王殿龍,崔巖,朱林劍,高媛,王德倫.  實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2016(06)



本文編號(hào)：2917751