凸輪是機械工程的一類重要機構(gòu),是機械原理學習的一個重點和難點。實驗作為一種實踐手段,可以更好地幫助學生學習和理解相關(guān)理論。在當前新工科人才培養(yǎng)的大背景下,從凸輪實驗教學的內(nèi)在需求出發(fā),設計開發(fā)了參數(shù)化凸輪綜合實驗教學系統(tǒng)。該平臺可以提供實驗方案設計、實驗參數(shù)柔性設置、方案檢測與評估等各項綜合功能,已在項目探究式實驗教學中得到了應用,效果良好,值得推廣。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2020年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

從動件位移在線測試功能界面

杓撇問?螅?酉呂蠢?檬笛櫧教ǖ娜?性配置功能，設置柔性凸輪相關(guān)參數(shù)、從動件類型、偏置距大校初始任務目標不相同，則每個團隊所實現(xiàn)的凸輪系統(tǒng)也不一樣，避免了互相抄襲。配置的過程相當于學生根據(jù)自己的設計方案個性化加工制造了一個完整的凸輪系統(tǒng)。樣機的測試評價在生產(chǎn)實際中是一項非常重要的工作。學生利用實驗平臺的檢測功能輸出數(shù)據(jù)，作為設計的評價依據(jù)，并分析數(shù)據(jù)得到評價結(jié)果，確定是否滿足設計目標和是否需要繼續(xù)優(yōu)化設計。這一過程和工程項目研究也是相一致的。圖8為從動件位移在線測試的功能界面，圖9為從動件位移規(guī)律分析的功能界面。圖8從動件位移在線測試功能界面圖9從動件位移規(guī)律分析功能界面4.3實驗教學效果評價利用凸輪綜合實驗教學平臺開展課題探究式實驗教學，讓學生沉浸到了項目研究的情境中，學生的主動性被激發(fā)，在方案設計、論證、實現(xiàn)、測試與驗證整個過程中都能積極參與。學生在實驗中綜合運用所學知識，完成設計任務，配置系統(tǒng)，并且最終通過實驗平臺對設計結(jié)果進行驗證、評價。這是一條從完成設計目標到實現(xiàn)最終設計結(jié)果的完整項目研究路線，與工程實際中課題研究從設計目標到最終實現(xiàn)的過程是相似的，教學效果是傳統(tǒng)實驗所不能比擬的。5結(jié)語本文從本科機械基礎(chǔ)實驗教學的綜合需求出發(fā)，開發(fā)了凸輪綜合實驗教學平臺，滿足了開設高水平課題式探究型凸輪實驗的需要。經(jīng)過教學實踐表明，該實驗系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠、工作穩(wěn)定，實現(xiàn)了設計開發(fā)的預定目標。實驗平臺的開發(fā)還豐富了傳統(tǒng)凸輪實驗教學的內(nèi)容，提高了實驗的層次。實驗中學生參與實驗，主動思考問題、解決問題的熱情顯著提高，獲得良好的教學效果。參考文獻(References)[1]教育部.“新工科”建設復旦共識[J].高?

峁股杓剖腔?矗其中可調(diào)整的機械結(jié)構(gòu)設計和可柔性設置參數(shù)的零件單元是實現(xiàn)的核心。2.1柔性可定制凸輪單元對于盤狀凸輪來說，凸輪的外輪廓決定了凸輪的運動規(guī)律，也是凸輪實驗的核心。傳統(tǒng)的凸輪實驗都是采用定參數(shù)設計，凸輪制造完成后參數(shù)唯一確定。實驗中通過更換凸輪來達到改變參數(shù)的目的。在一定設計參數(shù)范圍內(nèi)，理論上可設計無限種凸輪，但受加工等因素的制約，真正提供給學生用于實驗的凸輪數(shù)量非常有限，遠遠不能一一覆蓋對應的設計參數(shù)。為此設計實現(xiàn)了滿足一定設計約束條件下的實驗用柔性可定制凸輪，見圖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、從動件升程等諸多指標。柔性可設置凸輪通過設置基圓大小來改變相應規(guī)律。對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應關(guān)系，進而得到需要旋轉(zhuǎn)的偏移角度。對于外輪廓規(guī)律復雜的凸輪無法利用解析法建立出單一的對應關(guān)系，需要多段規(guī)律插值，建立出角度與半徑大小的對照數(shù)據(jù)表來確定偏移角度的位置。設定基圓半徑大小時，只需把連接有刻度指針的設置輪旋轉(zhuǎn)到某一確定的角度即可實現(xiàn)凸輪的設置。2.2從動件旋轉(zhuǎn)變換單元凸輪常見的從動件包括尖頂、平頂、滾子等類型。不同的從動件工作時所處的摩擦狀態(tài)不相同，適用的場合也有所不同。根據(jù)教學的需要，凸輪實驗裝置必須滿足從動件可以方便更換。從動件的安裝匹配精度對后續(xù)運行的可靠性以及測量精度影響很大。傳統(tǒng)實驗臺的處理方式是簡單的拆卸更換，比較費時費力，處理不好還會帶來安裝誤差，并不利于在實驗課上采用。

【參考文獻】：
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