题目1幻觉式游戏机的设计.docVIP

题目1 幻觉式游乐机传动系统设计 1.1设计题目 某游乐场欲添设一新的游乐项目。该项目是在一暗室中，让一个画有景物的屏幕（观众可以看见屏幕上的景物），由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，并越来越大，最后屏幕竟然旋转起来，转数圈之后，屏幕渐渐趋于静止。由于观众在暗室中仅能看见屏幕上的景物，根据相对运动原理，观众将产生一个错觉，他们不认为是屏幕在晃动，反而认为是他们自己在晃动，并且晃动的越来越厉害，最后竟旋转起来。这是一个有惊无险的游乐项目。 现要求设计一机械传动装置，使屏幕能实现上述运动要求。其设计技术要求如下： 1）屏幕的尺寸为长4 m和宽 3 m，屏幕的几何中心为其转动中心；屏幕由静止开始晃动时的摆角约60°，每分钟晃动次数约10～12次，屏幕由开始晃动到出现整周转动，历时约2～3分钟，约转10多周之后，屏幕由渐趋静止；屏幕摆动幅度应均匀增大即呈均加速度的趋势。 2）整个游乐装置欲利用一个交流异步电动机带动，其同步转速可选为750r/min或1000r/min或1500r/min。电机的功率这里暂先可以不考虑。因屏幕及其机械系统设计的等效转动惯量较小，可以不考虑其动力学问题，故仅对其作运动设计。 3）每一次游乐为一个运动循环。每次游乐开始由手动操作通过离合器来控制，接下来整个运动由机械自动完成。在完成满足上述游乐基本运动要求前提下，最好能增设屏幕晃动摆角、晃动次数和转动次数以及速度大小可调节的一些功能。 1.2 设计任务 本游乐机传动系统的设计任务是：要求每三名同学组成一个设计小组，在本课程设计期间独立完成实现该游乐项目运动要求的机械传动系统运动方案设计，即要求完成该游乐机机构运动简图设计，并按一定的内容格式要求编写提交一份设计计算说明书（即设计技术报告），而且在向指导教师提交时还需进行答辩。 该设计计算说明书具体内容要点为： 1）在传动方案拟定中，要求至少给出两个或两个以上可行的传动方案（最好每名同学应提出自己的一个方案），而每一种方案所包含的机构不少于三种，并通过对比分析，确定出最佳亦即最终要设计的传动方案。 2）对已确定的传动方案，根据设计技术要求与原始数据，进行有关机构的运动尺度设计和必要的运动性能分析。 3） 选取适当的比例尺，绘制出该游乐机机械系统的机构运动简图总图，并对该机构的一个循环的运动或运动性能作必要分析和说明。若有可能的话，还可利用Flash等动画制作软件，将所设计的游乐机机构系统制作成动画，以仿真演示验证机构运动可行性。 4）按统一的课程设计封面和内容编写格式要求，编制设计计算说明书。 1.3 设计提示 1）该装置的设计特点是仅有一个原动机驱动，而且也仅有一个执行构件，但所要求实现的运动较为复杂。即要求屏幕由左右幌动逐渐增大到整周转动，再到慢慢静止下来。故需要能完成减速、摆动与转动运动形式的变换和速度大小的变化以及运动停歇等功能，因而将有多种不同的传动实现方案。 2）实现减速和转向传动的功能，可采用带传动、蜗轮蜗杆传动或圆锥齿轮与圆柱齿轮的组合等。 3）为了改变屏幕晃动幅度的大小，使之逐渐增大，并最终使屏幕作连续回转，故有如下实现方案：可采用平面铰链四杆机构，通过自动控制装置来改变曲柄或机架的长度，变换曲柄摇杆机构为双曲柄机构；或者采用导杆机构，通过自动控制改变曲柄或机架的长度变换摆动导杆机构为回转导杆机构，或者采用齿轮-连杆组合机构（教材图12-57）等实现运动形式变换和变速的功能。 4）实现自动控制改变杆长的机构，可采用螺旋机构或凸轮机构与齿轮机构的组合等。