《机械设计基础》实验指导书
二零零九年十一月
机械设计基础实训规则及要求
一、作好实训前的准备工作
（1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实
训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。
（2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意
事项。
（3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。
二、严格遵守实训室的规章制度
（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。
（2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。
（3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。
（4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。
三、认真做好实训
（1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。
（2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。
（3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指
导老师审阅。
四、实训报告的一般要求
实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动
手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写
出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录
实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4)
实验二齿轮范成原理实验 (8)
实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13)
实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19)
实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
实验一平面机构运动简图的测绘和分析
一、实验目的
（1）学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图；
（2）验证和巩固机构自由度计算。
二、实验要求
（1）正确判别两种运动副及其数量；
（2）绘制出２～４种平面机构的运动简图；
（3）对照实验机械，理解计算机构自由度的目的。
三、实验设备和工具
（1）各种机械实物；
（2）各种机构模型；
（3）钢板尺；
（4）外卡钳；
（5）铅笔与橡皮（自备）；
（6）草稿纸（自备）。
四、实验原理
在分析和研究机构运动时，为了使问题简化，便于分析，可以不考虑构件的外形、构件的截面尺寸和运动副的实际构造，只用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此来说明实际机构的运动特征。
五、测绘步骤和方法
（1）测绘时使被测的机器或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构运动，分清各运动单元，从而确定组成机构的构件数目；
（2）根据相互联接两构件的接触情况和相对运动的性质，确定各个运动副的
种类；
（3）选取平行于机构运动的平面为视图平面，使其能表示某一个瞬时的机构
位置，且要求在此位置时的各构件不相互重叠；
（4）在草稿纸上徒手按规定的符号和构件联接的次序逐步画出机构运动简图
的草图。然后用数字 1、2、3⋯⋯分别标注各构件，用字母 A、B、C⋯⋯分别标注各运动副；
（5）仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距，移动副导路间的夹角等），任意假设原动件的位置，并按一定的比例尺将草图苏画成规范的机构运动简
图，简图比例尺用μ表示，即
（6）计算各机构的自由度数，并将结果与实际相对照，观察是否相符。
六、思考题
1．1一个正确的平面机构运动简图，应能说明哪些内容？
1．2绘制平面机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意假定？会不会影响简图的正确性？
1．3平面机构自由度的计算，对测绘平面机构运动简图有何帮助？
平面机构运动简图的测绘和分析
姓名班级成绩
指导教师组别实验日期
实验结果
机构名称1、2、
实测尺寸
自由度计算
n= p 1= p n=n= p 1 = p h =
W=W=
机构运动简
图
机构名称3、4、
实测尺寸
n= p =p
n =n= p
1
=p
h
=
1
自由度计算
W=W=机构示意图
实验二齿轮范成原理实验
一、实验目的：
1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线
的形成过程；
2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来避免发生
根切的方法；
3、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。
4、（选作）分析、比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的
异同点。
二、实验设备和用具：
1、齿轮范成仪；
2、自备：￠ 220 ㎜圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）；
3、HB铅笔、橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。
三、实验原理：
范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓互为包络线
的原理来加工齿廓的方法。刀具刃廓为渐开线齿轮（齿条）的齿形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与相互啮合的一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合传动一样，
显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。
本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m1=20mm和 m2=8，=20°， ha*=1，c*=0.25 。仪器构造简图如图 1 所示。圆盘 2 代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮的轮坯，它们可以绕机架 5 上的轴线 O转动。齿条 3 代表切齿刀具，安装在滑板 4 上，移动滑板时，齿轮齿条使圆
盘2 与滑板 4 作纯滚动，用铅笔依次描下齿条刃廓各瞬时位置，即可包络出渐开线齿廓。齿条刀具 3 可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮坯分度圆之间移距为 xm时（由滑板 4 上的刻度指示），被切齿轮分度圆则和与刀具中线相平行的节线相切并作纯滚动，可切制出标准齿轮（ xm=0）或正变位（ xm＞0）、负变位（xm ＜ 0＝齿轮的齿廓。
