机械设计基础实验报告教材

机械设计基础实验报告专业______________ 班级____________________ 姓名________________ 学号 ____________________20年月曰实验一、机构学（现场课）实验二、齿轮参数测定实验三、零件设计（现场课）实验四、减速器拆装渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书一、实验目的1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数；（1） 通过测量公法线长度确定模数 m 和压力角〉：（2） 通过测量齿顶圆直径d a 和齿根圆直径d f ，确定齿顶高系数h a *和顶隙系数c* ；（3） 通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较，判断齿轮的变位类型，并计算变位系数X ，确定齿轮是否根切；2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程，测定重合度。

3. 确定变位齿轮的传动类型、实验仪结构及实验原理1. 实验仪结构，如图1所示:图1 实验仪结构图齿轮轴1、2固定在台板上，其中心距为 100土 0.027mm,齿轮1的轴颈上可 分别安装2#、3#、5#、6#实验齿轮，齿轮2的轴颈上可分别安装1#、4#实验齿轮， 1#齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合，4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合，共组成四对不 同的齿轮传动。

实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板，面板相当于齿轮箱体的 一部分，面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等，两孔同时安装在齿轮轴 1、2的轴颈上。

面板I 和面板II 分别用于齿轮1〜2和齿轮1〜3两对啮合传动，面板III 和 面板IV 分别用于齿轮4〜5和齿轮4〜6两对啮合传动。

2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理渐开线齿轮的基本参数有五个：z 、m 、〉、h a *、c*，其中m 、〉、h a *、c*均有机玻璃面板 齿轮轴2 齿轮轴1E0U + Q.027应取标准值，z 为正整数。

对于变位齿轮，还有一个重要参数，即变位系数 位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与 X 有关。

(1) 通过测量公法线长度确定模数 m 和压力角a 见图2。

① 确定跨齿数k ：确定跨齿数是为了保证在测量时，跨 k 及k+1个齿时卡尺 的量爪均能与齿廓渐开线相切，并且最好能切于分度圆附近。

按式k Z 0.5计180"算出跨齿数初值，跨齿测量时要检查是否切于分度圆附近。

如果切点偏于齿顶圆， 则减少跨齿数，直至切于分度圆附件为止；如果切点偏于齿根圆，则增加跨齿数， 直至切于分度圆附件为止。

② 测量公法线长度W k 和W k i 。

并注意卡尺在测量时不要倾斜，造成卡脚与 齿廓的局部接触，卡尺面应与齿轮面平行。

③ 确定模数m 、压力角〉：根据渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。

W k =(k-1)p sW ki 二 kp s所以 p b =W k 1 -W k^ 二 mcos ： 式中因：•一般只为20。

或15。

，m 应符合标准模数系列，由此可试算确定齿轮的模数m 和压力角〉。

(2) 通过测量齿顶圆直径d a 与齿根圆直径d f ，确定齿顶高系数h a *和顶隙系 数c*:X ,变a )偶数齿齿轮b )奇数齿齿轮图3齿轮d a 与d f 的测量 偶数齿齿轮的d a 、d f 可直接用游标卡尺测得，如图3 (a )示。

奇数齿齿轮的 d a 、d f 须间接测量，如图3( b )示。

d a =D+2H id f =D+2H 2贝U: h=(d a — d f ) /2= H i — H 2对于标准齿轮h= (2h a *+c* ) m ,分别将h a *= 1、c*= 0.25(正常齿制)或h a *= 0.8、 c*= 0.3 (短齿制)代入，若等式成立，即可确定齿轮是正常齿或是短齿，进而确定 h a *、c*。

若等式都不成立，则齿轮是变位齿轮，根据等式接近成立的原则，可确定齿轮是正常齿还是短齿，进而确定 h a *、c*。

(3) 计算变位系数x :标准齿轮的公法线长度 W k =mcos [(k — 0.5) n-zinv ：•]变位齿轮的公法线长度 W k = mcos 二[(k — 0.5) n+zinv 二]+2xmsin 』若测得W k 与计算值W 相等，则x=0,该齿轮为标准齿轮；若W k 工W.，则齿轮为变位齿轮，变位系数x : x = W k _Wkzms in a (4) 计算不根切的最小变位系数 x min :3. 渐开线齿轮啮合传动过程要保证变位齿轮不产生根切，应满足： (h a * -x min )m _ sina标准齿轮不根切的最小齿数为: Z min _ 2h a *sin 2:所以: x min -h a *( Z min -Z)/ Z minOi02图4渐开线齿轮的啮合过程一对渐开线出轮啮合传动，其理论啮合线是两基圆的内公切线N1N2，其实际啮合线是两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段B；B；（见图4）,两轮轮齿在B2 点开始进入啮合，接触点为从动轮的齿顶圆齿廓与主动轮齿根部位齿廓。

随着传动的进行，两齿廓的啮合点将沿着主动轮的齿廓，由齿根逐渐移向齿顶；沿着从动轮的齿廓，由齿顶逐渐移向齿根。

当啮合进行到B i点时，两轮齿廓即将脱离啮合。

为使两轮能够连续啮合传动，实际啮合线旺长度应大于（至少等于）齿轮的法向齿距P n （亦即基节P b），重合度 a =B2B1/p^15.变位齿轮传动类型及啮合参数的确定原理。

按照相互啮合的两齿轮变位系数和（X什X2）值的不同，可将变位齿轮传动分为三种基本类型：（1 ）X l+X2=0,且X1=X2=0即标准齿轮传动。

（2）X l+X2=0,且X1=-X2工0称等变位齿轮传动，又称高度变位齿轮传动，亦称零传动。

（3）X1+X2工0,称不等变位齿轮传动，又称角度变位齿轮传动。

其中：①X什X2> 0，称正传动；②X1+X2V 0，称负传动。

三、实验步骤1.数出各轮齿数Z,确定测量公法线长度的跨齿k。

J.z按式k z 0.5计算出跨齿数初值，跨齿测量时要检查是否切于分度圆附180近。

如果切点偏于齿顶圆，则减少跨齿数，直至切于分度圆附件为止；如果切点偏于齿根圆，则增加跨齿数，直至切于分度圆附件为止。

现推荐各齿轮的跨齿数为：k i=4; k2=2；k3=3; k4=3; k5=2; k6=3。

2.分别测出各齿轮的公法线长度W、W+1,对每一个测量尺寸应测量三次，各次测量位置应相隔120，取其平均值作为测量数据，下同。

3.通过P b= W/+1 —W = n mcosa确定各齿轮m、：•；4.测量各偶数齿齿轮的d a、d f ;5.测量各奇数齿齿轮的D、H i、H2，算出d a、d f ;6.计算齿高，通过h= （2h a*+c* ）m确定h a*、c*;7.计算标准齿轮公法线长度W=mcos：・［（k—0.5）n+zinv a ;W与W比较：若W k =W＜，齿轮为标准齿轮x=0;若W k工W k，齿轮为变位齿轮，x= （W.—W k）/ （2ms in〉）8.通过X mi n - h a *（為山- Z）/為山判断各齿轮有无根切；9.分别将齿轮1、2，齿轮1、3，齿轮4、5，齿轮4、6装在实验仪台板的齿轮轴上，再装上相应的面板（将其刻画面朝下），转动各对中的小齿轮，观察齿轮传动的啮合过程，注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系；10.初测这四对齿轮的实际啮合线长度旺（当齿项顶圆与理论啮合线交点B2 超出N1点位置时，实际啮合线长度为NB1）,并计算重合度⑥；11.判断这四对齿轮传动的类型，比较其特点。

四、注意事项1.实验仪台板、被测齿轮及卡尺等应轻拿轻放，不要掉下，以免砸脚及损坏实验器材。

2.有机玻璃面板应将刻度面朝下（贴近齿轮端面）安装，板面应避免划痕。

3.实验时应携带渐开线函数表、计算器、刻度尺等。

4.实验步骤1〜8为单个齿轮进行，9〜11为装在实验台板上进行。

渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验实验报告、渐开线齿轮参数测定机械设计基础实验报告、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值二、思考题1.测量齿轮的公法线长度应注意什么？2.如何判断所测齿轮是否根切？这六个齿轮中有根切的是哪个（些）齿轮?3通过两个齿轮参数的测定，如何判断该对齿轮能否啮合？如能啮合，又怎样辨别他们的传动类型？减速器拆装实验指导书一、实验目的1、熟悉、了解减速器的结构、功用。

2、分析装配关系，加深对轴系部件结构的理解。

3、练习基本参数的测定及装拆方法。

二、设备及工具1、各类减速器；2、卡尺及钢板尺；3、减拆工具若干。

三、实验步骤1、观察分析减速器外型及特点;2、按序把箱盖打开，分析其结构；3、按要求测量有关几何参数，填入报告中;4、减速器复原。

实验报告减速器名称：__________________________________________ 一、外廓最大尺寸（MM ）长x宽x高______________________________________________ 。

二、箱体有关尺寸（MM ）1、上箱体壁厚S 1： _______ 下箱体壁厚S 2 _____________________ 。

2、轴承凸台高度和宽度：高h ________ 宽l i__________________ 。

3、上下箱体凸椽高度和宽度。

上箱体：高b i ______________________ 宽________ 。

下箱体：高b ______________ 宽________ 。

4、上下箱体筋板厚：上mi _____________ 下m ___________ 。

5、齿轮端面距箱体内侧面（最小处）距离。

第一级△ i ____________ 第二级______________ 。

6、大齿轮顶圆距上箱体内表面距离 ______________ 。

7、大齿轮顶圆或蜗轮顶圆距下箱体内底面距离________________ 。

8视孔盖尺寸：长_______________ 宽______________ 。

9、定位销尺寸：直径 ________ 长度________ 个_________ 。

三、测量各种螺钉尺寸（MD x L）1、轴承旁螺钉 ______________ 。

2、上下箱体凸椽联接螺螺钉 _________________ 。

3、轴承端盖螺钉 _____________________ 。

4、起箱螺钉 ______________________ 。

5、地角螺钉孔 ____________ 个。

四、记录下列数据1、齿数：Z1 _____________ Z 2 ___________ Z 3 _____________ Z4 ______________ 。

2、模数：M1 -2 _______________ M3- 4 _____________________ 。