机械设计基础实训指导书

《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、作好实训前得准备工作 （1）按各次实训得预习要求,认真阅读实训指导复习有关理论知识,明确实训目得,掌握实训原理，了解实训得步骤与方法。 （2)对实训中所使用得仪器、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得数据项目及其数据处理得方法. 二、严格遵守实训室得规章制度 （1）课程规定得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得机器、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得抽查、质疑,仔细听教师对实训内容得讲解. （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、实训报告得一般要求 实训报告就是对所完成得实训结果整理成书面形式得综合资料。通过实训报告得书写,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得基础上,用自己得语言扼要地叙述实训目得、原理、步骤与方法,所使用得设备仪器得名称与型号、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 平面机构运动简图得测绘与分析实验 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 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得参数测量实验、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 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 平面机构运动简图得测绘与分析 一、实验目得 （１）学会根据实际机械或模型得结构测绘机构运动简图； （２)验证与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种平面机构得运动简图; (3)对照实验机械,理解计算机构自由度得目得。 三、实验设备与工具 (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 在分析与研究机构运动时,为了使问题简化，便于分析，可以不考虑构件得外形、构件得截面尺寸与运动副得实际构造,只用简单得线条与符号来代表构件与运动副,并按一定得比例尺表示运动副得相对位置,以此来说明实际机构得运动特征。 五、测绘步骤与方法 (１）测绘时使被测得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，从而确定组成机构得构件数目; （2)根据相互联接两构件得接触情况与相对运动得性质,确定各个运动副得种类； （3)选取平行于机构运动得平面为视图平面,使其能表示某一个瞬时得机构位置,且要求在此位置时得各构件不相互重叠; （4）在草稿纸上徒手按规定得符号与构件联接得次序逐步画出机构运动简图得草图。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)仔细测量机构得运动学尺寸（如回转副得中心距，移动副导路间得夹角等），任意假设原动件得位置，并按一定得比例尺将草图苏画成规范得机构运动简图,简图比例尺用μ表示,即 （6）计算各机构得自由度数,并将结果与实际相对照，观察就是否相符. 六、思考题 1。1 一个正确得平面机构运动简图,应能说明哪些内容? 1。2 绘制平面机构运动简图时,原动件得位置为什么可以任意假定?会不会影响简图得正确性？ 1。３ 平面机构自由度得计算,对测绘平面机构运动简图有何帮助？ 平面机构运动简图得测绘与分析

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＝ p１= pn= ｎ= ｐ1= ph＝

μ W= Ｗ＝ 机构运动简图

机构名称 ３、 ４、 实测尺寸

自由度计算 n= p１= pn= n= ｐ1= ｐｈ＝ W= W=

机构示意图 实验结果分析与讨论 ﻬ实验二 齿轮范成原理实验 一、实验目得: 1、掌握用范成法加工渐开线齿廓得切齿原理，观察齿廓得渐开线及过渡曲线得形成过程； 2、了解渐开线齿轮产生根切现象与齿顶变尖现象得原因及用变位来避免发生根切得方法; 3、分析、比较渐开线标准齿轮与变位齿轮齿形得异同点。 4、(选作）分析、比较分度圆相同、模数不同得两种标准渐开线齿轮齿形得异同点. 二、实验设备与用具: 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: 范成法就是利用一对齿轮(或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓互为包络线得原理来加工齿廓得方法。刀具刃廓为渐开线齿轮（齿条）得齿形，它与被切削齿轮坯得相对运动,完全与相互啮合得一对齿轮(或齿条与齿轮)得啮合传动一样，显然这样切制得到得轮齿齿廓就就是刀具得刃廓在各个位置时得包络线。 本范成仪所用得两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为ｍ1=２0mｍ与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

机床得工作台;固定在它上面得圆形纸代表被加工齿轮得轮坯,它们可以绕机架5上得轴线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上得刻度指示）, 被切齿轮分度圆则与与刀具中线相平行得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＝齿轮得齿廓.

图1 1、 压板 ２、圆盘 3、齿条刀 4、滑板 ５、机架 四、实验内容：

本实验可分必做与选做两部分。 必须要求完成切制m=20mm、z＝8得标准、正变位(x1=0、5）与负变位（x２＝—0、5）渐开线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整得齿形,比较这三种齿廓. 选做要求完成切制m１=20mｍ、z1=8与ｍ2=８ｍm、z２＝20得标准渐开线齿廓，两种齿廓每种都须画出两个完整得齿形,比较这两种齿廓。 五、实验步骤： 1、 按m=2０mｍ、ｚ=8、=20°、ｈａ＊=1、c＊＝0、２5、x1=0、5、ｘ2=-０、5分别计算标准、正复位、负变位三种渐开线齿廓得分度圆直径ｄ、齿顶圆直径da 、齿根圆直径dｆ 、基圆直径db与标准齿轮得周节Ｐ 、分度圆齿厚S、齿间距ｅ 。将作为轮坯得圆形绘图纸均分为三个扇形区,分别在三个扇形区内画出三种齿廓得上述四个圆d、da 、dｆ 、db 。 此步骤应在实验课前完成. 2、 绘制标准齿轮齿廓 （1） 将轮坯圆纸安装在范成仪上,使标准齿扇形区正对齿条位置，旋紧螺母用压板1压紧圆纸； （2） 调整齿条刀3位置，使其中线与轮坯分度圆相切，并将齿条刀3与滑板4固紧; （3） 将齿条刀推至一边极限位置，依次移动齿条刀(单向移动，每次不超过1ｍm)，并依次用铅笔描出刀具刃廓各瞬时位置,要求绘出两个以上完整齿形. （4） 测量分度圆齿厚Ｓ、齿间距e，并观察根切现象。 3、 绘制正变位齿轮齿廓。 （1） 松动压紧螺母，转动轮坯圆纸，将正变位扇形区正对齿条位置，并压紧圆纸； （2） 将齿条刀3中线调整到远离齿坯分度圆ｘ１ m=0、5×2０=１０mm处，并将齿条刀３与滑板4固紧； （3） 绘制出两个以上完整齿形（重复2(3）步）； （4） 观察此齿形与标准齿形得区别(齿根、齿根及分度圆Ｓ、e）。 4、 绘制负变位齿轮齿廓。 （1） 松动压紧螺母，转动齿坯圆纸，将负变位扇形区正对齿条位置，并压紧圆纸； （2） 将齿条刀3中线调整到靠近齿坯圆中心,距分度圆 处,并将齿条刀3与滑板４固紧; （3） 绘制出两个以上完整齿形(重复2（3）步）; （4） 观察此齿形与标准、正复位齿形得区别及根切现象。 5、 选作部分 （1） 按m1=20mm、ｚ1=8、=20°、ha*=1、c＊=0、25及m2=8mｍ、 =20°、ha＊=1、ｃ＊=0、25 制作轮坯分别计算并画出上述两种廓标准齿轮得分度圆d、齿顶圆dａ 、齿根圆df 、基圆ｄｂ； （2） 绘制m１=2０ｍm、z1=8、=２0°、ｈa*=1、c＊=０、25得标准齿轮齿廓； （3） 绘制m2=8mm、z2=2０、=２0°、ha*=1、ｃ＊=0、25得标准齿轮齿廓； （4） 比较上述两种标准齿轮齿廓得异同点。 六、思考题 1、 用范成法加工齿轮时齿廓曲线就是如何形成得？ 2、 试比较标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮得齿形有什么不同？并分析其原因。 3、 产生根切得原因就是什么?如何避免根切现象？ 4、 分度圆相同、模数不同得两标准齿轮齿形异同点就是什么? 七、渐开线齿廓范成原理实验报告格式（附表） 八、范成齿廓得轮坯图样(见图2)