《机械设计基础》实验指导书(4课时).doc

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1、实验一 机构运动简图的测绘与分析一、实验目的 1、通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运动简图的测绘方法；2、进一步熟悉常用运动副的代表符号和巩固自由度的计算方法；3、增进对机构组成原理的了解。二、实验报告书写要求：必须用专用实验报告纸书写。必须写明班级、姓名、实验目的、实验原理、实验步骤，并回答思考题。三、实验设备和工具 1、插齿机; 2、牛头刨床; 3、台式钻床; 4、修鞋机; 5、缝纫机; 6、摆动导杆机构模型; 7、转动导杆机构模型; 8、其他机构模型。此外自备三角板、铅笔、橡皮、草稿纸。 四、实验原理从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的

2、相互位置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构外形，断面尺寸、运动副的结构)。而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置，以表明机构的运动特性。常用运动副的符号五、实验步骤1、缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。2、由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。3、合理选择投影平面，选择原则：对平面机构来说，运动平面即为投影平面。对其它机构，选择大多数构件运动的平面作为投影平面。4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。逐步画

3、出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号，用英文字母标注各运动副。5、测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上。6、标出原动件的运动方向。六、实验数据及处理1、写上被测机构的名称；2、计算机构的自由度数。 2、写出被测机构中原动件数目，并判断运动是否确定。 3、任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺寸u1将草图画成正规的运动简图。比例尺寸u1=实际长度(毫米mm)/图上长度(毫米mm)机构名称:机构运动简图: ( )=3( )-2( )-( )=原动件数目:运动是否确定:机构名称:机构运动简图: ( )=3( )-2( )-( )=原动件数目:运动

4、是否确定:七、.思考题 （1）一个正确的机构运动简图应能说明哪些内容? （2）什么是低副和高副？它们各包括哪些种类的运动副？约束数各为多少？（3）机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助?实验二 渐开线齿廓的范成 一、实验目的 1、掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程。 2、通过观察齿条型刀具范成渐开线齿廓的过程,了解渐开线齿轮的根切现象、齿顶变尖现象以及用变位修正来避免根切的方法。 3、;建立变位齿轮的基本概念,分析、比较标准齿轮和移距变位齿轮的异同点。二、实验报告书写要求：必须用专用实验报告纸书写。必须写明班级、姓名、实验目的、实验原理、实验步

5、骤，并回答思考题。三、实验设备 齿轮范成仪,此外自备大园规、大三角板、橡皮、绘图纸,两种不同颜色的铅笔。 四、实验原理 范成法是利用齿轮与齿条;(或一对齿轮)互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。加工时其中一齿条(或一齿轮)为刀具，另一齿轮为齿轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，完全和实际啮合时一样，这样所得的齿轮轮廓就是刀具刃在各个位置的包络线。由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，故通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在图纸上，这样就能清楚地观察到范成法加工齿轮的过程。齿轮范成仪简单介绍： 如图1所示的是一种渐开线齿廓范成仪

6、的结构示意图。图1 齿轮范成仪图纸托盘l可绕固定轴O转动，钢丝2绕在托盘1背面代表分度园的凹槽的内，钢丝两端固定在滑架3上,滑架3装在水平座4的水平导向槽内。因此,在转动托盘1时,通过钢丝2可带动滑架沿水平方向左右移动，并能保证托盘l上分度园周凹槽的内的钢丝中心线所在圆(代表被切齿轮的分度圆)始终与滑架上的直线E(代表刀具节线)作纯滚动，从而实现对滚运动。代表齿条型刀具的齿条5即通过螺钉7固定在刀架8上；刀架8装在滑架3上的径向导槽内，旋动螺旋6，可使刀架8带动齿条5沿垂直方向相对于托盘l中心0作径向移动。因此，齿条5可以随滑架3作水平移动，与托盘l实现对滚运动；又可以随刀架8一起作径向移动，

7、用以调节齿条中心与托盘中心0之间的距离,以便模拟变位齿轮的范成切削。已知齿条条模数为m;压力角为200齿顶高与齿根高之和为2.25m，只是牙齿顶端的0:25m处不是直线而是圆弧，用以切削被切齿轮齿根部分的过渡曲线。当齿条中线与被切齿轮分度园相切时，齿条中线与刀具布线E重合，此时齿条5上的标尺刻度零点与滑架3上的标尺刻度零点对准，这样便能切制标准齿轮。若旋动螺旋，改变齿条中线与托盘1中心0的距离(移动的距离XM可由齿条5或滑架3上的标尺读出)，则齿条中线与刀具节线E分离(如图1所示，此时齿条中线与被切齿轮分度园分离，但刀具节线E仍与被切齿轮分度园相切),这便能切制出变位齿轮。四、实验内容切制m1

8、6mm、z10的标准齿廓，必须画出两个完整的齿形。五、实验步骤1、根据所用范成仪的模数和分度园直径d求出被加土齿轮的齿数Z,并计算其齿顶园直径da、齿根圆直径df和基圆直径db。 2、将计算结果填在实验报告的表中，并分别以da、d、df和db为直径在图纸上画出四个同心圆。3、将图纸放在范成仪的托盘l上，使二者圆心重合，然后用压环10和螺钉9将图纸夹紧在托盘1上。4，将范成仪上的齿条5及滑架3上的标尺刻度零点对准。(此时齿条刀具5的刀顶线应与图纸上所画的齿根圆相切)。5、将滑架3推至左(或右)极跟位置，用削尖的铅笔在图纸(代表被切齿轮毛坯)上面画下齿条刀具5的齿廓在该位置上的投影线。然后将滑架3

9、向右(或左)移动一个很小的距离，此时通过钢丝2带动托盘1也相应转过一个小角度，再将齿条刀具5的齿廓在该位置上的投影线画下，这些投影线的包络线即为被切齿轮的渐开线齿廓。6、按上述方法，给出2一3个完整的标准齿形。7、观察根切现象(观察刀具的齿顶线是否超过被加工齿轮的极限点)。8、重新调整刀具,使刀具中线远离轮坯中心,移动距离为避免根切的最小变位量,再“切制”齿廓。此时也就是刀具齿顶线与变位齿轮的根园相切。按照上述方法,中样可以“切制”得到2-3个完整的正变位的齿廓曲线。为便于比较,此齿廓可用另一种颜色的笔画出。9、分析、比较所得的标准齿轮，正变位齿轮的齿顶厚、基园基厚、根园、顶园、分度园和基园的相对变化特点;六、实验数据及处理 1、 齿条型刀具的基本参数m=16 ,z=10 =200 , h*a=1 , c*=0.25 2、 齿轮几何参数计算名 称 符 号标 准 齿 轮计 算 公 式计 算 结 果齿数Z变位系数X分度园直径dd=mz基圆直径=d.cos齿顶园直径=m(z+2)= m(z+2)齿根园直径=m(z-2.5)齿距(分度圆)pP=分度圆齿槽宽ee=分度园齿厚SS=齿顶高齿根高注意：对于标准齿轮变位系数X=0。七、切制出的齿轮范成效果图：八、思考题（l）通过实验，说明你所观察到的根切现象是怎样的?，是由于什么原因引起的?如何避免根切?