平面机构运动简图的测绘和分析

1实验一 平面机构运动简图的测绘和分析一目的1 初步掌握实际机构或机构模型的机构运动简图的测绘方法；2 应用机构自由度计算方法及机构运动条件分析平面机构运动的确定性。二设备和工具1 各种机构实物或模型；2 钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器等；3 铅笔、橡皮、草稿纸（自备） 。三原理从运动学的观点看，机构运动特性与原动件的运动规律、构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定的符号（见教材）代表构件和运动副。并按比例定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图，以此来说明实际机构的运动特性。四步骤1 了解被测机构或机构模型，并记录其编号。2 确定构件数目。将被测的机构或机构摸型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构运动。分清机构中哪些构件是活动构件、哪些是固定构件，从而确定机构中的原动件、从动件、机架及其数目。3 判定各运动副的类型和数目。仔细观察各构件间的接触情况及相对运动的特点，判定各运动副是低副还是高副，并准确数出其数目。4 绘制机构示意图。选定最能清楚地表达各构件相互运动关系的面为视图平面，选定原动件的位置，按构件联接的顺序，用简单的线条和规定的符号在草稿纸上徒手绘出机构示意图，然后在各构件旁标注数字 1、2、3、-，在各运动副旁标注字母 A、B、C、- 。并确定机构类型。5 绘制机构运动简图。仔细测量与机构运动有关的尺寸（如转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等） ，按选定的比例尺 绘出机构运动简图。 = 构件实际尺寸(m )/ 构件图示尺寸(mm)6 分析机构运动的确定性。计算机构的自由度数，并将结果与实际机构的原动件数相对照，若与实际情况不符，要找出原因及时改正。五思考题1 一张正确的机构运动简图应包括哪些必要的内容？22 绘制机构运动简图时，原动件位置能否任意选定？会不会影响运动简图的正确性？3 机构自由度大于或小于原动件数时会产生什么结果？六实验报告 实验名称 日 期班 级 姓 名 学 号 成 绩1测绘结果及分析编号 机构名称 比例尺(m/mm)机构运动简图机构运动的确定性F = 3n -2PL-PH= 3( )-2( )-( )=原动件数：运动是否确定：编号 机构名称 比例尺(m/mm)机构运动简图机构运动的确定性F = 3n -2PL-PH= 3( )-2( )-( )=原动件数：运动是否确定：3编号 机构名称 比例尺(m/mm)机构运动简图机构运动的确定性F = 3n -2PL-PH= 3( )-2( )-( )=原动件数：运动是否确定：编号 机构名称 比例尺(m/mm)机构运动简图机构运动的确定性F = 3n -2PL-PH= 3( )-2( )-( )=原动件数：运动是否确定：2思考题解答45实验二 渐开线齿廓的范成一. 目的1 掌握用范成法加工渐开线齿轮的原理；2 通过用齿条刀具范成渐开线齿廓的过程，了解齿轮的根切现象及避免根切的方法；3 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。二. 设备和工具1 渐开线齿廓范成仪，图 1 所示；2 258 圆绘图纸一张、圆规、三角板、剪刀、铅笔、橡皮、计算器等（自备） 。图 11.图纸托盘；2.滑架； 3.机架； 4.齿条刀具； 5.调节螺钉；6.定位螺钉； 7.刀架；8.锁紧螺钉；9.压环三. 原理范成法（又称包络法或称展成法）的基本原理是一对齿轮或一个齿轮与齿条啮合时，一个齿轮的齿廓是另一个齿轮齿廓的包络线。因此，若将其中一个齿轮或齿条制成刀具，使刀具与轮坯的运动关系与一对齿轮（或齿轮与齿条）啮合一样（由齿轮加工机床保证） ，并加上必要的切削运动与进给运动，就可以在轮坯上连续切出所有的轮齿。当齿条刀具中线与轮坯分度圆相切（即刀具调节到刻度“0”位置）时，便能切制出标准齿轮。当齿条刀具离开轮坯中心移动时，切制出正变位齿轮。6当齿条刀具靠近轮坯中心移动时，切制出负变位齿轮。四步骤1测量图纸托盘直径（即为轮坯分度圆直径 d） 。2在齿条刀具上量取齿距 p（相邻两齿同侧齿廓对应点之间的距离） 。3计算模数 m 和齿数 zm= p / （取标准模数） ；z = d / m （取整数）4在纸坯上画出四个圆：分度圆 d、齿顶圆 da、齿根圆 df、基圆 db（其公式参见教科书） 。5 将纸坯装在范成仪上，调整刀具对准刻度上的“0”位置，范成标准齿轮12 个齿（如图 2 所示） ，注意观察有否根切。图 2 6 为避免根切，范成正变位齿轮。1） 计算变位量 minm ，其中 min = 。minz2） 计算并在轮坯上画出分度圆 d、齿顶圆 da、齿根圆 df 、基圆 db（公式参见教科书或实验报告） ，其中分度圆 d、基圆 db 与标准齿轮相同。3） 将纸坯装在范成仪上，移动刀具离开轮坯中心，移动量（变位量）为minm。4） 范成正变位齿轮 12 个齿（如图 3） ，注意观察此时有否根切。7图 3五思考题1用齿条刀具加工标准齿轮和变位齿轮时，刀具相对轮坯的位置及运动有何不同？2 用同一把齿条刀具加工标准齿轮和变位齿轮时，定性比较下述几何参数和尺寸的变化：m 、 、d a、d 、d f 、 d b 、s 、e 和 p 。3 根切现象是如何产生的？避免根切可采取哪些措施？六实验报告实验名称 日 期班 级 姓 名 学 号 成 绩1 齿条刀具的基本参数m = ， ，h a* 1 ，c *2 被加工齿轮基本参数m = ， d = ，z =3 实验结果比较项 目 标准齿轮（mm ） 正变位齿轮（mm）分度圆直径 d齿顶圆直径 da齿根圆直径 df基圆直径 db齿距 p分度圆齿厚 s分度圆齿槽宽 e变位系数 min8七思考题解答9实验三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定一 目的1掌握用游标卡尺测定正常齿制渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。培养学生解决这一生产实际问题的动手能力。2巩固齿轮各部分尺寸的计算公式及有关参数之间的关系。二设备和工具1待测齿轮两个：齿数为奇数和偶数的齿轮各一个。2量具：游标卡尺。.3附表：标准直齿圆柱齿轮的跨齿数 k 及公法线长度 W(m=1mm, =20)。4计算器和笔（自备） 。三原理 1测定模数 m如图 1 所示，当卡脚在被测齿轮上跨 k 个齿时，其公法线长度为Wk = (k-1) Pb + Sb，同理，若跨 K+1 个齿时，其公法线长度应为Wk+1 = k Pb + Sb则 WK+1 - Wk = Pb又因 Pb = m cos ，若 = 20，故 m = = cosbcs1k图 1102测定变位系数 x 与标准齿轮相比，变位齿轮的齿厚发生了变化，两者之差就是公法线长度的增量，它等于 2 x m sin。 设 Wk 为被测齿轮跨 k 个齿的公法线长度，W k 为同样 m、z 和 的标准齿轮。跨 k 个齿的公法线长度（查附表或教科书） ，则 Wk Wk = 2 x m sin即 x = sin2k四步骤 1数出齿数 z（奇数、偶数齿轮各做一个，并记下编号） 。2量取齿顶圆直径 da，齿根圆直径 df（各量三次，取平均值） 。偶数：直接测量，如图 2 所示。奇数：间接测量，如图 3 所示 。da = D +2H1df = D +2H2 图 2 图 33按附表（或教科书）查取跨齿数 k ，测量公法线长度：W k、W k+1 （各量三次，取平均值） 。4确定模数 m 并取标准值 ： m = ( =20)cos1k115计算变位系数 x（W k 为平均值，W k 为标准值）： x = sin2m6判断是否为变位齿轮当 x 0 时，为正变位齿轮；当 x 0 时，为负变位齿轮；当 x = 0 时，为标准齿轮。因为考虑测量值的误差，故x01 时定为是变位齿轮，否着为标准齿轮。五思考题1测量公法线长度时，把卡尺的量足放在渐开线齿廓的不同位置上，对所测得的公法线长度有无影响？为什么？2齿轮的哪些误差会影响本实验的测量精度？3两个齿轮的参数测定后，怎样判断它们能否正确啮合？如能，又怎样判断它们的传动类型？六实验报告 实验名称 日 期班 级 姓 名 学 号 成 绩测定结果齿轮编号： z = 齿轮编号： z = 数据项目 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值dadf跨齿数 kWkWk+1Pb =Wk+1 -Wkm m = =cosbPm = =cosbPWkx x = =sin2kx = =sin2Wk结 论12七思考题解答13实验四 机构的结构及特性分析一 目的1 通过分析机器的组成，掌握机构在机器中的功用及相互之间的运动配合。2 掌握从实际机器结构中测绘机构运动简图的技能。3 加深理解常用机构的特性和应用，初步培养对机器进行机构综合分析的能力。二 设备和工具1 牛头刨床、缝纫机；2 钢板尺、游标卡尺、内卡钳、外卡钳等；3 铅笔、橡皮、草稿纸等（自备） 。三 任务1 分析组成牛头刨床、缝纫机中各机构的功用及运动特性。2 测量牛头刨床、缝纫机中指定的机构，并按一定比例尺绘出机构运动简图。3 分析并写出指定机器的传动路线。四 步骤1 开动机器，从原动件开始，仔细分析机器中各机构的运动状况，并判断各机构的类型及功用。2 用量具测量教师指定的几个机构的构件尺寸，并按比例绘制机构运动简图。并计算机构的自由度，判定其运动的确定性。3 写出机器的传动路线。4 对牛头刨床中的机构进行结构和运动特性分析。1） 导杆机构 （1） 根据机架长度、曲柄长度及滑枕导路中心至曲柄中心的距离计算滑枕的最大行程。（2） 根据几何尺寸计算行程数比系数，并与实测值比较，判定其运动特性。2） 棘轮机构和螺旋机构（1） 根据摇杆摆角计算棘轮的最大转角。（2） 计算滑枕往复一次时工作台横向进给量。五 思考题1 根据所了解的机器，总结出组成机器的三个基本部分及其相互关系。2 为什么用导杆机构作为牛头刨床实现切削运动的机构？还可以采用什么14机构？3 通过分析机器，总结一下机器中最常用机构和零件有哪些？六实验报告实验名称 日 期班 级 姓 名 学 号 成 绩1机构及其在机器中的功用1）组成牛头刨床的各机构编 号 机 构 名 称 功 用ABCDEF2）组成缝纫机的各机构编 号 机 构 名 称 功 用GHRJKL2绘制教师指定的各机构运动简图编号 名称 编号 名称15编号 名称 编号 名称编号 名称 编号 名称3牛头刨主要参数.名 称 数 值16滑枕最大行程滑枕最小行程滑枕每分钟往复次数滑枕往复一次工作台横向进给量4. 写出牛头刨传动路线七 思考题解答实验五 轴系结构设计17一目的1熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法；2培养学生的工程实践能力、动手能力和设计能力。二设备及工具1组合式轴系结构设计分析实验箱实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。2测量及绘图工具300mm 钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板三实验内容 （每组选择下列任务之一）已 知 条 件实验题号 齿轮类型 载荷 转速 其他条件 示 意 图1 轻 低2 小直齿轮 中 高3 中 低4 大直齿轮 重 中5 轻 中6 小斜齿轮 中 高7 中 中8 大斜齿轮 重 低9 轻 低 锥齿轮轴10 小锥齿轮 中 高 锥齿轮与 轴分开11 轻 低 发热量小12 蜗杆 重 中 发热量大四实验步骤1 选择设计任务， （两人一组）根据设计任务拟定装配方案。1） 根据齿轮类型选择滚动轴承代号；2） 确定支承的轴向固定方式（两端固定、一端固定一端游动） ；3） 根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑） ；4） 选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟） ；5） 确定轴上零件的轴向和周向定位与固定，轴承间隙调整等问题，并满足零18件的装拆及工艺要求；2 根据装配方案，选取合适的零件，按装配顺序装配轴系部件。3 根据装配结果，绘制轴系部件装配图。4 实验完毕，拆卸全部零件，并按原位置放好。五思考题 1 在你的设计中，如何实现齿轮的固定及定位？2 本设计中采用哪种轴承？为什么？3 在你的设计中，轴承如何润滑及采用什么密封方法？六. 实验报告实验名称 日 期班 级 姓 名 学 号 成 绩1结果设计任务方案比较及确定2轴系装配图（另纸 A4）19七思考题解答实验六 减速器的拆装和结构分析20一目的1熟悉减速器的基本构造，了解各零件的结构、装配关系及功用。2了解轴系零部件的调整、润滑和密封。二设备和工具1单级圆柱齿轮减速器。2钢板尺、百分表、游标卡尺、板手、卷尺、铅丝。三步骤1观察减速器的外形，它有哪些箱体附件，它们的安装位置及功用，测出外廓尺寸、中心距、中心高。2测定轴承的轴向间隙。固定好百分表，用手把轴推至一端，然后再推轴至另一端，此时百分表所指示的值就是轴向间隙的大小。3拧下箱盖和底座联接螺栓，拧下端盖螺钉，拔出定位销，拧动启盖螺钉，打开箱盖。4数出齿轮齿数，计算传动比。5测定齿轮副的侧隙。将一段铅丝插入轮齿间，转动齿轮碾压铅丝，铅丝变形后的厚度即是齿轮副侧隙的大小，用游标卡尺测量其值。6取出轴系部件，边拆卸边观察轴上零件的定位、固定方式、结构以及轴承的类型、润滑、密封方式、支座的支承形式。7 绘出轴系部件图。两根轴中画一根即可。8将减速器按原样装配好。四思考题1窥视孔、油标、油塞、吊环螺钉、定位销、启盖螺钉、通气器等附件起什么作用？应安排在什么位置？2板手空间应如何考虑，留多大为好？3箱体剖分面采用什么方法密封？五实验报告21实验名称 日 期班 级 姓名 学号 成 绩1绘制轴系示意图（徒手，大致按比例）2编制减速器零件明细表序号 零件名称 规 格 数量 材 料 备 注123456789101112131415163测定结果22项 目 数 据中 心 距 a (mm)齿 数 Z Z1 = Z2 =传 动 比 i12 i12 =齿顶圆直径 da (mm) da1= da2 =齿 宽 b (mm) b1= b2 =齿轮的基本参数 m (mn) = =轴 承 型 号 轴： 轴：润 滑 方 式 齿轮： 轴承：模数 m 及螺旋角 的计算： 4装配要求数据项 目 测量值（mm） GB 要求值（mm） 是否符 GB 要求側隙大小 jn轴承轴向间隙（主动轴或从动轴）六思考题解答 2324实验七 机械零件的结构及原理分析一、实验目的1、 掌握各种通用机械零件的分类及其结构；2、 结合实例加深理解通用机械零件的基本类型、工作原理及其应用；3、 了解通用机械零件的正确使用和维护。二、实验设备1、 机械设计陈列柜；2、 各种通用机械零件实物。三、实验内容1、联接：键联接、花键联接、销联接、螺纹联接的类型、螺纹紧固件、螺纹联接的预紧和防松。2、带传动和链传动：带传动和链传动的类型、带的张紧装置和初拉力的控制。3、齿冷传动：齿轮传动及失效形式、齿轮与蜗杆结构。4、轴：轴的类型及轴上零件的应用、轴的典型结构及轴上零件的固定方法。5、轴承：滑动轴承和滚动轴承的类型、典型滚动轴承的组合设计、轴承的润滑与密封。6、联轴器和离合器：固定刚式联轴器、可移式刚式联轴器、弹性联轴器、安全联轴器、牙嵌式离合器、摩擦式离合器。7、弹簧：弹簧的类型及结构、弹簧的变形。8、机座及箱体：轴承座孔、支撑肋板或凸壁式箱体、轴承座凸台、凸缘的厚度。25四、实验报告实验名称：各类通用机械零件的观察班级 姓名 实验日期 一、哪些是可拆联接、哪些是不可拆联接，各有什么特点？二、带传动正常运行的条件是什么？三、齿轮的失效形式有几种？各常发生在哪种场合？26四、轴的结构设计应满足哪些基本条件？27实验八 常用的机构观察与运动分析一、实验目的4、 掌握平面运动副的分类及其表示方法；5、 结合实例加深理解平面连杆机构的基本类型、判别及其演化；6、 熟悉凸轮机构的分类、间歇机构的工作原理、螺旋机构的结构特点；7、 熟悉齿轮传动机构的类型及其特点。二、实验设备及工具3、 机械原理陈列柜；4、 各种机构实物模型。三、实验内容1、平面运动副类型及其常用符号（1）转动副，如图 1 所示。（a）全为活动构件时（b）构件 1 为机架时图 1 转动副（2）移动副，如图 2 所示。（a）全为活动构件时（b）构件 1 为机架时图 2 移动副（3）高副，如图 3 所示。（a）全为活动构件时（b）构件 1 为机架时图 3 高副282、平面连杆机构的基本类型1）全部