2012年(10级)《机械原理》实验指导书.doc

机械原理实验指导书机械与电子工程学院机械工程实验室2012年9月实验一 机构认知和平面机构运动简图测绘实验I 机构的认知实验一、实验目的1、初步了解机械原理课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。2、分析常用机构基本构造及原理，了解常用机构的实际使用情况。二、实验方法通过观察所展示的各种常用机构的模型，增强学生对机构与机器的感性认识。实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考；学生通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解；以便对学习机械原理课程产生一定的兴趣。三、实验内容观摩陈列机构包括：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构、齿轮间歇机构、空间机构以及其他教学模型等。陈列了大多数常用的机构，要求对相应的机构进行了结构和基本受力分析，对连接和安装的基本方法的作简要说明，有些常用的机构还给出了简单的应用举例。通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械原理的一些常用机构的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。(一) 对机器的认识通过对实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形成的可动连接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。(二) 平面四杆机构平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构，单移动副机构，双移动副机构。1铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。2单移动副机构：它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构、曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。3双移动副机构：它是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。(三) 凸轮机构凸轮机构常用于把主动构件的连续运动，转变为从动件严格地按照预定规律的运动。只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。由于凸轮机构结构简单、紧凑，因此广泛应用于各种机械、仪器及操纵控制装置中。凸轮机构主要有三部分组成，即：凸轮(它有特定的廓线)、从动件(它由凸轮廓线控制着)及机架。凸轮机构的类型较多，学生在参观这部分时应了解各种凸轮的特点和结构，找出其中的共同特点。(四) 齿轮机构齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。1平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。2相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90。3交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。4齿轮机构参数齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。参观这部分时，学生需要掌握：什么是渐开线？渐开线是如何形成的?什么是基圆和渐开线发生线? 并注意观察基圆、发生线、渐开线三者间关系，从而得出渐开线有什么性质?同时还要通过参观总结出：齿数、模数、压力角等参数变化对齿形有何影响?(五) 周转轮系通过各种类型周转轮系的动态模型演示，学生应该了解什么是定轴轮系？什么是周转轮系？根据自由度不同，周转轮系又分为行星轮系和差动轮系。它们有什么差异和共同点？差动轮系为什么能将一个运动分解为两个运动或将两个运动合成为一个运动?周转轮系的功用、形式很多，各种类型都有它自己的缺点和优点。在我们今后的应用中应如何避开缺点，发挥优点等等都是需要学生实验后认真思考和总结的问题。(六) 其他常用机构其他常用机构常见的有棘轮机构；摩擦式棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇运动机构；万向节及非圆齿轮机构等。通过各种机构的动态演示学生应知道各种机构的运动特点及应用范围。(七) 机构的串、并联通过实际应用的机器设备、仪器仪表的运动机构，可以看出，机器都是由一个或几个机构按照一定的运动要求串、并联组合而成的。所以在学习机械原理课程中一定要掌握好各类基本机构的运动特性，才能更好地去研究任何机构复杂机构特性。四、实验要求1、学生必须带上课本，以便于与书本内容进行对照观察。2、进入实验室必须保持安静，不得大声喧哗，以免影响其他同学。3、服从实验人员的安排，认真领会机构的构造原理。五、实验报告对常用的机构，分别写出46个模型的名称，并说明其对应的实物应用情况。II 平面机构运动简图测绘实验一、实验目的1、通过实验机构的比较，了解常用平面机构的组成原理，巩固对机构结构分析的了解。2、初步掌握根据实际机器或机构模型绘制平面机构运动简图的方法，并能正确表达有关机构、运动副及构件。3、验证和巩固平面机构自由度的计算方法，分析机构运动的确定性，并比较与实物(或模型)是否相符。二、实验原理机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人看了对机器的动作一目了然。在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构，其运动简图都是相同的。机构的运动仅与机构所具有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。因此在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。三、实验内容选择一些典型机构、机器的实物或模型进行平面机构的运动简图测绘，计算其自由度，并分析机构运动的确定性。四、实验设备及自备用品1、若干个机器和机构模型；2、实验前，学生应预习实验指导书，学习教材中与本实验有关的内容，熟记各种平面运动副及构件的代表符号；3、学生自带下列实验用品：圆规、三角板(或钢板尺)、铅笔、橡皮和纸。五、实验步骤1、分析构件特征和构件数分析平面机构的实物(或模型)，通过动力输入构件或转动手柄，使机构运动，观察并判断平面机构中哪些为原动件，哪些为从动件，哪些是输出构件，哪些是机架，同时确定构件的数目。2、转动原动件使机构缓慢运动，按照运动的传递路线，依次判断相邻两构件之间组成运动副的类别。从中确定哪些是低副，哪些是高副，低副中哪些是转动副，哪些是移动副。3、分清机构中哪些是复合铰链，哪些是局部自由度，哪些是虚约束，这对正确计算机构自由度尤为重要。4、绘制平面机构的示意图正确选择投影面和原动件的位置，运动的传递路线及代理运动副、构件的规定符号绘制出机构运动的示意图，并对机构中的每一构件和运动副进行编号，在原动件上标注箭头，绘制机构示意图可供定性分析机构运动特征时使用，也可为正确绘制运动简图作好准备。5、绘制机构的运动简图，首先将原动件固定在适当的位置（避开构件之间重合），大致定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出运动副，并用线条连接起来，然后用数字1、2、3及字母A、B、C分别标注相应的构件和运动副，并用箭头表示原动件的运动方向和运动形式，测量机构中各构件的长度，选择适当的比例尺l，按比例确定各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和规定的运动副符号正确绘出平面机构的运动简图。长度比例尺 简图上所画构件的图示长度应等于构件的实际长度除以所选比例尺。6、机构运动简图上标注与运动有关的尺寸在机构运动简图中，不仅要标出各运动副之间的相互位置，而且还要标注与运动有关的尺寸，如杆长L、偏心距等。7、计算平面机构的自由度，并判断机械的级别平面机构自由度F的计算公式为：F=3n-2P-P式中n为活动构件的数目，P为低副数目，P为高副数目。对机构进行结构分析，并判断机械的级别。8、核验计算结果是否与实物(或模型)相符，分析机构运动的确定性。比较所测绘的平面机构自由度与计算结果是否一致，若计算准确无误，再核对其自由度数目是否与机构原动件数目相等，两者相等，则说明该平面机构具有运动的确定性。六、实验报告1、实验目的；2、被测绘机械或模型名称；3、机构运动简图；4、计算机构自由度并判断机构是否具有确定运动；5、分析自己测绘机器的功能及其如何实现该功能？6、从实现功能要求出发，对自己测绘的机器提出另一种机构方案并画出机构运动简图（对某一部分亦可）。所测绘的平面机构运动简图中，至少有一张运动简图要按比例绘制。7、实验报告格式如下：序号机构名称运动简图自由度计算原动件数目分析运动的正确性七、思考题1、一个正确的机构运动简图应能说明哪些内容？2、绘制机构运动简图时，原动件位置为什么可以任意选定？会不会影响简图的正确性？3、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？常用运动副、构件的表示法（选自GB4460/T-1984）实验二 动平衡实验一、概 述 对于b/d1/5的刚性转子，需要进行动平衡实验。刚性转子的动平衡实验要在动平衡机（实验台）上进行。转子的不平衡而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，将使转子的支承产生强迫振动，转子支承处振动的强度反映了转子的不平衡情况。各类动平衡机的工作原理都是通过测量转子支承处的振动强度和相位来测定转子的不平衡量的大小和方位的。由于可在两个选定的平面上加重或减重进行动平衡，所以测量弹性支承处的振动就可以知道两平面的平衡结果。动平衡机（实验台）主要由动力驱动系统、转子支承系统、测量系统等组成。被平衡转子安装在转子支承系统的轴上，用联轴器与电动机相连接。直流电机通过一对鼓形齿轮联轴器，带动轴与转子旋转，电动机的一端用三角支承点支承轴，支承点用外弧形轴承支承，电动机的另一端，在转子与平衡盘之间装有一套差动行星齿轮机构，通过一对靠背轮与轴连接。转动手轮旋转螺杆，借助差动行星齿轮机构可以调整平衡盘的相位角。 测量系统中主要有光电传感器和百分表。二、实验目的 （1） 学习刚性转子动平衡基本原理和转子动平衡过程；（2） 了解动平衡台的工作原理和操作方法；（3） 培养操作、使用实验设备的动手能力和工程实践能力。三、动平衡实验台结构及工作原理本实验所用的动平衡实验台的基本结构如图1所示。 图1 动平衡实验台的基本结构 一个刚体要实现平衡，它应具备2个条件：（1）平移平衡。平移平衡它应满足F=0，在本台实验机中三角支承点已固定了轴的一端，且导套固定板也固定了轴的另一端，故工作部件在空间力系中F=0。（2）刚体的转动平衡。刚体的转动平衡条件是M=0。在本台实验机中，实验台应用导套固定板上下的四个弹簧和三角支点，人为的消除了转子自重的力矩。我们求平衡就是求加在转子试盘和平衡盘的质点的动平衡，即F1（mg2R1）L1=F2(m2g2R2)L2而和均可分解成两个力，一个是水平的，一个是垂直水平的，即：m1g2R1sinm1g2R1cos2m2g2R2sinm2g2R2cos在这里要使刚体平衡，与力的方向必须相反，即180- 。而在轴的另一端由于三角支架固定了轴的一端，而导套固定板也固定在工作台上，故在本台实验台刚体转动的平衡条件是：m1g2R1 cosL1-m2g2R2 cos（180-）L四、实验设备和主要技术参数 (1) DYS型动平衡实验台（机）； (2) 平衡试盘。质量 1.2 kg、最大直径260 mm、最大轴径 34 mm；(3) 平衡块质量。可在试盘上安装的平衡块共15块，质量在10-110克之间；在补偿盘安装的平衡块通常用橡皮泥； (4) 试件两轴颈支承距离：318mm；(5) 动平衡转速 0-1200rmin、平衡精度e 0.05mm 、相角误差 15； （6）百分表量程：010；（7）光电传感器：01400转/分；（8）直流电机功率：N=375W；（9）实验台外形尺寸：900360300；重量：52 kg。五、实验步骤在认真阅读动平衡实验指导书之后，参考以下实验步骤进行实验。1、检查各固定螺栓是否紧固；检查中心高是否等于150mm，若不等于150mm，调节三角支架M20的微调螺栓和导套固定板上的上下4个调节螺母。2、接通电源。3、将调速器调到最低转速位置；将转速慢慢的调到400r/min600r/min，观察机台运转情况，同时给三角支架外圆弧轴承处轴上注30机油；当转速在600 r/min时观察千分表的数显，当数显值大于00.05之间时，调节导套固定板上下四个螺母，调节时上下弹簧位移量基本相等即可，且边调弹簧边量中心高，直至百分表的数值跳动在00.05之间即可，这时转子系统处于平衡状态。4、将平衡块质量用专用螺钉固定在平衡试件上，将转速调到400-600 r/min，因离心力作用，已建立的平衡被打破，百分表的数值跳动大于00.05。选择适当的平衡块，使百分表的跳动在0.15-0.25之间。5、停机。用手转动试件盘，使其上的平衡块的中心线对准水平标尺的中心线。然后用手转动蜗杆使补偿盘转动，使补偿盘安装平衡块的槽中心线与试件盘中心线在同一平面上，再在与试件盘平衡块180的适当位置上黏附适量的橡皮泥。 6、再次开机。观察百分表的数值跳动，直至百分表的数值跳动在00.05之间即可，这时转子系统处于平衡状态。 7、达到平衡后，目测估计橡皮泥质心所在，测定其方位及半径(质心到回转轴线的距离)并作记录。取下橡皮泥，在天平上称其质量，并作记录。8、整理实验报告。六、实验注意事项 （）实验时必须注意安全。女生必须戴帽，将长发盘于帽中。操作者必须紧扣衣袖扣；工件在旋转过程中，不许用手触摸旋转部位；配重平衡块必须紧固在试盘和平衡盘之上。（2)三角支架的外圆弧轴承不可压得太紧，调节时轴在转，轴承也转，且轴没有跳动即可；运转过程中外圆弧轴承处打少量的油。（3)进行调中心，消除自身重量带来的力矩，及进行实验项目时，螺杆与差动器必须绝对无接触。（4）外圆弧轴承是易损件，当轴承跳动过大影响测试项目时，须取下轴承销更换轴承；压在导套固定板的弹簧失效或松动时需更换弹簧或调节弹簧压缩量。（5）实验操作完毕后，应将实验台清理干净。实验三 速度波动调节试验一实验目的曲柄的真实运动仿真：通过数模计算得出的真实运动规律，作出角速度线图；进行速度波动调节计算，分析飞轮转动惯量的影响。曲柄真实运动的实测：通过曲柄上的角位移传感器和A/D转换器进行采集，转换和处理，并输入计算机显示出实测的曲柄角速度线图和角加速度线图；与理论角速度线图分析比较，使学生了解机构结构对曲柄的速度波动的影响。二实验要求每2-3人一组，每人完成一份实验报告。三实验台使用说明1基本参数被测机构为曲柄滑动机构，如图1所示： B n 1 A e C 图1 曲柄滑块机构各杆长度：曲柄LAB=50mm；连杆LBC=180mm；曲柄转速n1=325r/min。已知生产阻力为拉伸弹簧，当拉伸长度L时的拉伸阻力F为：L=5mm, F=0kg； L=10mm, F=5kg； L=15mm，F=15kg。2实验内容( 1 ) 曲柄的真实运动仿真：通过数模计算得出真实运动规律，作出曲柄等效驱动力矩线图、等效阻力矩线图，角速度线图和角加速度线图；进行速度波动调节计算，得出最大盈亏功Wmax和速度不均匀系数的值。( 2 ) 曲柄真实运动的实测：通过曲柄上的角位移传感器和A/D转换器进行采集、转换和处理，并输入计算机显示出实测的曲柄角速度线图和角加速度线图与理论角速度线图和角加速度线图分析比较使学生了解机构结构对曲柄速度波动的影响。( 3 ) 分别不装飞轮、在曲柄轴上装大飞轮或小飞轮，观察并比较它们的系统运转的不均匀性。三实验原理和方法作用在机械上的驱动力矩和阻力矩是主动件转角的周期性函数。且在等效驱动力矩和等效阻力矩及等效转动惯量变化的公共周期（这里均为360），驱动功=阻抗功时，在稳定转动期间主动件的速度（角速度）波动值按周期性波动，其运转不均匀程度，用运转速度不均匀系数表示，其大小为： max 周期中最大角速度；min周期中最小角速度；m 平均角速度：=（max+min）/2。所谓机器运转周期性速度波动的调节，其目的就在于减小速度波动，使其达到机器工作所允许的程度；或者说，减小机器运转速度不均匀系数使其不超过许用值。周期性速度波动的调节方法，是在机器中安装一个具有很大转动惯量的构件即所谓飞轮，其调速原理简述如下：在一个周期中最大动能Emax与最小动能Emin之差称为最大盈亏功，以 W 示之，即： W = Emax Emin =（1/2）（JO+JF）（max2 - min2）JO 忽略等效转动惯量中的变量部分机械的等效转动惯量；JF 飞轮等效转动惯量。因此，当机器等效力矩已给定时，最大盈亏功是一确定值。欲减小maxmin的值，可增大等效转动惯量JO或增大m。机器做好后JO是一个确定值，故在机器中外加一个转动惯量为JF的飞轮，即可减小maxmin，来达到调速的目的。四实验步骤打开计算机，单击“速度波动调节”图标，进入速度波动调节实验台软件系统的封面。单击左键，进入曲柄滑块机构速度波动调节界面。启动实验台的电动机，待曲柄滑块机构运转平稳后，测定电动机的功率，填入速度波动调节界面的对应参数框内。根据曲柄轴上安装飞轮情况：无飞轮、小飞轮、大飞轮，在“实验序号”数据框内分别填入0、1、2。单击“速度实测”键，进行数据采集和传输，显示曲柄实测的角速度曲线图。单击“速度仿真” 键，动态显示曲柄动态的角速度曲线图。如果要打印仿真角速度曲线图和实测的角速度曲线图，在单击“打印”键，打印机自动打印。如果要查询实测数据，单击“实测角速度查询”文字框即可。如果要查询仿真数据，单击“仿真角速度查询”文字框即可。如果实验结束，单击“退出”，返回Windows界面。五问题讨论1分析大飞轮与小飞轮调速后传动平稳性的影响？哪一种好？为什么？2飞轮调速方法适用于那类机构？3平均转速提高后，速度不均匀系数怎样变化？六软件操作说明（ 曲柄滑块机构参数输入界面说明）1 曲柄滑块机构原始参数说明A、曲柄原始参数曲柄AB的长度：LAB = 0.05 m；曲柄质心S1到A点距离：LAS1= 0.025m；平衡块的转动惯量：JP = 0.00674kgm2；(未加飞轮)飞轮3的转动惯量： JF = 0.00674 kgm2。(加小飞轮)飞轮3的转动惯量： JF =0.01426 kgm2；(加大飞轮) 飞轮3的转动惯量：0.02582kgm2；B、连杆原始参数连杆BC的长度： LBC = 0.18 m； 连杆质心S2到B点距离：LBS2 =0.045 m；连杆BC的质量M2=0.579kg；连杆绕质心S2的转动惯量JS1= 0.00081kgm2。C、滑块原始参数 滑块质量：M3 = 0.335 kg；偏距值(上为正) ：e = -0.02m。D、弹簧原始参数弹簧刚度值：K =630 N/m；弹簧初压值：L = 0.01m。E、动力原始参数 电动机（曲柄）的功率P：可调090W；电动机（曲柄）的特性系数： G = 9.72rpm/Nm；许用速度不均匀系数：按机械要求选取；仿真计算步长D：按计算精度选取。2功能键说明速度仿真：单击此健动态显示曲柄滑块机构即时位置和曲柄动态的角速度曲线图。速度实测：单击此键可以看到实测时的曲柄运动规律曲线及实测结果。实验数据：单击此键，弹出文件对话筐，将曲柄真实运动仿真曲线图和实测曲线图打印出来或保存为文件。实验说明：单击此键，弹出速度波动调节实验说明界面。原始参数：单击此键，弹出曲柄滑块机构参数输说明界面。返回：单击此键，返回曲柄滑块机构原始参数输入界面。退出：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。实验四 机械运动创意设计实验一、实验目的1、加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及运动特性；2、训练学生的工程实践动手能力；3、培养学生创新意识及综合设计的能力。二、实验设备及工具1、机构运动创新方案实验台组件(参看机构运动创新方案实验台组件清单)；1)凸轮：基圆半径为18mm，从动推杆的行程为30mm。2)齿轮：模数2mm，压力角20，齿数28或42，两齿轮中心距为70mm。3)齿条：模数2mm，压力角20 ，单根齿条全长为200mm，两齿条可拼接使用。4)槽轮拨盘：两个主动销或壹个主动销。5)槽轮：四槽。6)主动轴：轴上带有平键。7)圆头轴或扁头轴：轴上未带平键，圆头轴的轴端为圆头，扁头轴的轴端为扁平头。8)主动滑块插件：与主动滑块座配用，形成主动滑块，利用它可调节所需的运动层面距离。9)主动滑块座：与直线电机齿条固连形成主动件，且作直线往复运动。10)连杆(或滑块导向杆)：其长孔与滑块形移动副，其圆孔与轴形成转动副。11)压紧连杆用特制垫片：固定连杆时用。12)转动副轴(或滑块)2：与固定转轴块配用时，可分别与两连杆形成转动副和移动副。13)转动副轴(或滑块)1：用于两构件形成转动副或形成移动副；14)带垫片螺栓：规格M6，用于连杆与转动副轴形成转动副或移动副。15)压紧螺栓：规格M6，用于连杆与转动副轴形成转动副。16)运动构件层面限位套：用于（下同）构件运动平面之间的距离限定，以免发生不同构件运动的干涉。17)皮带轮(皮带)：传递主动运动。18)盘杆转动轴：盘类零件与连杆形成转动副时用。19)固定转轴块：与连杆固连，13号件与该连杆形成转动副。20)39)参看“机构运动创新方案实验台组件清单”中的说明。40)直线电机：10mms。沿机架底部的长形孔可改变旋转动电机的位置。直线电机控制器：前面板上有电源开关和保护电机的熔断器(2.5A)。后面板上有一220V、50HZ的电源插座、行程开关插座(三芯插头、缺口朝上插入)和电机电源插座(四芯插头、缺口朝上插入)。 直线电机控制器使用注意事项：根据主动滑块移动的距离，通过改变直线电机的两行程开关的相对位置来调节齿条（相当于滑块)往复运动间距，可调节的最大行程不得大于400mm。故障排除：当接通电源开关，电机不运行，可能是前面板上保护电机的熔断器(25A)烧断。拔掉220V、50HZ的电源插头后，再旋开熔断界保护盖，更换新的2.5A熔断器。注意：未拼接机构运动前、预设直线电机的工作行程后，请务必调整直线电机行程开关相对电机齿条底部的高度，以确保电机行程开关能灵活动作，从面防止电机直齿条断齿并脱离电机主体、防止所组装的零件被损坏和人身安全，若出现行程开关失灵时，请立即切断电源。 旋转电机：10转min，沿机架底部的长形孔可改变旋转动电机的位置。电机上连有一220V、50HZ的电源线及插头，连线上串接有手柄开关，可方便开、断电机电源。2、工具：活动扳手、M6圆柱头内六角扳手、M6的平端紧定内六角扳手、卷尺、笔和纸。三、实验原理任何机构都是由自由度为零的若干杆组，依次连接到原动件(或已经形成的简单的机构)和机架上的方法所组成。四、实验方法与步骤(仅供学生在实验中参考)1、掌握实验原理。2、根据上述“实验没备及工具”的内容介绍熟悉实验设备的硬件组成及零件功用。3、自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运动方案作为拼接实验内容。4、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进行正确拆分。5、正确拼装杆组。 五、机构组成原理及拼装杆组1、机构组成原理(见教材内容) 。2、正确拼装杆组根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生干涉。然后，以机架铅垂面为参考面，将各杆由参考面向外(内外，外内错层地向外拼接)进行拼接。机构运动创新方案实验台提供的运动副的拼接方法请参见以下图示。 1) 实验台机架实验台机架中有5根铅垂立柱，它们可沿x方向移动。移动时请用双手推动、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态。立柱移动到预定的位置后，将立柱上、下两端的螺栓锁紧(安全注意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓拧松即可)。立柱上的滑块可沿Y方向移动，将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在X、Y平面内确定一个固定点，这样活动构件相对机架的连接位置就确定了。面对操作者的机架面称为拼接参考面。2)轴相对机架的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)。按图示连接好后，其中标号为“6或7或8”的轴相对机架固定。若X号件不装配，则标号为”6或7或8”的轴相对机架作旋转运动。学生可根据需要确定是否使用：2号件。3)转动副的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)按图示连接好后，两连杆作相对旋转运动。般情况下：若14号件的圆头与15、16号件配用，则连杆与14号件作相对转动；若14号件的扁头与11号件配用，则连杆与14号件作相对转动；若14号件的扁头与16号件配用，则连杆与14件相对固定。4)滑块分别与连杆组成转动副和移动副(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)首先用21号件将20号件固定(注意使用其中稍大的孔)在连杆上，注意使20号件上的另一孔与连杆长孔对中；然后将13号的圆头端插入20号件的另一孔与连杆的长孔中，再将15号件拧入13号件的内螺纹孔内，这样就形成了转动副。其次，将另连杆的长孔插入13号件的扁头端上，再将15号件拧入13号件的内螺纹孔内，这样便形成移动副。5）移动副的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)将14号件的扁头端插入连杆的长孔内，按图示连接好，14号件可在连杆长孔内作相对直线移动。6)齿轮与轴的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)按图示连接好后，齿轮经平端紧定螺钉锁紧后与轴固定(注意：象类似齿轮的盘类零件与轴的固定，原则上应选用轴端为扁头的轴)。7)齿轮与连杆形成转动副(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)齿轮用27号件紧定时应紧靠19号件的根部。若用齿轮(或其它盘类零件）代替图示中的172号件，则组成双联齿轮与连杆形成转动副。8)凸轮与轴的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)按图示连接好后，凸轮与轴固定。9)凸轮高副的连接(图式中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同） 首先将轴类零件与机架相连。然后，分别将凸轮、连杆联接到相应的轴上去。注意：支撑连杆的两轴的间距应与连杆的移动距离(往复移动的距离为30mm)相匹配。高副锁紧弹簧的安装方式可根据拼接情况自定。10)滑块导向杆相对机架的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)按图示连接好后，滑块导向杆相对机架可作直线往复运动。若将所用的15号件改用16号件，则连杆被固定在机架上。当主动件作直线运动时，为使主动滑块只作悬臂运动，则要求将滑块导向杆固定(距拼接参考面为最近处)在机架上，用以支托主动滑块件的运动。11)槽轮副连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)可通过调整两轴间距使槽轮的运动灵活。12)主动滑块与直线电机齿条的连接(图示中的编号与“机构运动创新方案实验台组件清单”序号相同)首先将主动滑块座与齿条固定，再根据运动层面的需要调节主动滑块插件的外伸长度。然后与主动滑块座固连。标识为连杆的滑块导向杆应与机架固连，以起支托主动滑块运动的。其连接方式参考“10)滑块导向杆相对机架的连接”说明。六、实验内容各种机构均选自于工程实践。根据机构运动简图确定机构运动学尺寸后，任选个机构运动方案进行拼接设计实验。七、实验报告1、绘制实际拼装的机构运动方案简图，并在简图中标识实测所得的机构运动学尺寸。2、简要说明机构杆组的拆组过程，并画出所拆杆组简图。3、根据你所拆分的杆组，按不同的顺序进行排列杆组。可能组合的机构运动方案有哪一些?要求用简图表示出来，就运动传递情况作方案比较，并简要说明之。实验五 渐开线齿廓范成原理实验一、实验目的l、掌握用范成法加工渐开线齿轮的原理；2、通过观察齿条型刀具范成渐开线齿廓的过程，了解齿轮的根切现象及用变位修正来避免根切的方法。二、实验用具1、渐开线齿廓范成仪；2、学生应自带下列物品：300300mm的厚图纸两张，以及铅笔、圆规、三角板、计算器。三、实验内容用渐开线齿廓范成仪，分别模拟范成法切制渐开线标准齿轮和变位齿轮的加工过程，在图纸上绘制出二至三个完整的齿形。四、实验原理图1所示的是种渐开线齿廓范成仪的结构示意图。图纸托盘1可绕固定轴O转动；钢丝2绕在托盘1背面代表分度圆的凹槽内，钢丝两端固定在滑架3上；滑架3装有水平底座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3沿水平方向左右移动，并能保证托盘1上分度圆周凹槽的钢丝中心线所在圆(代表被切齿轮的分度圆)始终与滑架3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通过钉7固定在刀架上8上；刀架8装在滑架3上的径向导槽内，旋动螺旋6，可使用刀架8带动齿条5沿垂直方向相对于托盘1中心径向移动。因此，齿条5既可以随滑架3作水平移动，与托盘1实现对滚运动；又可以随刀架S一起作径向移动，用以调节齿条中线与托