机械设计实验报告(S)

1、机械设计实验报告 专 业： 姓 名： 学 号： 201 年 月 日 机械设计实验报告 实验一、零件设计（现场课）实验二、齿轮参数的测定实验三、轴系结构的设计实验四、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da和齿根圆直径df，确定齿顶高系数ha*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二、实验仪结构及实验原理

2、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1000.027mm，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12和齿轮13两对啮合传动，面板III和面板IV分别用于齿轮45和齿轮46两对啮合传动。2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理 渐开线

3、齿轮的基本参数有五个：z、m、ha*、c*，其中m、ha*、c*均应取标准值，z为正整数。对于变位齿轮，还有一个重要参数，即变位系数x，变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，见图2。 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。按式计算出跨齿数初值，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。 测量公法线长度和。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

4、，卡尺面应与齿轮面平行。 确定模数m、压力角：图2 用游标卡尺测公法线长度根据渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。 所以式中因一般只为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da与齿根圆直径df，确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*：a）偶数齿齿轮 b）奇数齿齿轮 图3 齿轮da与df的测量 偶数齿齿轮的da、df可直接用游标卡尺测得，如图3（a）示。奇数齿齿轮的da、df须间接测量，如图3（b）示。 da=D+2H1 df=D+2H2则： h=（dadf）/2= H1H2对于标准齿轮h=（2ha*+c*）m，分别

5、将ha*=1、c*=0.25（正常齿制）或ha*=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ha*、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ha*、c*。（3）计算变位系数x： 标准齿轮的公法线长度=mcos (k0.5)+zinv 变位齿轮的公法线长度= mcos (k0.5)+zinv+2xmsin 若测得与计算值相等，则x=0，该齿轮为标准齿轮； 若，则齿轮为变位齿轮，变位系数x： （4）计算不根切的最小变位系数xmin：要保证变位齿轮不产生根切，应满足：sin2标准齿轮不根切的最小齿

6、数为：所以：3. 渐开线齿轮啮合传动过程图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（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B1点时，两轮齿廓即将脱离啮合。为使两轮能够连续啮合传动，实际啮合线长度应大于（至少等于）齿轮的法向齿距Pn（亦即基节Pb），重合度a：5. 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（

7、x1+x2）值的不同，可将变位齿轮传动分为三种基本类型：（1）x1+x2=0，且x1=x2=0即标准齿轮传动。（2）x1+x2=0，且x1=-x20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+x20，称不等变位齿轮传动，又称角度变位齿轮传动。其中： x1+x20，称正传动； x1+x20，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。按式计算出跨齿数初值，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。现推荐各齿轮的跨齿数为：k1=4；k2=2；

8、k3=3；k4=3；k5=2；k6=3。2. 分别测出各齿轮的公法线长度、+1，对每一个测量尺寸应测量三次，各次测量位置应相隔，取其平均值作为测量数据，下同。3. 通过Pb= +1=mcos确定各齿轮m、；4. 测量各偶数齿齿轮的da、df ；5. 测量各奇数齿齿轮的D、H1、H2 ，算出da、df ；6. 计算齿高，通过h=（2ha*+c*）m确定ha*、c*；7. 计算标准齿轮公法线长度=mcos (k0.5)+zinv； 与比较： 若=，齿轮为标准齿轮 x=0； 若，齿轮为变位齿轮，x=（）/（2msin）8. 通过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

9、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 (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)，并计算重合度a；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18为单个齿轮进行，911为装在实验台板上进

10、行。渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验实验报告一、渐开线齿轮参数测定被测齿轮1#2#3#4#5#6#z跨齿数k-m(mm)da(mm)df(mm)ha*c*Wkxxmin- 9 -机械设计实验报告二、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值参数名称符号齿轮12齿轮13齿轮45齿轮46变位系数 x传动类型实际啮合线长重合度a三、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？19CQX-B创意组合式轴系结构设计一、 实验目的：1、熟悉和掌握轴的结构

11、及其设计。2、掌握轴上零部件常用的轴向及周向定位与固定方法。3、掌握轴承组合设计的基本方法。4、综合创新轴系结构设计方案。二、实验项目：1、轴系结构装拆实验。2、轴系结构分析。3、轴承组合设计。三、实验设备及工具：1、创意组合式轴系结构设计实验箱，箱内有56种168件轴系零部件（见零部件明细表），可以组合出七类四百余种轴系结构方案（见轴系结构设计方案选择表）。2、装配工具：实验箱配套工具：双头扳手1214及1012、挡圈钳、三吋螺丝刀。其它工具：300mm钢板尺、200mm游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。四、实验内容：1、本实验箱提供的零部件可组装出轴系结构设计方案七类共408种，指导教师

12、可根据下表选择安排实验内容，也可由学生在下表中填空选择，可实现全班每个学生设计方案不重样。 类 类 类 类 类 类 类选定了设计方案，即确定了所用轴承类型，轴上零部件种类，轴承组合设计方案及其调整、润滑、密封方式，轴上零部件的轴向、周向定位与固定方法等。2、绘制轴系结构设计装配图。3、编写实验报告。 五、实验步骤1、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的教材内容，预习实验指导书，明确实验内容与要求。2、参照“轴系结构设计方案选择表”，构思、选定轴系结构方案：（1）根据齿轮（或蜗杆）类型，确定轴上有无轴向力，选择支承轴系的滚动轴承类型；（2）确定轴系支承的轴向固定方式（双支点各单向固定；单支点双向

13、固定）及轴承的正、反装方式；（3）根据齿轮圆周速度确定轴承的润滑方式（油润滑、脂润滑）及油环的种类；（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处的密封方式（毡圈式、皮碗式、间隙式、迷宫式）、轴的支座及套杯形式；（5）考虑轴上零件的定位和固定、轴承间隙调整、联轴器类型等问题；（6）绘制轴系结构设计方案示意图。3、根据轴系结构设计方案示意图，在实验箱中选取需用零件组装成轴系，检查所设计组装的轴系结构是否正确。4、绘制轴系结构草图。5、测量零件结构尺寸，并做好记录。6、拆卸轴系，将所有零件放入实验箱内规定位置，交还所借工具。7、根据轴系结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：1比例绘制轴系结构装配

14、图，要求装配关系表示正确，注明必要的尺寸（如支承的跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸等），填写标题拦和明细表。六、实验结果1、轴系装配图（3号图纸，另附）2、回答问题1轴系结构分析结沦(选择填空题，可多选)1）你组装的轴系序号足轴系 （；：；）。 2)该轴上的传动件为 (直齿轮；斜齿轮；锥齿轮；蜗杆)，传动件间的作用力有 (径向力；圆周力；轴向力) 3)当轴工作时，两支点轴承受到的作用力有 (径向力；轴向力)。4)左支点轴承的类型为 ，代号为 ，该类轴承 (只能承受径向力；只能承受轴向力；既可承受径向力又可承受单向轴向力；既可承受径向力又可承受双向轴向力)。右支点轴承的类型为 ，代号为 ，该类

15、轴承 （只能承受径向力；只能承受轴向力；既可承受径向力又可承受单向轴向力；既可承受径向力又可承受双向轴向力）。该两轴承的安装属 （正装；不分正反装；反装)。左支点轴承的作用是限制轴向 (左；左和右；右)边的窜动，右支点轴承的作用是限制轴向 (左；左和右；右)边的窜动。 5)轴的支承方案为 (双固式；固游式；双游式)，其中左支点为 (单向固定；双向固定；游动)支点，右支点为 (单向固定；双向固定；游动)支点。其靠轴承 (整体轴向移动；内外圈分离)来适应轴的热胀冷缩变形，以防轴承内发生严重的摩擦。该支承方案适用 (长轴；短轴)和温度变化 （较大；较小)的轴。 6)若本轴系中的齿轮采用齿轮箱中的润滑

16、油润滑，则从结构上可以判断轴承采取的是 （油；脂；油或脂)润滑，在轴承和齿轮之间 (无；有)挡油环。若有挡油环，挡油环的作用是 (将油和脂隔开；防止齿轮上的高温润滑油沿齿槽方向进入轴承)。7)为了防止外部的灰尘进入减速箱内和内部的润滑剂泄漏，本轴系采取的密封方法是 (接触式密封；非接触式密封)8)该轴系中轴上的零件的周向固定方式是 ，轴向固定方式是 和 。9)轴系模型中齿轮与轴、轴承内圈与轴颈、联轴器与轴的配合都很松，有很大的大的间隙，这是为了实验装拆方便，在实际机器中它们应为 (过盈；间隙；过渡)配合。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

17、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。- 1 -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。- 2 -实 验 报 告减速器名称: 一、外廓最大尺寸（MM） 长宽高 。二、箱体有关尺寸（MM）1、上箱体壁厚1： 下箱体壁厚2 。2、轴承旁凸台高度和宽度：高h 宽l1 。3、上下箱体凸椽高度和宽度。 上箱体：高b1 宽 。 下箱体：高b 宽 。4、上下箱体筋板厚：上m1 下m 。5、齿轮端面距箱体内侧面（最小处）距离。 第一级1 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 。