机械原理实验指导书
一、 目的
1、 学会撇开实际机械的构造而仅从运动的观点来绘制其机构运动简图。
2、 验证和巩固机构自由度的计算。
3、 分析一些四杆机构的演化过程和验证其曲柄存在条件。
二、 原理和方法
1、 原理：由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关，因此，在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征。
常用的运动副代表符号见教科书。须注意具有三个运动副构件的表示法。
2、 测绘方法：
（1）测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
（2）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。
（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及机构间的联接次序，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。用1、2、3、……分别标注各构件，用A、B、C……分别标注各运动副。
（4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副的中心距和移动副导路的位置尺寸或角度等。任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将草图画成正式的运动简图。
比例尺=
三、 实验要求
1、 锁紧螺栓阅读教科书有关章节，从所举实例中，熟悉绘制机构运动简图的方法。
2、 在草稿纸上绘制指定的几个机构的机构运动简图。要求机构各构件之间的联接和相对运动关系应清晰可见。
3、 所绘制的机构运动简图中，至少应有一张图按比例画出，其余的可不按比例绘制。
4、 实验完成后将草稿交教师审阅，如有错误，以便及时修改。在实验室中只须完成草稿就可以了。
5、 根据草稿完成实验报告，并于一周后交教师批阅。
四、 实验报告
实验报告的格式如下：
实验一 机构运动简图的测
班级： 姓名： 实验日期： 审阅：
序号 | 机构名称 | 机构运动简图 | 机构自由度 | 原动件数目 | 结论 |
| | | | | |
| | apm监控系统 | | | |
一、 目的
1、 掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程。
2、 了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法。建立变位齿轮的基本概念。
二、 设备和工具
1、 齿轮范成仪；
2、 剪刀。
学员自带圆规、三角尺、绘图纸（300×300㎜2）两张、三种不同颜的铅笔（或圆珠笔）。
三、 原理和方法
水泥厂脱硝
范成法是利用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轮齿的。加工时其
中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向做切削运动。这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各位置的包络线。今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。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间传动过程，并用铅笔将刀刃的各个位置记录在绘图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的构造如图1所示。圆盘1可以绕固定轴O旋转，盘上的圆槽内绕有钢丝2，钢丝的两端固定在滑架3上。滑架3可在底座4的导向槽内沿水平方向左右移动，通过钢丝的作用，使圆盘1的转动与滑架3的移动联系起来，则圆槽内钢丝中心线所在的圆（代表被切齿轮的分度圆）始终与滑架3上的直线E（代表机床节线）作纯滚动，从而构成范成运动。代表齿条刀具的齿条7通过螺钉8安装在刀架5上。齿条7的模数为m（例如15㎜或20㎜），压力角α=20°，齿根高为1.25m，齿顶高也为1.25m，只有牙齿顶端的0.25m处不是直线而是圆弧，用来切出被切齿轮齿根部分的过渡曲线。装有齿条7的刀架5安装在滑架3的纵向导槽内，旋动螺旋6，可使刀架5带着齿条7沿垂直方向相对于圆盘中心O作径向移动。这样，齿条7既可以随滑架3一起沿水平方向左右移动，又可以适当
调节其齿条中心线与圆盘中心O之间的距离。
如果齿条中心与分度圆相切，则齿条中心与机床节线E重合，这时刀架5上的标尺刻度零点应与滑架3上的标尺刻度零点对准。这样切出的便是标准齿轮。
若旋转螺旋6，改变齿条中心线与轴心O的距离（移动的距离xm可从标尺刻度上读出），则齿条中线将与机床节线E分离，而齿轮的分度圆仍与机床节线E相切。这样切出的将是变位齿轮。
四、 实验步骤
（一）范成标准齿轮
使渐开线齿廓范成仪刀架5上的标尺刻度零点与滑架3上的标尺刻度零点对准（此时齿条刀具7的最高顶线应与圆形纸片上画出的齿根圆相切），按上述方法绘出2～3个轮齿。
（二）范成正变位齿轮
根据所用齿廓范成仪的参数，计算出不产生根切的最小变位系数xmin=,然后把齿条7向远离轴心O的方向移动一段距离（大于或等于xminm），同样按上述方法绘出2～3个轮齿。
五、 关于实验报告
1、齿廓图画好后，将m、α、ha＊、c＊等算出注在图纸上，并注上分度圆、基圆、齿根圆和齿顶圆的尺寸。
2、齿轮几何参数计算
序号 | 名 称 | 符 号 | 计 算 公 式 | 计 算 结 果 |
标准齿轮 | 变位齿轮 |
1 | 齿 轮 | Z | Z= | | |
2 | 最小移距系数 | xmin | Xmin= | | |
3 | 基 圆 半 径 | rb | rb=rcosα | | |
4 | 齿顶圆半径 | ra | ra=r+ha*m+xm | | |
5 | 齿根圆半径 | rf | udiab>led电子显示屏制作 rf=r-ha*m-c*m+xm | | |
| | | | | |
实验三、 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定
一、实验目的
1、培养学生解决齿轮参数测定这一实际问题的能力。
2、通过测量和计算，巩固有关齿轮各几何参数之间的相互关系和渐开线性质等基本知识。
二、设备和工具
1、 齿轮一对（齿轮为奇数和偶数的各一个）。
2、 游标卡尺（游标读数值不大于0.05㎜），公法线长度百分尺（如果没有，可用游标卡尺代替）。
三、实验原理
渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：
齿数z ，模数m ，分度圆压力角α ,齿顶高系数ha﹡ ,顶隙系数c﹡ ，变位系数x 。
本实验是用游标卡尺和公法线长度百分尺来测量，并通过计算得出一对直齿圆柱齿轮的基本参数。其原理和方法如下：
1、 标准齿轮
由标准直齿圆柱齿轮公法线长度的计算得知，如跨测k 个齿时，其公法线长度应为
Wk=(k－1)pb＋sb
同理，如跨测k+1个齿时，则其公法线长度应为
Wk+1=kpb＋sb
所以 pb=Wk+1－Wk
因为 pb=p cosα=πm
故 m=金蝉养殖吧
式中α可能是15°，也可能是20°（我国常用的压力角为20°）分别用15°和20°代入公式，算出两个模数，其中最接近标准模数值得一组m和α，即为所求齿轮的模数和压力角。
2、 变位齿轮
被测齿轮也许是变位齿轮，此时还需确定变位系数x 。首先将被测齿轮的公法线长度的测量值W/k与理论计算值Wk相比较。根据被测齿轮的齿数z和模数m，可从机械设计手册的有关表中查出标准齿轮的公法线长度Wk（即理论计算值），然后比较W/k和Wk
若W/k=Wk ,则被测齿轮为标准齿轮。
若W/k≠Wk ,则被测齿轮为变位齿轮。
W/k=Wk+2xm sinα
所以 x=
若x﹥0,则被测齿轮位正变位齿轮；若x﹤0,则被测齿轮为负变位齿轮。
3、 利用齿根高公式确定h＊a和c＊
hf=m(h＊a＋c＊－x)=1/2 (mz－df)
式中齿根圆直径df可用游标卡尺测定，仅h＊a和c＊未知，故分别用标准齿 (h＊a=1 ,c＊=0.25)和短齿 (h＊a=0.8 ,c＊=0.3) 两种标准代入，符合等式的一组即为所求的值。
四、 实验步骤
1、确定齿数z
直接从被测齿轮上数出其齿数。
2、确定齿顶圆直径da和齿根圆直径df
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议