实验一机构运动简图测绘

目录实验一机械运动简图测绘和结构分析 (1)实验二直齿圆柱齿轮参数测定 (8)实验三机构运动创新方案设计 (13)实验一机构运动简图测绘一、实验目的1．学会根据实际机器或模型测绘机构运动简图的原理和方法。

2．验证和巩固机构自由度的计算，加深理解机构具有确定运动的条件。

二、设备和工具1．各种机构模型2．钢板尺、三角板、圆规、纸张、铅笔、橡皮（自备）三、实验要求实验前必须认真预习实验指导书和阅读教材中的有关章节，熟悉绘制机构运动简图的基本要求，掌握机构自由度的计算方法。

实验时根据给出的机构模型，仔细观察和分析后，正确绘制机构运动简图。

要求每位同学画出3~4个机构运动简图，并计算机构自由度，把计算结果与实际机构进行比较，验证其有无错误。

在全班完成实验后一周内交教师审阅。

四、原理和方法1．原理机构运动简图是用来研究机构运动学和动力学不可缺少的一种简单图形。

一般在设计的初始阶段都用它来表达设计方案和进行必要的计算，根据运动简图还可以全面了解整个机构及其局部的组成形式。

由于机构的运动状态仅与机构中的构件数目以及这些构件所组成运动副的数目、种类和相对位置有关，因此我们可以抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构，利用简单的线条和规定的符号去代表每一个构件和运动副，并按着一定的比例尺准确的将实际机构的运动特征表达出来，这种简单图形称为机构运动简图。

运动副和构件的表示方法在绘制机构运动简图时，应尽量采用国家制图标准中规定的符号去表示，表1-1是绘制机构运动简图常用的符号。

机构运动简图可分为定性机构运动简图和定量机构运动简图，本实验要求对每一个机构进行定量测绘。

2．测绘方法及步骤1）分析机构运动情况，判别运动副性质测绘时，首先使被测机器或模型缓慢运动。

通过观察和分析机构的运动情况和机构的组成，找出机构的原动部分和执行部分，从原动件开始，循着运动传递的路线确定组成机构的构件数目、运动副类型、数目及各运动副的相对位置。

2）合理选择视图转动机构的原动件，选择机构的每一个构件均能清楚表达的最佳位置，并将机构投影到一个和机构上各点的运动平面相平行的运动平面上，或能够反映机构运动特征的其它平面上，用规定的运动副和构件符号绘出运动简图。

在此运动简图中应清楚地反映出组成机构的构件数目和运动副的数目、种类及各构件的相对运动关系，而与机构的运动没有任何关系的都不必画出。

3）选择适当的比例尺绘制机构运动简图，应认真测量机构的运动学尺寸。

按照一定的比例尺准确地画出各构件和每个运动副之间的相对位置，并标出各构件的实际长度。

比例尺μl=五、注意事项1．对实验用模型、机构，要轻拿轻放，注意安全。

2．不要强行是机构运动，以免损坏机构。

3．不得拆卸机构模型。

六、思考题1．正确的机构运动简图应能说明那些内容？2．绘制机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意确定？是否会影响简图的正确性？3．机构自由度的意义是什么？如果原动件数目与自由度数不相等将会产生什么后果？机构运动简图测绘实验报告班级：姓名：学号：成绩：1．简图和计算2．结构分析：1）2）3）3．思考题讨论：实验二直齿圆柱齿轮参数的测定一、实验目的1．掌握应用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。

2．巩固并熟悉齿轮的各部分尺寸，参数关系和渐开线的性质。

二、实验设备和工具1．被测的齿轮；2．游标卡尺（工厂中用公法线千分尺，如图2—1所示）；3．渐开线函数表（可参见教材）；4．计数器（自备）；图2—1 用游标卡尺测量公法线长度三、原理和方法渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z 、模数m 、齿顶高系数*a h 、径向间隙系数*c 、分度圆压力角α和变位系数x 等。

本实验是用游标卡尺来测量，并通过计算确定齿轮的这些基本参数。

1．确定模数m 和压力角α为了确定模数和压力角，首先应测出基圆周节b p ，因渐开线的法线切于基圆，故可用游标卡尺跨过k 个齿，测得齿廓间的公法线长度为k W mm 。

为了保证卡尺的两个量足（卡爪）与齿廓的渐开线部分相切，跨齿数k 应根据被测齿轮的齿数z 由表2-1查得。

表2-1 ︒=20αz4~17 18~26 27~35 36~44 45~53 54~62 63~71 72~80 k23456789由渐开线的性质可知，齿廓间的公法线AB （图2-1）与所对应的基圆上的圆弧00B A 长度相等。

因此 b b k s p k W +-=)1( 同理 b b k s kp W +=+1式中：b p —基圆周节； b s —基圆齿厚。

在上面两个式子中，消去b s 则得：k k b W W p -=+1根据基圆周节b p 与模数m 和压力角α的关系：απcos m p b = 或 απcos bp m =计算出m 、α。

由于m 和α已标准化，而压力角α可能是20°也可能是15°，故应分别代人算出其相应的模数，其数值接近于标准值的一组m 和α，即为所求的值。

根据测得的基圆齿距，利用表2—2可以直接查出与测量结果相等或相近的m 和α。

2．确定变位系数x被测齿轮也可能是变位齿轮，当求得模数m 和分度圆压力角α之后，还需要确定齿轮的变位系数x 。

为此，应先按下列公式算出基圆齿厚b s 。

)(111k k k b k b W W k W p k W s --=⋅-=+++因此1)1(+--=k k b W k kW s测出b s 后，则可利用基圆齿厚的公式来求变位系数x 。

由于αinv r s rr s b bb 2+=αααπαinv r xm mr r ⋅++=cos 2)tan 22(cos 由此得ααπαtan 22cos inv z m s x b ⋅--=分度圆齿厚s 可按下式计算 m x s )tan 22(απ+=表2-2 基圆齿距απcos m p b =的数值3．确定齿顶高系数*a h 和径向间隙系数*c当被测齿轮的齿数为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径a d 及齿根圆直径f d 。

如果齿数为奇数，则应先测量出齿轮轴孔直径孔d ，然后在测量轴孔到齿顶的距离顶H 和轴孔到齿根的距离根H ，如图2-2所示。

由图可得 a d = 孔d +2顶Hf d =孔d +2根H又因为 xm m h mz d a a 22++=*m c m h h a **+=2则可按下式求出*a h 及*c)2(21x z md h aa--=* 图2—2单数齿的测量方法**-=ah mh c 2四、实验步骤1．直接数出被测齿轮的齿数z 。

2．测量 k W 、1+k W 、a d 和f d 对每一个尺寸应测量三次，取其平均值作为测量数据。

3．计算m 、α、x 、*a h 和*c五、思考题1．决定齿轮尺寸的参数有哪些？2．测量时，卡尺的卡爪若放在渐开线齿廓的不同位置上，对所测定的w n 和w n+1 有无影响？为什么？3．齿轮的哪一些误差会影响到本实验的测量精度？直齿圆柱齿论参数测定实验报告班级： 姓名： 学号： 成绩： 1．实验数据2．齿轮基本参数计算3．思考题实验三 机构运动创新方案实验一、实验目的1．加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性。

2．训练学生的工程实践能力。

3．培养学生创新意识及综合设计能力。

二、实验设备及工具1．机构运动创新方案实验平台，各种组件（参看零部件清单）。

2．工具：M5，M6，M8内六角扳手各一个，活扳手一把，卷尺一个，纸，笔，格尺自备。

三、实验原理由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架，原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。

将从动件系统拆成若干个不可分的自由度为零的运动链，这个运动链成为杆组。

根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：023=--=H L P P n F 基本杆组分为：Ⅰ级杆组；Ⅱ级杆组；Ⅲ级杆组。

如上所述，可将机构的组成原理概述为：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上去的方法来组成。

这是本实验的基本原理。

四、实验方法1）掌握实验的基本原理。

2）根据设备，各种组件及工具熟悉其硬件组成及各种零件的功能和用途。

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的实验内容。

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，并用图示之。

5）拼装机构的运动方案五、实验步骤1．确定机构的运动方案，并定量画出机构的运动简图。

2．根据运动简图所要求，选择出各种构件相应类型和数量，以备使用。

3．根据运动简图在实验平台上进行拼接装配。

4．当手动调整到各构件间没有干涉、碰撞时，接通电源，开启电机是运动达到满意的效果。

六、实验要求1．绘制出实际拼接的机构运动简图，并在图中标出实测的机构运动学尺寸。

2．简要说明机械杆组的拆分过程，画出所拆杆组的简图，标出是几级杆组。

3．根据你所拆分的杆组，按不同的顺序进行组合，可能产生多少种机构运动方案用简图示之，就运动传递情况做方案比较，简要说明。

4．有什么心得体会？机构运动创新方案实验报告班级：姓名：学号：成绩：1．实际拼接的机构运动简图2．机构杆组的的拆分简图3．心得体会。