机械设计基础实验

机械设计基础实验指导书

曹淑伟

徐州师范大学机电工程学院

目录

实验一．机构运动简图的测绘与分析实验 (1)

实验二．渐开线齿轮范成原理实验 (4)

实验三．带传动实验 (7)

实验四．减速器拆装实验 (10)

机构运动简图的测绘与分析实验报告 (12)

渐开线齿轮范成原理实验报告 (14)

带传动实验报告 (16)

减速器拆装实验报告 (18)

实验一机构运动简图的测绘与分析实验

一、实验目的

1.学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图的方法；

2.运用并熟悉一些常用的构件及运动副的代表符号；

3.验证和巩固机构自由度的计算。

二、实验设备和工具

1．各种典型机构、机械的实物或模型；

2．钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器；

3. 学生自带下列实验用品：纸、笔、圆规、橡皮等文具。

三、实验内容

分析机构的组成，绘制机构运动简图，计算机构自由度，理解各种运动副的组成和特点，分析机构中的虚约束、局部自由度和复合铰链，判断机构具有确定运动的条件。

四、实验原理

在分析和研究机构运动时，为了使问题简化，便于分析，可以不考虑构件的外形、构件的截面尺寸和运动副的实际构造，只用简单线条和符号代表构件和运动副，并按一定的比例来表示运动副的相对位置和与运动相关的尺寸，以此说明实际机构的运动特征。

五、实验步骤

1.观察机构的运动并确定构件数

首先找出机构中的原动件，通过动力输入构件或转动手柄，使被测绘的机构或机器(或模型)缓慢地运动，循着运动的传递路线仔细观察并判断哪些为连接构件、工作构件、固定构件等，同时确定构件的数目。

2. 判别各构件之间运动副的类别

按照运动的传递路线，根据两构件的接触情况及相对运动的特点，依次判断相邻两构件之间组成运动副的类别，确定哪些是转动副、移动副及哪些是高副。

3. 绘制平面机构的示意图

正确选择投影面，将原动件放在一般位置上，按照运动的传递路线及代表运动副、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进行编号，在构件旁标注数字1、2、3…，在运动副旁标注字母A ，B ，C …，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，也可为正确绘制机构运动简图作好准备。

4. 测量与机构运动有关的尺寸并按比例绘制平面机构的运动简图

仔细测量与机构运动有关的尺寸，包括转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等。选择适当的比例尺μL ，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，正确绘出机构运动简图。

5. 计算机构的自由度

平面机构自由度F 的计算公式为：

F =3n −2P L −P H

式中：n 为活动构件的数目，P L 为低副数目，P H 为高副数目。

6. 分析机构运动的确定性

将计算得到的机构自由度数与所测绘机构的原动件数比较，两者应相等。若与实际情况不符，要找出原因及时改正。

举例：绘制如图1-1（a ）所示的小型压力机的机构运动简图。

了解该小型压力机的工作原理是电机带动偏心轮1′作顺时针转动，通过

）

长度（单位简图上所画构件的图示）

或构件的实际长度（单位长度比例尺mm mm m L =μ

（a）图1—1 （b）

构件2、3将主运动传给构件4；同时另一路运动自与偏心轮1′固联的齿轮1

输出，经齿轮8及与其固联的槽型凸轮8′，传递给构件4；两路运动经构件4

合成，由滑块6带动压头7作上下移动，实现冲压工艺动作。显然该压力机的机

架是构件0，原动件为组件1-1′，其他为从动件。

仔细观察各连接构件之间的相对运动特点后可知，构件0和1(1′)、1′和2、2和3、3和4、4和5、6和7及0和8(8′)之间构成转动副；而构件0和3、4和6及0和7之间构成移动副；高副为1和8、8′和5之间形成。

选定视图投影面及比例尺μL=0.001m/mm,顺序确定转动副A、H和移动副导路D、M的位置，根据原动件1′的位置及各杆长等绘出转动副B、C、E、F、J的位置按规定符号绘出各运动副(包括高副G、N)及各构件等，最后得到该压力机的机构运动简图，如图2—1（b）所示。

由上述分析可知，该机构活动杆件数为8，转动副数为7，移动副数为3，高副为2。但构件4与凸轮8′之间以滚子5实现滚动接触，故此处引进了一个局部自由度，应排除(即设想将滚子与构件4焊成一体)。这样n=7； PL=9； PH=2；计算自由度得

F=3×7-2×9-2=1

实验二渐开线齿轮范成原理

与几何参数的测定实验

一、实验目的

1.掌握用范成法加工渐开线齿轮的原理，了解根切现象。

2.了解变位修正法加工渐开线齿轮的基本概念，分析比较变位齿轮与标准齿轮的异

同，加深对变位齿轮的认识。

3.巩固渐开线齿轮基本尺寸的计算公式，掌握测定齿轮基本参数的方法。

二、实验设备和用具

1.渐开线齿廓范成仪

图3-1 齿廓范成仪简图

本实验所用范成仪其上的刀具模型为齿条刀，结构如图1所示。托板可绕机架上的固定轴心转动，齿条刀可沿水平方向移动，且通过齿轮齿条的啮合关系保持托板与齿条刀之间作无滑动的相对运动。

当齿条刀两端的短横线对准刻度尺的零位时，齿条刀中线恰好和齿轮毛坯的分度圆相切，此时切出的齿轮是标准齿轮。松开调节螺钉，可使齿条刀沿铅垂方向适当移动，移动的距离可在刻度尺上读出，此时切出的齿轮便是变位齿轮。

2. φ290 mm 圆形图纸一张、铅笔、圆规、直尺、计算器（学生自备）。

3.被测标准齿轮或变位齿轮、游标卡尺。