機(jī)械原理指導(dǎo)書(shū)二級(jí)減速器

1、實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深機(jī)構(gòu)組成原理的理解，為機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。2、利用若干不同的桿組，拼接各種不同的平面機(jī)構(gòu)，以培養(yǎng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新 設(shè)計(jì)意識(shí)及綜合設(shè)計(jì)能力。3、訓(xùn)練工程實(shí)踐動(dòng)手能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)及附件：齒輪、齒條、槽輪、凸輪、轉(zhuǎn)動(dòng) 軸、連桿、各種連接組合零部件等。2、裝拆工具：十字起子、活動(dòng)板手、內(nèi)六角板手、鋼板尺、卷尺等。3（自備）草稿紙、筆、繪圖工具等三、實(shí)驗(yàn)要求1、每 2-3 人一組，每一組實(shí)驗(yàn)前擬一份機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)后提交新 設(shè)計(jì)方案；2、完成實(shí)驗(yàn)后各組將機(jī)械零部件 “物還原位 ”，老師驗(yàn)收后方可離去；3、每人完成

2、一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、實(shí)驗(yàn)原理及方法根據(jù)平面機(jī)構(gòu)的組成原理： 任何平面機(jī)構(gòu)都可以由若干個(gè)基本桿組依次聯(lián)接 到原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成，故可通過(guò)選定的機(jī)構(gòu)類(lèi)型，拼裝該機(jī)構(gòu)并進(jìn)行分析。五實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、掌握平面機(jī)構(gòu)組成原理；2、熟悉本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)裝置，各種零部件、裝拆工具的功用，了解機(jī)構(gòu)的 拼接方法。3、自擬平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案，形成拼接實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；4、正確拼接各基本桿組；5、將各基本桿組按運(yùn)動(dòng)傳遞規(guī)律順序拼接到原動(dòng)件和機(jī)架上，拼接機(jī)構(gòu)；6、繪制所拼機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；7、寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、補(bǔ)充知識(shí)1、桿組的概念 由于平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)相等， 因此機(jī)將從動(dòng)

3、件系統(tǒng)拆成若干構(gòu)由機(jī)架、 原動(dòng)件和自由度為零的從動(dòng)件系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成。個(gè)不可再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈，稱(chēng)為基本桿組，簡(jiǎn)稱(chēng)桿組。根據(jù)桿組的定義，組成平面機(jī)構(gòu)桿組的條件是：F=3n-2pL-pH=0其中構(gòu)件數(shù) n，高副數(shù) PH 和低副數(shù) PL 都必需是整數(shù)。由此可以獲得各種類(lèi)型的桿組。當(dāng) n=1,PL=1,PH=1 時(shí)即可獲得單構(gòu)件高副桿組，常見(jiàn)的有如下幾種：圖 1 單構(gòu)件高副桿組當(dāng) PH=0 時(shí)，稱(chēng)之為低副桿組，即F=3n-2PL=0因此滿(mǎn)足上式的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)的組合為：n=2,4,6， PL=3，6， 9。最簡(jiǎn)單的桿組為 n=2 ，PL=3，稱(chēng)為級(jí)組，由于桿組中轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的配置不同

4、， 級(jí)組共有如下五種形式。n=4,PL=6 的桿組形式很多，機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型已有圖3 所示的幾種常見(jiàn)的級(jí)桿組。圖 3 平面低副級(jí)組2、機(jī)構(gòu)的組成原理根據(jù)如上所述， 可將機(jī)構(gòu)的組成原理概述為： 任何平面機(jī)構(gòu)均可以用零自由度的桿組依 次連接到原動(dòng)件和機(jī)架上的方法來(lái)組成。這是本實(shí)驗(yàn)的基本原理。七、實(shí)驗(yàn)步驟（補(bǔ)充）1、正確拆分桿組從機(jī)構(gòu)中拆出桿組有三個(gè)步驟：1）先去掉機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束；2）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，確定原動(dòng)件；3）從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端開(kāi)始分桿組，每次拆分時(shí)，要求先試著拆分級(jí)組，沒(méi)有級(jí) 組時(shí)，再拆分級(jí)組等高一級(jí)組，最后剩下原動(dòng)件和機(jī)架。拆組是否正確的判定方法是： 拆去一個(gè)桿組或一系列桿組后，

5、 剩余的必需為一個(gè)完整的 機(jī)構(gòu)或若干個(gè)與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件， 不能有不成組的零散構(gòu)件或運(yùn)動(dòng)副存在， 全部桿組拆完 后，只應(yīng)當(dāng)剩下與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件。如圖 4所示機(jī)構(gòu)，可先除去 k 處的局部自由度；然后，按步驟2）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度：F=1，并確定凸輪為原動(dòng)件；最后根據(jù)步驟3）的要領(lǐng)，先拆分出由構(gòu)件 4 和 5 組成的級(jí)組，再拆分出由構(gòu)件 6 和 7 及構(gòu)件 3 和 2組成的兩個(gè)級(jí)組及由構(gòu)件 8 組成的單構(gòu)件高副桿 組，最后剩下原動(dòng)件 1 和機(jī)架 9。2、正確拼裝桿組 將機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，在平板上試拼機(jī)構(gòu)。拼接時(shí)， 首先 要分層， 一方面是為了使各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)在相互平行的平面

6、內(nèi)進(jìn)行， 另一方面是為了避免各構(gòu) 件間的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，因此，這一點(diǎn)是至關(guān)重要的。試拼之后， 從最里層裝起， 依次將各桿組聯(lián)接到機(jī)架上去。 桿組內(nèi)各構(gòu)件之間的聯(lián)接已 由機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型提供，而桿組之間的連接可參見(jiàn)下述的方法。1）移動(dòng)副的聯(lián)接圖 5 表示構(gòu)件 1 與構(gòu)件 2 用移動(dòng)副相聯(lián)的方法。2）轉(zhuǎn)動(dòng)副的聯(lián)接圖 6 表示構(gòu)件 1 與帶有轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件 2 的聯(lián)接方法。圖 5 移動(dòng)副的聯(lián)接圖 6 轉(zhuǎn)動(dòng)副的聯(lián)接3）齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 表示齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)4）齒條與其他部分的固聯(lián)圖 8 表示齒條與其他部分固聯(lián)的方法。圖 8 齒條與其他

7、部分固聯(lián)5）構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副的形式與機(jī)架相連圖 9 表示連桿作為原動(dòng)件與機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副形式相聯(lián)的方法。用同樣的方法可以將凸輪或齒輪作為原動(dòng)件與機(jī)架的主動(dòng)軸相連。 如果連桿或齒輪不是作為原動(dòng)件與機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副形式 相連， 則將主動(dòng)軸換作螺栓即可。 注意：為確保機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)都必須在相互平行的平 面內(nèi)進(jìn)行， 可以選擇適當(dāng)長(zhǎng)度的主動(dòng)軸、 螺栓及墊柱，如果不進(jìn)行調(diào)整，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)就可能 不順暢。圖 9 構(gòu)件與機(jī)架以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)6）構(gòu)件以移動(dòng)副的形式與機(jī)架相聯(lián)圖 10 表示移動(dòng)副作為原動(dòng)件與機(jī)架的聯(lián)接方法。圖 10 構(gòu)件與機(jī)架以移動(dòng)副的相聯(lián)3、實(shí)現(xiàn)確定運(yùn)動(dòng)試用手動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)原動(dòng)件， 觀(guān)察各部分的運(yùn)動(dòng)都暢通無(wú)阻之

8、后， 再與電機(jī)相聯(lián)， 檢查 無(wú)誤后，方可接通電源。4、分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性 通過(guò)觀(guān)察機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)， 對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性作出定性的分析。 一般包括如 下幾個(gè)方面：1）平面機(jī)構(gòu)中是否存在曲柄；2）輸出件是否具有急回特性；3）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否連續(xù)；4）最小傳動(dòng)角（或最大壓力角）是否在非工作行程中；5）機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否具有剛性沖擊和柔性沖擊。實(shí)驗(yàn)二 慧魚(yú)拆裝實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、培養(yǎng)學(xué)生用創(chuàng)造性思維方法，設(shè)計(jì)、搭建新型的機(jī)構(gòu)或裝置；2、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化的實(shí)踐認(rèn)識(shí)；3、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及綜合設(shè)計(jì)能力。、設(shè)備與工具1、慧魚(yú)技術(shù)創(chuàng)意模型（1）計(jì)算機(jī)組合包（ 2）移動(dòng)機(jī)器人包（ 3）汽

9、車(chē)技術(shù)包（ 4）仿生生物包（5）太陽(yáng)能包（ 6）工業(yè)機(jī)器人包（7）傳感器包（8）氣壓傳動(dòng)件包（9）動(dòng)力添加組（10）可調(diào)變壓器（ 11）遠(yuǎn)紅外遙搖控包桁架機(jī)構(gòu)2、486 或 586微機(jī)；3、攝子， 5V、 9V 電池；、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備1、按模型組合包設(shè)備清單清點(diǎn)模型零件，并按類(lèi)型分類(lèi)置放于裝料盤(pán)中；2、認(rèn)真閱讀模型組合包操作手冊(cè)，并翻譯有關(guān)外文資料；3、按組裝指導(dǎo)圖，搭接模型，掌握組合模型的拼接方法；四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按要求或按條件選擇設(shè)計(jì)題目；2、制定設(shè)計(jì)方案，繪制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖及原理圖；3、按設(shè)計(jì)方案搭接機(jī)構(gòu)模型；4、實(shí)驗(yàn)完畢，拆卸全部零件，清點(diǎn)零件并按要求包裝好。實(shí)驗(yàn)三 動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)（車(chē)輪）一、實(shí)

10、驗(yàn)?zāi)康?、熟悉車(chē)輪動(dòng)平衡儀的工作原理、結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。2、掌握車(chē)輪動(dòng)平衡儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)量實(shí)驗(yàn)車(chē)車(chē)輪最大不平衡量。如不平衡量超出該型車(chē)輪技術(shù)條件要求，則進(jìn)行平衡調(diào) 整。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)車(chē)輪 4 個(gè)。2、車(chē)輪動(dòng)平衡儀 1 臺(tái)。3、常用工具 1套，調(diào)整專(zhuān)用工具 1 套。四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作1、檢查并按標(biāo)準(zhǔn)充足輪胎氣壓。2、清除輪胎上的泥土及雜物等。3、取掉車(chē)輪輪輞上的舊平衡塊。4、清潔動(dòng)平衡儀的主軸和車(chē)輪總成鎖緊錐套。五、實(shí)驗(yàn)步驟1 ）根據(jù)輪輞中心孔的大小選擇錐體，仔細(xì)地裝上車(chē)輪，用大螺距螺母上緊。 2）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，檢查指示與控制裝置的面板是否指示正確。3）用卡尺測(cè)量輪輞寬度 b

11、、輪輞直徑 d （也可由胎側(cè)讀出） ，用平衡機(jī)上的標(biāo)尺測(cè)量輪 輞邊緣至機(jī)箱的距離 a，再用鍵入可選擇器旋鈕對(duì)準(zhǔn)測(cè)量值的方法，將a、b、c 值輸入到指示與控制裝置中。4）按下啟動(dòng)鍵，車(chē)輪旋轉(zhuǎn)，平衡測(cè)試開(kāi)始，微機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。5）車(chē)輪自動(dòng)停轉(zhuǎn)，從指示裝置讀取車(chē)輪內(nèi)、外兩側(cè)不平衡量和不平衡位置。6）用手慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪，當(dāng)指示裝置發(fā)出指示時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在輪輞的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的上部 （時(shí)鐘 12 點(diǎn)的位置）加裝指示裝置顯示該側(cè)平衡塊質(zhì)量。內(nèi)、外側(cè)要分別進(jìn)行，平衡塊裝 卡要牢固。”按鈕，程序進(jìn)行范成加工過(guò)程模擬，此時(shí)，學(xué)生應(yīng)注意觀(guān)察齒輪范成加工過(guò) 程，即漸開(kāi)線(xiàn)齒廓形成過(guò)程。3. 加工完成后，程序自動(dòng)彈出存盤(pán)對(duì)話(huà)框

12、，如圖 1 所示。圖 1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存盤(pán)界面在文件名欄中填入一定序號(hào)，如： 01、02、03、04。按 13 步驟做 6 個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)。4. 生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成了 6 個(gè)以上實(shí)驗(yàn)后，就可以生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。按“打印”按鈕進(jìn)入。程序顯示如圖 5 所示界面。界面中顯示有學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。還有“實(shí)驗(yàn)一”、“實(shí)驗(yàn)二” 、 “實(shí)驗(yàn)六”等。選定“實(shí)驗(yàn)一”，并按“讀取”按鈕從已做實(shí)驗(yàn)中選一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；再選“實(shí)驗(yàn)二”按鈕，再選 一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣，最多可選 6 個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)生在班級(jí)欄中填入班級(jí)。在簡(jiǎn)要說(shuō)明中填入對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。就可形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告可直接在打印機(jī)上打印出來(lái)，也可以文件的形式存在子目錄中。六、

13、實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容及要求1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的應(yīng)有六個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；2 應(yīng)對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；3 對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，說(shuō)明：齒形的變化與齒數(shù)的關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒 輪的不同點(diǎn)，以及變位系數(shù)對(duì)齒形的影響。壓力角的變化對(duì)齒形的影響等。輸入的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如圖 2 所示。合肥工業(yè)大學(xué)齒輪范成實(shí)驗(yàn)報(bào)告20030913 姓名： 王炎歡 班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì) 9班說(shuō)明： （A）可看到所范成的齒廓有明顯的根切現(xiàn)象，其原因這是齒數(shù) Z=10，少于不根切的 最少齒數(shù) Zmin，范成時(shí)刀具的齒頂線(xiàn)超過(guò)嚙合極限點(diǎn) N，而產(chǎn)生根切。（ B）范成的 齒廓沒(méi)有根切現(xiàn)象，這是因?yàn)樗冻傻凝X輪的齒數(shù) Z=17=Zmin，范成時(shí)刀具的齒

14、頂線(xiàn) 通過(guò)N點(diǎn)，因而沒(méi)有根切。實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2005-11-10 9:06:09批改時(shí)間：指導(dǎo)老師： 成績(jī)：七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分做好準(zhǔn)備， 了解齒輪范成的基本原理， 以及虛擬實(shí)驗(yàn)程序的使用方法；2 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)正確使用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件；實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪與分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告（要求學(xué)校發(fā)的實(shí)驗(yàn)紙書(shū)寫(xiě)）姓名：班級(jí)：成績(jī)：實(shí)驗(yàn)日期：教師簽字：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)設(shè)備及工具三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、機(jī)構(gòu) 名 稱(chēng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖比例 尺比自由度計(jì) 算運(yùn)動(dòng)是否確定1n = pL = pH =F =2n = pL = pH = F =3n = pL = pH = F =4n = pL = pH = F =四、思考題1）一個(gè)正確的“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖”應(yīng)能說(shuō)明哪些內(nèi)容？2）機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算對(duì)測(cè)繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何幫助？（3）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，原動(dòng)件的位置是否可以任意確定？若任意確定會(huì)不會(huì)影響簡(jiǎn)圖正確性？4）自由度大于或小于原動(dòng)件數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？實(shí)驗(yàn)二 慧魚(yú)拆裝實(shí)驗(yàn)報(bào)告A4 打印 要求拆裝圖片 （單頁(yè)）姓名：班級(jí)：成績(jī)：實(shí)驗(yàn)日期：教師簽字：一、實(shí)驗(yàn)方案名稱(chēng)二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)零件數(shù)目與完成時(shí)間四、方案效果（相機(jī)拍照）實(shí)驗(yàn)四 齒輪范成原理虛擬實(shí)驗(yàn)報(bào)告A4 打印 要求六組數(shù)據(jù)（單頁(yè)）姓名：班級(jí)：成績(jī)：實(shí)驗(yàn)日期：