機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講解

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)械原理及零件教研室機(jī)械原理及零件實(shí)驗(yàn)室二OO二年六月前 言機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，與工程制圖、電工學(xué)、工程力學(xué)等一樣，是我國高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類、近機(jī)械類和非機(jī)械類各專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。根據(jù)國家教委1995年頒發(fā)修訂的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求中，實(shí)驗(yàn)課是其中一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生了解機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的，了解機(jī)器基本組成要素機(jī)械零件在各類機(jī)械中的功用及性能，以便更好的學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，為學(xué)習(xí)專業(yè)設(shè)備中的機(jī)械部分提供必要的基礎(chǔ)。為了搞好本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們挑選了機(jī)構(gòu)認(rèn)識、機(jī)械零件認(rèn)識、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪、齒輪范成原理、直齒圓柱齒

2、輪參數(shù)測定與分析、齒輪傳動、帶傳動和減速器結(jié)構(gòu)分析及拆裝等8項(xiàng)實(shí)驗(yàn)供任課教師根據(jù)不同專業(yè)選選擇。本指導(dǎo)書中術(shù)語、名詞、計(jì)量單位等全部符合國家最新標(biāo)準(zhǔn)。由于水平有限，書中錯(cuò)誤和不適之處敬請廣大教師和同學(xué)提出批評指導(dǎo)。 機(jī)械原理及零件教研室 機(jī)械原理及零件實(shí)驗(yàn)室 2002.6合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則1學(xué)生應(yīng)按照課程教學(xué)計(jì)劃，準(zhǔn)時(shí)上實(shí)驗(yàn)課，不得遲到早退。2實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、原理，預(yù)習(xí)有關(guān)的理論知識，并接受實(shí)驗(yàn)教師的提問和檢查。3進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度。不得高聲喧嘩和打鬧，不準(zhǔn)抽煙、隨地吐痰和亂丟雜物。有凈化要求的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入必須換拖鞋。4做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守儀

3、器設(shè)備的操作規(guī)程，愛護(hù)儀器設(shè)備，節(jié)約使用材料，服從實(shí)驗(yàn)教師和技術(shù)人員指導(dǎo)。未經(jīng)許可不得動用與本實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器設(shè)備及其它物品。5實(shí)驗(yàn)中要細(xì)心觀察，認(rèn)真記錄各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)。不準(zhǔn)敷衍，不準(zhǔn)抄襲別組數(shù)據(jù)，不得擅自離開操作崗位。6實(shí)驗(yàn)時(shí)必須注意安全，防止人身和設(shè)備事故的發(fā)生。若出現(xiàn)事故，應(yīng)立即切斷電源，及時(shí)向指導(dǎo)教師報(bào)告，并保護(hù)現(xiàn)場，不得自行處理。7實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)主動清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查儀器設(shè)備、工具、材料和實(shí)驗(yàn)記錄后方可離開。8實(shí)驗(yàn)后要認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括分析結(jié)果、處理數(shù)據(jù)、繪制曲線及圖表。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)交指導(dǎo)教師批改。9在實(shí)驗(yàn)過程中，由于不慎造成儀器設(shè)備、器皿、工具損壞者，應(yīng)寫出損壞情況報(bào)告，并

4、接受檢查，由領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)情況進(jìn)行處理。10凡違反操作規(guī)程，擅自動用與本實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器設(shè)備、私自拆卸儀器而造成事故和損失的，肇事者必須寫出書面檢查，視情節(jié)輕重和認(rèn)識程度，按章程預(yù)以賠償。合肥工業(yè)大學(xué)1999.7 目 錄實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)二 機(jī)械零件認(rèn)識實(shí)驗(yàn)4 實(shí)驗(yàn)三 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)四 齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)五 直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定與分析實(shí)驗(yàn)21實(shí)驗(yàn)六 齒輪傳動實(shí)驗(yàn)28實(shí)驗(yàn)七 帶傳動實(shí)驗(yàn)34實(shí)驗(yàn)八 減速器結(jié)構(gòu)分析及拆裝實(shí)驗(yàn)41實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.初步了解機(jī)械原理課程所研究的各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例。2.增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)構(gòu)與機(jī)器的感性認(rèn)識。二、實(shí)驗(yàn)方

5、法 陳列室展示各種常用機(jī)構(gòu)的模型，通過模型的動態(tài)展示，增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)構(gòu)與機(jī)器的感性認(rèn)識。實(shí)驗(yàn)教師只作簡單介紹，提出問題，供學(xué)生思考，學(xué)生通過觀察，對常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)有一定的了解。對學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程產(chǎn)生一定的興趣。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)對機(jī)器的認(rèn)識通過實(shí)物模型和機(jī)構(gòu)的觀察，學(xué)生可以認(rèn)識到：機(jī)器是由一個(gè)機(jī)構(gòu)或幾個(gè)機(jī)構(gòu)按照一定運(yùn)動要求組合而成的。所以只要掌握各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，再去研究任何機(jī)器的特性就不困難了。在機(jī)械原理中，運(yùn)動副是以兩構(gòu)件的直接接觸形式的可動聯(lián)接及運(yùn)動特征來命名的。如：高副、低副、轉(zhuǎn)動副、移動副等。(二)平面四桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的是四桿機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)分成

6、三大類：即鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；單移動副機(jī)構(gòu)；雙移動副機(jī)構(gòu)。1.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)，即根據(jù)兩連架桿為曲柄，或搖桿來確定。2.單移動副機(jī)構(gòu)，它是以一個(gè)移動副代替鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的一個(gè)轉(zhuǎn)動副演化而成的。可分為：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)及擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。3.雙移動副機(jī)構(gòu)是帶有兩個(gè)移動副的四桿機(jī)構(gòu)，把它們倒置也可得到：曲柄移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)及雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)。(三)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)常用于把主動構(gòu)件的連續(xù)運(yùn)動，轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹?yán)格地按照預(yù)定規(guī)律的運(yùn)動。只要適當(dāng)設(shè)計(jì)凸輪廓線，便可以使從動件獲得任意的運(yùn)動規(guī)律。由于凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，因此廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，儀器及操

7、縱控制裝置中。凸輪機(jī)構(gòu)主要有三部分組成，即：凸輪(它有特定的廓線)、從動件(它由凸輪廓線控制著)及機(jī)架。凸輪機(jī)構(gòu)的類型較多，學(xué)生在參觀這部分時(shí)應(yīng)了解各種凸輪的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，找出其中的共同特點(diǎn)。(四)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動機(jī)構(gòu)。具有傳動準(zhǔn)確、可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、承載能力大、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器中。根據(jù)輪齒的形狀齒輪分為：直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸輪、蝸桿。根據(jù)主、從動輪的兩軸線相對位置，齒輪傳動分為：平行軸傳動、相交軸傳動、交錯(cuò)軸傳動三大類。1平行軸傳動的類型有：外、內(nèi)嚙合直齒輪機(jī)構(gòu)、斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、人字齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。2相交軸傳

8、動的類型有圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，輪齒分布在一個(gè)截錐體上，兩軸線夾角常為90。3交錯(cuò)軸傳動的類型有：螺旋齒輪機(jī)構(gòu)、圓柱蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，弧面蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)等。在參觀這部分時(shí)，學(xué)生應(yīng)注意了解各種機(jī)構(gòu)的傳動特點(diǎn)，運(yùn)動狀況及應(yīng)用范圍等。4齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)齒輪基本參數(shù)有齒數(shù)z、模數(shù)m、分度圓壓力角、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c*等。參觀這部分時(shí)，學(xué)生需要掌握：什么是漸開線?漸開線是如何形成的?什么是基圓和漸開線發(fā)生線? 并注意觀察基圓、發(fā)生線、漸開線三者間關(guān)系，從而得出漸開線有什么性質(zhì)?再就觀察擺線的形成，要了解什么是發(fā)生圓? 什么是基圓? 動點(diǎn)在發(fā)生圓上位置發(fā)生變化時(shí)，能得到什么樣軌跡的擺線?同時(shí)還要通過參觀總結(jié)出：齒

9、數(shù)、模數(shù)、壓力角等參數(shù)變化對齒形有何影響?(五)周轉(zhuǎn)輪系通過各種類型周轉(zhuǎn)輪系的動態(tài)模型演示，學(xué)生應(yīng)該了解什么是定軸輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系？根據(jù)自由度不同，周轉(zhuǎn)輪系又分為行星輪系和差動輪系。它們有什么差異和共同點(diǎn)？差動輪系為什么能將一個(gè)運(yùn)動分解為兩個(gè)運(yùn)動或?qū)蓚€(gè)運(yùn)動合成為一個(gè)運(yùn)動?周轉(zhuǎn)輪系的功用、形式很多，各種類型都有它自己的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在我們今后的應(yīng)用中應(yīng)如何避開缺點(diǎn)，發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)等等都是需要學(xué)生實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真思考和總結(jié)的問題。(六)其他常用機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)常見的有棘輪機(jī)構(gòu)；摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)；凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)；萬向節(jié)及非圓齒輪機(jī)構(gòu)等。通過各種機(jī)構(gòu)的動態(tài)演示學(xué)生應(yīng)知道各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)

10、動特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。(七)機(jī)構(gòu)的串、并聯(lián)展柜中展示有實(shí)際應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備、儀器儀表的運(yùn)動機(jī)構(gòu)。從這里可以看出，機(jī)器都是由一個(gè)或幾個(gè)機(jī)構(gòu)按照一定的運(yùn)動要求串、并聯(lián)組合而成的。所以在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程中一定要掌握好各類基本機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性，才能更好地去研究任何機(jī)構(gòu)(復(fù)雜機(jī)構(gòu))特性。實(shí)驗(yàn)二 機(jī)械零件認(rèn)識實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?初步了解機(jī)械設(shè)計(jì)課程所研究的各種常用零件的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。2了解各種標(biāo)準(zhǔn)零件的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。3了解各種傳動的特點(diǎn)及應(yīng)用。4了解各種常用的潤滑劑及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。5增強(qiáng)對各種零部的結(jié)構(gòu)及機(jī)器的感性認(rèn)識。二、實(shí)驗(yàn)方法學(xué)生們通過對實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)及“機(jī)械零件陳列柜”中的各種零件

11、的展示，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的介紹，答疑及同學(xué)的觀察去認(rèn)識機(jī)器常用的基本零件，使理論與實(shí)際對應(yīng)起來，從而增強(qiáng)同學(xué)對機(jī)械零件的感性認(rèn)識。并通過展示的機(jī)械設(shè)備、機(jī)器模型等，使學(xué)生們清楚知道機(jī)器的基本組成要素機(jī)械零件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件工作的，主要用作緊固零件?；疽笫潜ＷC聯(lián)接強(qiáng)度及聯(lián)接可靠性，同學(xué)們應(yīng)了解如下內(nèi)容：1螺紋的種類：常用的螺紋主要有普通螺紋、米制錐螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒螺紋。前三種主要用于聯(lián)接，后三種主要用于傳動。除矩形螺紋外，都已標(biāo)準(zhǔn)化。除管螺紋保留英制外，其余都采用米制螺紋。2螺紋聯(lián)接的基本類型：常用的有普通螺栓聯(lián)接，雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接及

12、緊定螺釘聯(lián)接。除此之外，還有一些特殊結(jié)構(gòu)聯(lián)接。如專門用于將機(jī)座或機(jī)架固定在地基上的地腳螺栓聯(lián)接，裝在大型零部件的頂蓋或機(jī)器外殼上便于起吊用的吊環(huán)螺釘聯(lián)接及應(yīng)用在設(shè)備中的T型槽螺栓聯(lián)接等。3螺紋聯(lián)接的防松：防松的根本問題在于防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。防松的方法，按其工作原理可分為摩擦防松、機(jī)械防松及鉚沖防松等。摩擦防松簡單、方便，但沒有機(jī)械防松可靠。對重要聯(lián)接，特別是在機(jī)器內(nèi)部的不易檢查的聯(lián)接，應(yīng)采機(jī)械防松。常見的摩擦防松方法有對頂螺母，彈簧墊圈及自鎖螺母等；機(jī)械防松方法有開口銷與六角開槽螺母、止動墊圈及串聯(lián)鋼絲等；鉚沖防松主要是將螺母擰緊后把螺栓未端伸出部分鉚死，或利用沖頭在螺栓未端與螺

13、母的旋合處打沖，利用沖點(diǎn)防松。4提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施1）受軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接，一般是因疲勞而破壞。為了提高疲勞強(qiáng)度，減小螺栓的剛度，可適當(dāng)增加螺栓長度，或采用腰狀桿螺栓與空心螺栓。2）不論螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)如何，所受的拉力都是通過螺栓和螺母的螺紋牙相接觸來傳遞的，由于螺栓和螺母的剛度與變形的性質(zhì)不同，各圈螺紋牙上的受力也是不同的。為了改善螺紋牙上的載荷分布不均程度，常用懸置螺母或采用鋼絲螺套來減小螺栓旋合段本來受力較大的幾圈螺紋牙的受力面。3）為了提高螺紋聯(lián)連強(qiáng)度，還應(yīng)減小螺栓頭和螺栓桿的過渡處所產(chǎn)生的應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中的程度，可采用較大的過渡圓角和卸載結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)、制造和裝配上應(yīng)力

14、求避免螺紋聯(lián)接產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，以免降低螺栓強(qiáng)度；4）再就是采用合理的制造工藝方法，來提高螺栓的疲勞強(qiáng)度。如采用冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋的工藝方法或用采用表面氮化、氰化、噴丸等處理工藝都是有效方法。在掌握上述內(nèi)容，通過參觀螺紋聯(lián)接展柜，同學(xué)應(yīng)區(qū)分出：什么是普通螺紋、管螺紋、梯形螺紋和鋸齒螺紋；能認(rèn)識什么是普通螺紋、雙頭螺紋、螺釘及緊定螺釘聯(lián)接；能認(rèn)識摩擦防松與機(jī)械防松的零件；了解聯(lián)接螺栓的光桿部分做得比較細(xì)的原因是什么等問題。（二）標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接零件標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接零件一般是由專業(yè)企業(yè)按國標(biāo)（GB）成批生產(chǎn)，供應(yīng)市場的零件。這類零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生們要能區(qū)分螺

15、栓與螺釘；能了解各種標(biāo)準(zhǔn)化零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用情況；了解各類零件有那些標(biāo)準(zhǔn)代號，以提高學(xué)生們對標(biāo)準(zhǔn)化意識。1螺栓：一般是與螺母配合使用以聯(lián)接被聯(lián)接零件，無需在被聯(lián)接的零件上加工螺紋，其聯(lián)接結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，種類較多，應(yīng)用最廣泛。其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB57825786六角頭螺栓、GB31.131.3六角頭帶孔螺栓、GB8方頭螺栓、GB27六角頭鉸制孔用螺栓、GB37 T形槽用螺栓、GB799地腳螺栓及GB897900雙頭螺栓等。2螺釘：螺釘聯(lián)接不用螺母，而是緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其結(jié)構(gòu)與螺栓相同，但頭部形狀較多以適應(yīng)不同裝配要求。常用于結(jié)構(gòu)緊湊場合。其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB65開槽圓柱頭螺釘；G

16、B67開槽盤頭螺釘；GB68開槽沉頭螺釘；GB818十字槽盤頭螺釘；GB819十字槽沉頭螺釘；GB820十字槽半沉頭螺釘；GB70內(nèi)六角圓柱頭螺釘；GB71開槽錐端緊定螺釘；GB73開槽平端緊定螺釘；GB74開槽凹端緊定螺釘；GB75開槽長圓柱端緊定螺釘；GB834滾花高頭螺釘；GB7780各種內(nèi)六角緊定螺釘；GB8386各類方頭緊定螺釘；GB845847各類十字自攻螺釘；GB52825284各類開槽自攻螺釘；GB65606561各類十字頭自攻鎖緊螺釘；GB825吊環(huán)螺釘?shù)取?螺母：螺母形式很多，按形狀可分為六角螺母、四方螺母及圓螺母；按聯(lián)接用途可分為普通螺母，鎖緊螺母及懸置螺母等。應(yīng)用最廣泛

17、的是六角螺母及普通螺母。其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB61706171、GB61756176 1型及2型A、B級六角螺母；GB41 1型C級螺母；GB6172A、B級六角薄螺母；GB6173A、B六角薄型細(xì)牙螺母；GB6178、GB6180 1、2型A、B級六角開槽螺母；GB9457、GB9458 1、2型，A、B級六角開槽細(xì)牙螺母；GB56六角厚螺母；GB6184六角鎖緊螺母；GB39方螺母；GB806滾花高螺母；GB923蓋形螺母；GB805扣緊螺母；GB812、GB810圓螺母及小圓螺母；GB62蝶形螺母等。4墊圈：墊圈種類有平墊、彈簧墊及鎖緊墊圈等。平墊圈主要用于保護(hù)被聯(lián)接件的支承面，彈簧及鎖緊墊

18、圈主要用于摩擦和機(jī)械防松場合，其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB97.197.2、GB9596、GB848、GB5287各類大、小及特大平墊圈；GB852工字鋼用方斜墊圈；GB853槽鋼用方斜墊圈；GB861.1及GB862.1內(nèi)齒、外齒鎖緊墊圈；GB93、GB7244、GB859各種類彈簧墊圈；GB854855單耳、雙耳止動墊圈；GB856外舌止動墊圈；GB858圓螺母止動墊圈。5擋圈：常用于軸端零件固定之用。其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB891892螺釘、螺栓緊固軸端擋圈；GB893.1893.2A型B型孔用彈性擋圈；GB894.1894.2A型B型軸用彈性擋圈；GB895.1895.2孔用、軸用鋼絲擋圈；GB886

19、軸肩擋圈等。（三）鍵、花鍵及銷聯(lián)接1鍵聯(lián)接：鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。其主要類型有：平鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。各類鍵使用的場合不同，鍵槽的加工工藝也不同?？筛鶕?jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來選擇，鍵的尺寸則應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。其國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB10961099各類普通平鍵、導(dǎo)向鍵及各類半圓鍵；GB15631566各類楔鍵、切向鍵及薄型平鍵等。2花鍵聯(lián)接：花鍵聯(lián)接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成。適用于定心精度要求高、裁荷大或經(jīng)?；频穆?lián)接?；ㄦI聯(lián)接的齒數(shù)、尺寸，配合等均按標(biāo)準(zhǔn)選取，可用于靜聯(lián)接

20、或動聯(lián)接。按其齒形可分為矩形花鍵（GB1144）和漸線形花鍵（GB3478.1），前一種由于多齒工作，承載能力高、對中性好、導(dǎo)向性好、齒根較淺、應(yīng)力集中較小、軸與轂強(qiáng)度削弱小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床及農(nóng)業(yè)機(jī)械傳動裝置中；漸形線花鍵聯(lián)接，受載時(shí)齒上有徑向力，能起到定心作用，使各齒受力均勻，強(qiáng)度、壽命長等特點(diǎn)，主要用于載荷較大、定心精度要求較高以及尺寸較大的聯(lián)接。3銷聯(lián)接：銷主要用來固定零件之間的相對位置時(shí)，稱為定位銷，它是組合加工和裝配時(shí)的重要輔助零件；用于接接時(shí)，稱為聯(lián)接銷，可傳遞不大的載荷；作為安全裝置中的過載剪斷元件時(shí)，稱為安全銷。銷有多種類型，如圓錐銷、槽銷、銷軸和開口

21、銷等，這些均已標(biāo)準(zhǔn)化，主要國標(biāo)代號有：GB119、GB20、GB878、GB879、GB117、GB118、GB881、GB877等。各種銷都有各自的特點(diǎn)，如：圓柱銷多次拆裝會降低定位精度和可靠性；錐銷在受橫向力時(shí)可以自鎖，安裝方便，定位精度高，多次拆裝不影響定位精度等。以上幾種聯(lián)接，通過展柜的參觀同學(xué)們要仔細(xì)觀察其結(jié)構(gòu)，使用場合，并能分清和認(rèn)識以上各類零件。（四）機(jī)械傳動機(jī)械傳動有螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒傳動及蝸桿傳動等。各種傳動都有不同的特點(diǎn)和使用范圍，這些傳動知識同學(xué)們在學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中都有要詳細(xì)講授。在這里主要通過實(shí)物觀察，增加同學(xué)們對各種機(jī)械傳動知識的感性認(rèn)識，為今后理論學(xué)

22、習(xí)及課程設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。1螺旋傳動：螺旋傳動是利用螺紋零件工作的，作為傳動件要求保證螺旋副的傳動精度，效率和磨損壽命等。其螺紋種類有矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋等。按其用途可分傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋及調(diào)整螺旋三種；按摩擦性質(zhì)不同可分為滑動螺旋、滾動螺旋及靜壓螺旋等?；瑒勇菪榘敫赡Σ粒Σ磷枇Υ?、傳動效率低（一般為3060%）；但其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但在低速時(shí)可能出現(xiàn)爬行；其螺紋有側(cè)向間隙，反向時(shí)有空行程，定位精度和軸向剛度較差，要提高精度必須采用消隙機(jī)構(gòu)；磨損快?；瑒勇菪龖?yīng)用于傳力或調(diào)整螺旋時(shí)，要求自鎖，常采用單線螺紋；用于傳導(dǎo)時(shí)，為了提高傳動效率及直線運(yùn)動速度，常采用

23、多線螺紋（線數(shù)n=34）?；瑒勇菪饕獞?yīng)用于金屬切削機(jī)床進(jìn)給；分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺紋，摩擦壓力機(jī)及千斤頂?shù)膫鲃印L動螺旋因螺旋中含有滾珠或滾子，在傳動時(shí)摩擦阻力小，傳動效率高（一般在90%以上）；起動力矩小，傳動靈活、工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造較難；滾動螺旋具有傳動可逆性（可以把旋轉(zhuǎn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，也可把直線運(yùn)動變成轉(zhuǎn)運(yùn)動），為了避免螺旋副受載時(shí)逆轉(zhuǎn)，應(yīng)設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，起動時(shí)無顫動，低速時(shí)不爬行；螺母與螺桿經(jīng)調(diào)整預(yù)緊后，可得到很高的定位精度（6m/0.3m）和重復(fù)定位精度（可達(dá)12m），并可提高軸的剛度；其工作壽命長、不易發(fā)生故障，但抗沖擊性能較差。主要用在金屬切削精密機(jī)床和

24、數(shù)控機(jī)床、測試機(jī)械、儀表的傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋及起重、升降機(jī)構(gòu)和汽車、拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳力螺旋；飛機(jī)、導(dǎo)彈、船舶、鐵路等自控系統(tǒng)的傳導(dǎo)和傳力螺旋上。靜壓螺旋是為了降低螺旋傳動的摩擦，提高傳動效率，并增強(qiáng)螺旋傳動的剛性的抗振性能，將靜壓原理應(yīng)用于螺旋傳動中，制成靜壓螺旋。因?yàn)殪o壓螺旋是液體摩擦，摩擦阻力小，傳動效率高（可達(dá)99%），但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜；其具有傳動的可逆性，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；工作穩(wěn)定，無爬行現(xiàn)象；反向時(shí)無空行程，定位精度高，并有較高軸向剛度；磨損小及壽命長等特點(diǎn)。使用時(shí)需要一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定、有精濾裝置的供油系統(tǒng)。主要用于精密機(jī)床進(jìn)給，分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋。2.帶傳動：是帶被

25、張緊（預(yù)緊力）而壓在兩個(gè)帶輪上，主動輪帶輪通過摩擦帶動帶以后，再通過摩擦帶動從動帶輪轉(zhuǎn)動。它具有傳動中心距大、結(jié)構(gòu)簡單、超載打滑（減速）等特點(diǎn)。常有平帶傳動、V型帶傳動，多楔帶及同步帶傳動等。平帶傳動結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪容易制造。在傳動中心距較大的情況下應(yīng)用較多；V型帶為一整圈，無接縫，故質(zhì)量均勻，在同樣張緊力下，V型帶較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，再加上傳動比較大、結(jié)構(gòu)緊湊，并標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因而應(yīng)用廣泛；多楔帶傳動兼有平帶和V型帶傳動的優(yōu)點(diǎn)，柔性好、摩擦力大、能傳遞的功率大，并能解決多根V型帶長短不一使各帶受力不均勻的問題。主要用于傳遞功率較大而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，傳動比可達(dá)10，帶速可達(dá)40m/

26、s。同步帶是沿縱向制有很多齒，帶輪輪面也制有相應(yīng)齒，它是靠齒的嚙合進(jìn)行傳動，可使帶與輪的速度一致等特點(diǎn)。3.鏈傳動：是由主動鏈輪齒帶動鏈以后，又通過鏈帶動從動鏈輪，屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。與屬于摩擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率高。按用途不同可分為傳動鏈傳動、輸送鏈傳動和起重鏈傳動。輸送鏈和起重鏈主要用在運(yùn)輸和起重機(jī)械中，而在一般機(jī)械傳動中，常用的傳動鏈。傳動鏈有短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈），齒形鏈等。在滾子鏈中為使傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，宜選用小節(jié)距單排鏈，當(dāng)速度高、功率大時(shí)則選用小節(jié)距多排鏈。齒形鏈又稱無聲鏈，它是由一級帶有兩個(gè)齒的鏈板左

27、右交錯(cuò)并列鉸鏈而成。齒形鏈設(shè)有導(dǎo)板，以防止鏈條在工作時(shí)發(fā)生側(cè)向竄動。與滾子鏈相比，齒形鏈傳動平穩(wěn)、無噪聲、承受沖擊性能好、工作可靠。鏈輪是鏈傳動的主要零件，鏈輪齒形已標(biāo)準(zhǔn)化(GB1244、GB10855)鏈輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)尺寸，選擇材料及熱處理方法等。4.齒輪傳動：齒輪傳動是機(jī)械傳動中最重要的傳動之一，型式多、應(yīng)用廣泛。其主要特點(diǎn)是：效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動比穩(wěn)定等?？勺龀砷_式、半開式及封閉式傳動。失效形式主要有輪齒折斷、齒面點(diǎn)銹、齒面磨損、齒面膠合及塑性變形等。常用的漸開線齒輪有直齒圓柱齒輪傳動、斜齒圓柱齒輪傳動、標(biāo)準(zhǔn)錐齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱齒傳動等。齒輪傳動嚙合方式有內(nèi)嚙合、

28、外嚙合、齒輪與齒條嚙合等。參觀時(shí)一定要了解各種齒輪特征，主要參數(shù)的名稱及幾種失效形式的主要特征，使實(shí)驗(yàn)在真正意義上的與理論教學(xué)上產(chǎn)生互補(bǔ)作用。5.蝸桿傳動：蝸桿傳動是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動和動力的一種傳動機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯(cuò)的夾角可為任意角，常用的為90。蝸桿傳動有下述特點(diǎn)：當(dāng)使用單頭蝸桿（相當(dāng)于單線螺紋）時(shí)，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，因此能實(shí)現(xiàn)大傳動比。在動力傳動中，一般傳動比i=580；在分度機(jī)構(gòu)或手動機(jī)構(gòu) 的傳動中，傳動比可達(dá)300；若只傳遞運(yùn)動，傳動比可達(dá)1000。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。在傳動中，蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，與蝸輪嚙合是逐漸進(jìn)入與逐漸退出，故

29、沖擊載荷小，傳動平衡，噪聲低；但當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動便具有自鎖；再就是蝸桿傳動與螺旋傳動相似，在嚙合處的有相對滑動，當(dāng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)會產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦與磨損，引起發(fā)熱，摩擦損失較大，效率低。根據(jù)蝸桿形狀不同，分為圓柱蝸桿傳動，環(huán)面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動。通過實(shí)驗(yàn)同學(xué)應(yīng)了解蝸桿傳動結(jié)構(gòu)及蝸桿減速器種類和形式。(五)軸系零、部件1.軸承：軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。軸承根據(jù)摩擦性質(zhì)不同分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標(biāo)準(zhǔn)化(標(biāo)準(zhǔn)代號有：GB /T281、GB/T276、GB/T288、GB/T292、GB/

30、T285、GB/T5801、GB/T297、GB/T301及GB/T4663、GB/T5859等)，選用，潤滑、維護(hù)都很方便，因此在一般機(jī)器應(yīng)用較廣?；瑒虞S承按其承受載荷方向的不同分為徑向滑動軸承和止推軸承；按潤滑表面狀態(tài)不同又可分為液體潤滑軸承、不完全液體潤滑軸承及無潤滑軸承(指工作時(shí)不加潤滑劑)；根據(jù)液體潤滑承載機(jī)理不同，又可分為液體動力潤滑軸承(簡稱液體動壓軸承)和液體靜壓潤滑軸承(簡稱液體靜壓軸承)。軸承理論課程，將詳細(xì)講授機(jī)理、結(jié)構(gòu)、材料等，并且還有實(shí)驗(yàn)與之相配合，這次實(shí)驗(yàn)同學(xué)們主要要了解各類，各種軸承的結(jié)構(gòu)及特征，擴(kuò)大自己的眼界。2軸：軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳

31、動零件(如齒輪、蝸輪等)，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動及動力的傳遞。軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。按承受載荷的不同，可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類；按軸線形狀不同，可分為曲軸和直軸兩大類，直軸又可分為光軸和階梯軸。光軸形狀簡單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸正好與光軸相反。所以光軸主要用于心軸和傳動軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸；此外，還有一種鋼絲軟軸(撓性軸)，它可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動靈活地傳到不開敞的空間位置。軸的失效形式主要是疲勞斷裂和磨損。防止失效的措施是：從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上力求降低應(yīng)力集中(如減小直徑差，加大過渡圓半徑等，可詳看實(shí)物)再就是提高軸的表面品質(zhì)，包括降低

32、軸的表面粗糙度，對軸進(jìn)行熱處理或表面強(qiáng)化處等。軸上零件的固定，主要是軸向和周向固定。軸向固定可采用軸肩、軸環(huán)、套筒、擋圈、圓錐面、圓螺母、軸端擋圈、軸端擋板、彈簧擋圈、緊定螺釘方式；周向固定可采用平鍵、楔鍵、切向鍵，花鍵、圓柱銷、圓錐銷及過盈配合等聯(lián)連方式。軸看似簡單，但軸的知識，內(nèi)容都比較豐富，完全掌握是很不容易。只有通過理論學(xué)習(xí)及實(shí)踐知識的積累(多看、多觀察)逐步掌握。(六)彈簧彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用產(chǎn)生較大的彈性變形。在各類機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。主要應(yīng)用于：1.控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，如制動器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)氣缸的閥門彈簧等。2.減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振簧，及

33、各種緩沖器用的彈簧等。3.儲存及輸出能量，如鐘表彈簧，槍內(nèi)彈簧等。4.測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等。彈簧的種類比較多，按承受的載荷不同可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧及彎曲彈簧四種；按形狀不同又可分為螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、板簧和平面渦卷彈簧等，觀看時(shí)要看清各種彈簧的結(jié)構(gòu)、材料，并能與名稱對應(yīng)起來。(七)潤滑劑及密封1.潤滑劑：在摩擦面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護(hù)零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時(shí)還能起到散熱降溫的作用。由于液體的不可壓縮性，潤滑油膜還具有緩沖、吸振的能力。使用膏狀潤滑脂，既可防止內(nèi)部的潤滑劑外泄，又可阻止外部雜質(zhì)侵入，避免加劇零件的磨損，起

34、到密封作用。潤滑劑可分為氣體、液體，半固體和固體四種基本類型。在液體潤滑劑中應(yīng)用最廣泛的是潤滑油，包括礦物油、動植物油、合成油和各種乳劑。半固體潤滑劑主要是指各種潤滑脂，它是潤滑油和稠化劑的穩(wěn)定混合物。固體潤油劑是任何可以形成固體膜以減少摩擦阻力的物質(zhì)，如石墨、三硫化鉬、聚四氟乙烯等。任何氣體都可作為氣體潤滑劑，其中用的最多的是空氣，主要用在氣體軸承中。各類潤滑劑潤滑原理，性能教課中都會講授。液體、半固體潤滑劑，在生產(chǎn)中其成份及各種分類(品種)都是嚴(yán)格按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。學(xué)生們不但要了解展柜展出油劑，脂劑各種實(shí)物，潤滑方法與潤滑裝置，還應(yīng)了解其相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，如潤滑油的粘度等級GB3141

35、標(biāo)準(zhǔn)；石油產(chǎn)品及潤滑劑的總分類GB498標(biāo)準(zhǔn)；潤滑劑GB7631.17631.8標(biāo)準(zhǔn)等。國家標(biāo)準(zhǔn)中油劑共有20大組類、70余個(gè)品種，脂劑有14個(gè)種類品種等。2.密封機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中及氣動、液壓傳動中需潤滑劑、氣、油潤滑、冷卻、傳力保壓等，在零件的接合面、軸的伸出端等處容易產(chǎn)生油、脂、水、氣等滲漏。為了防止這些滲漏，在這些地方常要采用一些密封的措施。但密封方法和類型很多。如填料密封，機(jī)械密封、O形圈密封，迷宮式密封、離心密封、螺旋密封等。這些密封廣泛應(yīng)用在泵、水輪機(jī)、閥、壓氣機(jī)、軸承、活塞等部件的密封中。學(xué)生們在參觀時(shí)應(yīng)認(rèn)清各類密零件及應(yīng)用場合。實(shí)驗(yàn)三 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.初步掌

36、握根據(jù)實(shí)際機(jī)器或機(jī)構(gòu)模型繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的技能。2.驗(yàn)證和鞏固機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法。3.通過實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的比較，鞏固對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的了解。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1.若干個(gè)機(jī)器和機(jī)構(gòu)模型；2.自備三角尺、圓規(guī)、鉛筆、稿紙等。三、實(shí)驗(yàn)原理機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖是工程上常用的一種圖形，是用符號和線條來清晰、簡明的表達(dá)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，使人看了對機(jī)器的動作一目了然。在機(jī)器中各種機(jī)構(gòu)盡管它們的外形和功用各不相同，但只要是同種機(jī)構(gòu) 其運(yùn)動簡圖都是相同的。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動僅與機(jī)構(gòu)所具有的構(gòu)件數(shù)目和構(gòu)件所組成的運(yùn)動副的數(shù)目、類型、相對位置有關(guān)。因此在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時(shí)，可以不考慮構(gòu)件的復(fù)雜外形，運(yùn)動副的具體構(gòu)造，而用簡單的線條和規(guī)

37、定的符號(參看附表GB4460)來代表構(gòu)件和運(yùn)動副，并按一定的比例尺寸表示各運(yùn)動副的相對位置，畫出能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟1.選擇58種機(jī)構(gòu)模型和機(jī)器，(根據(jù)不同專業(yè)要求，規(guī)定必畫模型，選畫模型)。2.選好模型后緩慢地轉(zhuǎn)動被測的機(jī)器或模型，從原動件開始觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，認(rèn)清機(jī)架，原動件和從動件。3.根據(jù)運(yùn)動傳遞的順序，仔細(xì)分析相互連接兩構(gòu)件間的接觸方式及相對運(yùn)動形式，確定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動副類型和數(shù)目。4.合理選擇投影面，一般選擇能夠表達(dá)機(jī)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面為投影面。5.繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖的草圖。首先將原動件固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，（避開構(gòu)件之間重合）大致定出

38、各運(yùn)動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號畫出運(yùn)動副，并用線條連接起來，然后用數(shù)字1、2、3及字母A、B、C分別標(biāo)注相應(yīng)的構(gòu)件和運(yùn)動副，并用箭頭表示原動件的運(yùn)動方向和運(yùn)動形式，量出機(jī)構(gòu)對應(yīng)運(yùn)動副間的尺寸，再將草圖按比例畫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。6.計(jì)算自由度，并與實(shí)際機(jī)構(gòu)對照，觀察原動件數(shù)與自由度是否相等；計(jì)算公式：7對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并判斷機(jī)械的級別。8舉例繪制如圖31(a)所示的小型壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。(a) 圖 (b)【解】該小型壓力機(jī)的工作原理是電機(jī)帶動偏心輪1作順時(shí)針轉(zhuǎn)動，通過構(gòu)件2、3將主運(yùn)動傳給構(gòu)件4；同時(shí)另一路運(yùn)動自與偏心輪1固聯(lián)的齒輪1輸出，經(jīng)齒輪8及與其固聯(lián)的槽型凸輪8，傳遞給構(gòu)件4；

39、兩路運(yùn)動經(jīng)構(gòu)件4合成，由滑塊6帶動壓頭7作上下移動，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝動作。顯然該壓力機(jī)的機(jī)架是構(gòu)件0，原動件為組件1-1，其他為從動件。仔細(xì)觀察各連接構(gòu)件之間的相對運(yùn)動特點(diǎn)后可知，構(gòu)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)之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；而構(gòu)件0和3、4和6及0和7之間構(gòu)成移動副；高副為1和8、8和5之間形成。選定視圖投影面及比例尺=0.001m/mm,順序確定轉(zhuǎn)動副A、H和移動副導(dǎo)路D、M的位置，根據(jù)原動件1的位置及各桿長等繪出轉(zhuǎn)動副B、C、E、F、J的位置按規(guī)定符號繪出各運(yùn)動副(包括高副G、N)及各構(gòu)件等，最后得到該壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，如圖3(b)所示。由上述分析

40、可知，該機(jī)構(gòu)活動桿件數(shù)為8，轉(zhuǎn)動副數(shù)為7，移動副數(shù)為3，高副為2。但構(gòu)件4與凸輪8之間以滾子5實(shí)現(xiàn)滾動接觸，故此處引進(jìn)了一個(gè)局部自由度，應(yīng)排除(即設(shè)想將滾子與構(gòu)件4焊成一體)。這樣n=7；PL=9；PH=2；計(jì)算自由度得五、思考題 1.一個(gè)正確的“機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖”能說明那些問題?2.機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算對測量繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖有何幫助?六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告常用運(yùn)動副、構(gòu)件的表示法（選自GB4460）機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動 簡 圖 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告編號機(jī)構(gòu)名稱運(yùn) 動 簡 圖自由度計(jì)算判 斷原動件數(shù)及機(jī)構(gòu)級別1n=PL=PH=F=2n=PL=PH=F=3n=PL=PH=F=4n=PL=PH=F=編號機(jī)構(gòu)名稱運(yùn) 動 簡 圖自

41、由度計(jì)算判 斷原動件數(shù)及機(jī)構(gòu)級別5n=PL=PH=F=6n=PL=PH=F=7n=PL=PH=F=8n=PL=PH=F=實(shí)驗(yàn)四 齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒輪齒廓曲線的形成過程。2了解漸開線齒輪齒廓的根切現(xiàn)象和用徑向變位避免根切的方法。3分析比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪齒形的異同。二、實(shí)驗(yàn)儀器和工具1齒輪范成儀(每人一臺)。2鉛筆、橡皮、剪刀(學(xué)生自備)。三、實(shí)驗(yàn)原理由齒輪嚙合原理可知：一對漸開線齒輪(或齒輪和齒條)嚙合傳動時(shí)，兩輪的齒廓曲線互為包絡(luò)線。范成法就是利用這一原理來加工齒輪的。用范成法加工齒輪時(shí)，其中一輪為形同齒輪或齒條的刀具，另一輪為

42、待加工齒輪的輪坯。刀具與輪坯都安裝在機(jī)床上，在機(jī)床傳動鏈的作用下，刀具與輪坯按齒數(shù)比作定傳動比的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，與一對齒輪(它們的齒數(shù)分別與刀具和待加工齒輪的齒數(shù)相同)的嚙合傳動完全相同。在對滾中刀具齒廓曲線的包絡(luò)線就是待加工齒輪的齒廓曲線。與此同時(shí)，刀具還一面作徑向進(jìn)給運(yùn)動(直至全齒高)，另一面沿輪坯的軸線作切削運(yùn)動，這樣刀具的刀刃就可切削出待加工齒輪的齒廓。由于在實(shí)際加工時(shí)看不到刀刃包絡(luò)出齒輪的過程，故通過齒輪范成實(shí)驗(yàn)來表現(xiàn)這一過程。在實(shí)驗(yàn)中所用的齒輪范成儀相當(dāng)于用齒條型刀具加工齒輪的機(jī)床，待加工齒輪的紙坯與刀具模型都安裝在范成儀上，由范成儀來保證刀具與輪坯的對滾運(yùn)動(待加工齒輪的分度圓線速度與

43、刀具的移動速度相等)。對于在對滾中的刀具與輪坯的各個(gè)對應(yīng)位置，依次用鉛筆在紙上描繪出刀具的刀刃廓線，每次所描下的刀刃廓線相當(dāng)于齒坯在該位置被刀刃所切去的部分。這樣我們就能清楚地觀察到刀刃廓線逐漸包絡(luò)出待加工齒輪的漸開線齒廓，形成輪齒切削加工的全過程。四、齒輪范成儀的結(jié)構(gòu)及使用方法簡介實(shí)驗(yàn)所用的范成儀有三種規(guī)格，它們的結(jié)構(gòu)原理相同，僅介紹一種。范成儀結(jié)構(gòu)如圖41所示，由機(jī)座1，扇形盤2，旋鈕3，齒條刀4，溜板5，螺母6等組成。機(jī)座上有兩孔為O1和O2；扇形盤可繞軸心(大扇繞O1，小扇O2)轉(zhuǎn)動，扇形盤上裝有扇形齒輪，溜板上裝有齒條，它與扇形齒輪相嚙合，在扇形齒輪的分度圓與溜板齒條的節(jié)線(分度線)

44、上該有數(shù)字，移動溜板時(shí)可看到它們一一對應(yīng)，即表示齒輪的分度圓與齒條的節(jié)線(分度線)作純滾動。把一個(gè)分度圓直徑與扇形齒輪的分度圓直徑相等的待加工齒輪的紙坯固聯(lián)在扇形盤上，把齒條型刀具固聯(lián)在溜板上，隨著扇形齒輪與溜板齒條的嚙合傳動，輪坯的分度圓與齒條型刀具的某條節(jié)線作純滾動。旋鈕3是用來固聯(lián)紙坯，螺母6可把齒條刀具固聯(lián)在溜板上，松開螺母后可調(diào)整刀具與輪坯的相對位置。如果齒條刀具的中線與輪坯的分度圓相切(此時(shí)刀具的標(biāo)線與溜板兩側(cè)標(biāo)尺的“O”線對齊)，范成出標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓。如果改變齒條刀具與輪坯的相對位置，即刀具的中線與輪坯的分度圓不相切，有一段距離(距離xm值可在溜板兩側(cè)的標(biāo)尺上直接讀出)，則可按移

45、距變位值的大小及方向分別范成出正變位齒輪或負(fù)變位齒輪。圖41 齒輪范成儀五、實(shí)驗(yàn)步驟1按照指導(dǎo)教師的要求剪好輪坯紙。2標(biāo)準(zhǔn)齒輪的繪制。(1)松開螺母6及旋鈕3，將輪坯紙放在刀具下面，且在圓盤上面，然后旋上旋鈕3，此時(shí)暫不要旋緊，將輪坯紙上已印好的X=O的區(qū)域轉(zhuǎn)到下方正中。(2)調(diào)節(jié)齒條插刀，使刀具標(biāo)線對準(zhǔn)溜板兩側(cè)標(biāo)尺上的O線，此時(shí)刀具中線與輪坯分度圓相切，然后旋緊旋鈕3及螺母6。(3)開始“切制”齒廓時(shí)，先將溜板5推向左端，然后用左手將溜板向右推進(jìn)2-3mm，右手用鉛筆在輪坯紙上描下刀具刀刃齒廓。隨后依此重復(fù)，直到刀具推到右端為止，輪坯上所描下的一系列刀具齒廓所包絡(luò)出的曲線就是漸開線齒形。最后

46、用鉛筆鉤下一個(gè)你認(rèn)為是完整的齒形(即用“”表示)3正變位齒輪的繪制(1)松開旋鈕3，將輪坯紙旋轉(zhuǎn)120，使紙坯上印好的X=0.5的區(qū)域位下方正中，旋緊旋鈕3。松開螺母6，將齒條刀具遠(yuǎn)離輪坯中心xm距離，其數(shù)據(jù)可在標(biāo)尺上讀出，然后將螺母6擰緊。(2)重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪繪制方法的第(3)步驟。4負(fù)變位齒輪的繪制其繪制方法和步驟與正變位齒輪基本相同，其不同的是將齒條刀具向著輪坯中心移動xm距離。5繪制完畢后取下圖紙，并將范成儀恢復(fù)到原狀態(tài)。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)所用的范成儀有三種規(guī)格；齒輪的壓力角=20；齒頂高系數(shù)h*a=1；頂隙系數(shù)c*=0.25；但齒數(shù)z與模數(shù)m不同，它們分別是：A、m=20 Z=10；B

47、、m=15 Z=10；C、m=16 Z=17。每個(gè)同學(xué)只用其中一種范成儀。實(shí)驗(yàn)時(shí)每個(gè)同學(xué)須完成以下內(nèi)容：1范成標(biāo)準(zhǔn)齒輪使用A、B兩種范成儀的學(xué)生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)刀具的齒頂線超過嚙合極限點(diǎn)N，而產(chǎn)生根切。使用C種范成儀的學(xué)生所范成的齒廓沒有根切現(xiàn)象，這是因?yàn)樗冻傻凝X輪的齒數(shù)Z=17=Zmin，范成時(shí)刀具的齒頂線通過N點(diǎn)，因而沒有根切。2范成變位齒輪使用A、B兩種范成儀的學(xué)生范成變位系數(shù)X=0.5的正變位齒輪，其齒廓沒有根切現(xiàn)象。這是因?yàn)樵赯=10時(shí)不根切的最小變位系數(shù)0.41而實(shí)驗(yàn)所用的變位系數(shù)x=0.5，xxmi

48、n。因此把刀具由加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置遠(yuǎn)離輪心平移xm距離后，刀具的齒頂線就低于N點(diǎn)，因而根切消除。使用C種范成儀的學(xué)生范成變位系數(shù)x=0.5的負(fù)變位齒輪，其齒廓有根切現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诜冻蒢=17的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)刀具的齒頂通過N點(diǎn)，而將刀具向輪心平移xm距離，刀具的齒頂線超過N點(diǎn)，因而產(chǎn)生根切。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告漸開線齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級姓名組別 日期(一)、齒輪的基本參數(shù)mZh*axx1x2x32000.50.5（二）記錄有關(guān)數(shù)據(jù)(單位：mm)標(biāo)準(zhǔn)正變位負(fù)變位變位量xm分別計(jì)算下列參數(shù)分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df從齒廓圖上量出下列參數(shù)分度圓齒厚齒頂圓齒厚齒根圓齒厚（三）比較和結(jié)論用上面數(shù)據(jù)

49、，將下面各項(xiàng)與標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行定性比較得出相應(yīng)的結(jié)論：正變位負(fù)變位正變位負(fù)變位1.分度圓齒厚3.齒根圓齒厚2.齒頂圓齒厚4.根切實(shí)驗(yàn)五 直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定與分析實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握應(yīng)用普通游標(biāo)卡尺和公法線千分尺測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。2進(jìn)一步鞏固并熟悉齒輪各部分名稱、尺寸與基本參數(shù)之間的關(guān)系及漸開線的性質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測定一對相嚙合的漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)，并判別它是否為標(biāo)準(zhǔn)輪。對非標(biāo)準(zhǔn)齒輪，求出其變位系數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1一對相互嚙合齒輪(齒數(shù)為奇數(shù)和齒數(shù)為偶數(shù)的各一個(gè))。2游標(biāo)卡尺，公法線千分尺。3漸開線函數(shù)表(自備)。4計(jì)算器(自備)。四、實(shí)驗(yàn)原理及步驟漸開線

50、直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)Z、模數(shù)m、分度圓壓力角齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)C*、中心距和變位系數(shù)x等。本實(shí)驗(yàn)是用游標(biāo)卡尺和公法千分尺測量，并通過計(jì)算來確定齒輪的基本參數(shù)。1確定齒數(shù)z齒數(shù)z可直接從被測齒輪上數(shù)出。2確定模數(shù)m和分度圓壓力角a在圖1中，由漸開線性質(zhì)可知，齒廓間的公法線長度與所對應(yīng)的基圓弧長相等。根據(jù)這一性質(zhì)，用公法線千分尺跨過n個(gè)齒，測得齒廓間公法線長度為Wn，然后再跨過n+1個(gè)齒測得其長度為。由圖51可知式中，Pb為基圓齒距， (mm)，與齒輪變位與否無關(guān)。為實(shí)測基圓齒厚，與變位量有關(guān)。由此可見，測定公法線長度和后就可求出基圓齒距Pb，實(shí)測基圓齒厚Sb，進(jìn)而可確定出齒輪的

51、壓力角a、模數(shù)m和變位系數(shù)x。因此，準(zhǔn)確測定公法線長度是齒輪基本參數(shù)測定中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。圖1 公法線長度測量（1）測定公法線長度和首先根據(jù)被齒輪的齒數(shù)Z，按下列公式計(jì)算跨齒數(shù)。式中：a 壓力角；z 被測齒輪的齒數(shù)我國采用模數(shù)制齒輪，其分度圓標(biāo)準(zhǔn)壓力角是20和15。若壓力角為20可直接參照下表確定跨齒數(shù)n。z121819272836374546545563647273818290n2345678910公法線長度測量按圖1所示方法進(jìn)行，首先測出跨n個(gè)齒時(shí)的公法線長度。測定時(shí)應(yīng)注意使千分尺的卡腳與齒廓工作段中部附近相切，即卡腳與齒輪兩個(gè)漸開線齒面相切在分度圓附近。為減少測量誤差，值應(yīng)在齒輪一周的三個(gè)均分位置各測量一次，取其平均值。為求出基圓齒距Pb，還應(yīng)按同樣方法量出跨測n+1齒時(shí)的公法線長度。（2）確定基圓齒距Pb，實(shí)際基圓齒厚SbPb=Sb=Wn-(n-1)Pb（3）確定模數(shù)m和壓力角根據(jù)求得的基圓齒距Pb，可按下式計(jì)算出模數(shù)：m=Pb/(cos)由于式中可能是15也可能是20，故分別代入計(jì)算出兩個(gè)相應(yīng)模數(shù)，取其最接近于標(biāo)準(zhǔn)值的一組m和。3測定齒