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

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)教師：李偉2017年3月實(shí)驗(yàn)一機(jī)構(gòu)展示與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .通過(guò)實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)對(duì)機(jī)構(gòu)與機(jī)器的感性認(rèn)識(shí)；2 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)方法及主要內(nèi)容本陳列室陳列了一套CQYG-10的械原理展示柜，主要展示平面連桿機(jī)構(gòu)、空間連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系、間歇機(jī)構(gòu)以及組合機(jī)構(gòu)等常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型和應(yīng)用。通過(guò)演示機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)與機(jī)器的感性認(rèn)識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的講解與介紹，學(xué)生的觀察、思考和分析，對(duì)常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、特點(diǎn)有一初步的了解。提高對(duì)學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程的興趣。三、展示及分析（一）機(jī)構(gòu)的組成通過(guò)對(duì)蒸氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)模型的

2、觀察，我們可以看到，機(jī)器的主要組成部分是機(jī)構(gòu)。簡(jiǎn)單機(jī)器可能只包含一種機(jī)構(gòu)，比較復(fù)雜的機(jī)器則可能包含多種類(lèi)型的機(jī)構(gòu)?？梢哉f(shuō)，機(jī)器乃是能夠完成機(jī)械功或轉(zhuǎn)化機(jī)械能的機(jī)構(gòu)的組合。機(jī)構(gòu)是機(jī)械原理課程研究的主要對(duì)象。通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)它由構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副所組成。機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體稱(chēng)為一個(gè)構(gòu)件，它可以由一個(gè)零件組成也可以由幾個(gè)零件剛性地聯(lián)接而組成；運(yùn)動(dòng)副是指兩構(gòu)件之間的可動(dòng)聯(lián)接，常用的有轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡兩構(gòu)件通過(guò)面的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副，通稱(chēng)為低副；凡兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副,稱(chēng)為局副。（二）平面連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)是應(yīng)用廣泛的機(jī)構(gòu)，其中又以四桿機(jī)構(gòu)最為常

3、見(jiàn)。平面連桿機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)以能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠。平面連桿機(jī)構(gòu)分成三大類(lèi)：即銀鏈四桿機(jī)構(gòu)；單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)；雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)。1 .錢(qián)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(lái)確定。2 .單移動(dòng)副機(jī)構(gòu)，它是以一個(gè)移動(dòng)副代替錢(qián)鏈四桿機(jī)構(gòu)中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)及擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。3 .雙移動(dòng)副機(jī)構(gòu)是帶有兩個(gè)移動(dòng)副的四桿機(jī)構(gòu)，把它們倒置也可得到：曲柄移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)及雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)。通過(guò)平面連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例，我們可以歸納出平面連桿機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)際中所解決的兩類(lèi)基本問(wèn)

4、題：一是實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，二是實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡。（三）凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，因此廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中。凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型很多，通常按凸輪的形狀和推桿（從動(dòng)件）的形狀和運(yùn)動(dòng)來(lái)分類(lèi)。凸輪有盤(pán)行凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪；推桿按形狀分有尖頂、滾子和平底，按運(yùn)動(dòng)形式分為直動(dòng)和擺動(dòng)推桿；封閉方式分為力封閉、形封閉等。（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(dòng)機(jī)構(gòu)。具有傳動(dòng)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(dòng)輪的兩軸線相對(duì)位置，齒輪傳

5、動(dòng)分為：平行軸傳動(dòng)、相交軸傳動(dòng)、交錯(cuò)軸傳動(dòng)三大類(lèi)。1 .平行軸傳動(dòng)的類(lèi)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 .相交軸傳動(dòng)的類(lèi)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90o3 .交錯(cuò)軸傳動(dòng)的類(lèi)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(dòng)特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)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a、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c*等。（五）輪系的類(lèi)型所謂輪系，是指由一系列齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。輪系的類(lèi)型很多，其組成也各種各樣，通過(guò)根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各個(gè)齒輪

6、的軸線相對(duì)機(jī)架的位置是否都是固定的，而將輪系分為定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系大類(lèi)。周轉(zhuǎn)輪系按自由度分為行星輪系和差動(dòng)輪系，還可根據(jù)基本構(gòu)件的不同加以分類(lèi)，包含一個(gè)系桿H,兩個(gè)中心輪K,稱(chēng)之為2KHH型周轉(zhuǎn)輪系；包含有三個(gè)中心輪，叫作3K型周轉(zhuǎn)輪系。在實(shí)際機(jī)構(gòu)中采用最多的是2K-H型輪系。復(fù)合輪系可能既包含定軸輪系部分，也包含周轉(zhuǎn)輪系部分，或者是由幾部分周轉(zhuǎn)輪系組成。計(jì)算復(fù)合輪系傳動(dòng)比的正確方法，是將其所包含的各部分定軸輪系和各部分周轉(zhuǎn)輪系一一加以分開(kāi)，并分別應(yīng)用定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式求出它們的傳動(dòng)比，然后加以聯(lián)立求解，從而求出該輪系的傳動(dòng)比。（六）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)廣泛用于各

7、種需要非連續(xù)傳動(dòng)的場(chǎng)合。常見(jiàn)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(dòng)機(jī)構(gòu)；萬(wàn)向節(jié)及非圓齒輪機(jī)構(gòu)等。通過(guò)各種機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演示學(xué)生應(yīng)知道各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。（七）組合機(jī)構(gòu)由于生產(chǎn)上對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)性能等方面要求的多樣性和復(fù)雜性，以及單一機(jī)構(gòu)性能的局限性，以致僅采用某一種基本機(jī)構(gòu)往往不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，因而常需把幾種基本機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來(lái)組成一種組合機(jī)構(gòu)。組合機(jī)構(gòu)可以是同類(lèi)基本機(jī)構(gòu)的組合，也可以是不同類(lèi)型基本機(jī)構(gòu)的組成，常見(jiàn)的組合方式有串聯(lián)、并聯(lián)、反饋以及疊加等。四、按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容：（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)設(shè)備名稱(chēng)及型號(hào)（三）實(shí)

8、驗(yàn)方法及主要內(nèi)容（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1完成如下相關(guān)的習(xí)題1） 機(jī)器是由什么組成機(jī)構(gòu)是由什么組成什么叫構(gòu)件什么叫運(yùn)動(dòng)副2） 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有哪三種基本類(lèi)型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可演化成哪些其他四桿機(jī)構(gòu)試列舉應(yīng)用實(shí)例。3） 凸輪機(jī)構(gòu)是如何分類(lèi)的可分哪些類(lèi)型4） 齒輪機(jī)構(gòu)根據(jù)其齒形可分為哪些類(lèi)型根據(jù)兩軸線的位置又可分為哪些類(lèi)型分析各種類(lèi)型的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。5） 輪系有哪些類(lèi)型輪系有哪些功用并列舉應(yīng)用實(shí)例2實(shí)驗(yàn)的體會(huì)與收獲實(shí)驗(yàn)二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪與分析實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉并掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制的原理和方法，學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際機(jī)械和模型繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的技能；2 加深和鞏固機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法，并檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)；

9、3 加深對(duì)平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的了解。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1 以指定的34種機(jī)構(gòu)模型或機(jī)器為研究對(duì)象，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制；2 分析所畫(huà)各機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)、運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型和數(shù)目，計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并驗(yàn)證它們是否具有確定的運(yùn)動(dòng)；3 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析。3、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1 各種機(jī)器實(shí)物和模型；2 學(xué)生自備鉛筆、直尺、圓規(guī)、橡皮、草稿紙等；4、 實(shí)驗(yàn)原理機(jī)器和機(jī)構(gòu)都是由若干構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副組合而成。而機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是由原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、聯(lián)接各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸（即各運(yùn)動(dòng)副間相對(duì)位置尺寸）來(lái)決定的。因此，在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，可以撇開(kāi)構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，而用一些簡(jiǎn)單的線條來(lái)代替構(gòu)件。構(gòu)件的表

10、示法見(jiàn)圖1。用規(guī)定的符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例尺表示運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，以此表明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征。常用運(yùn)動(dòng)符號(hào)示例見(jiàn)表11。5、 實(shí)驗(yàn)步驟1、確定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)：緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)器，沿著運(yùn)動(dòng)傳遞的線路仔細(xì)看清各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（有些相互連接構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)非常微?。瑥亩_定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目。2、確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型：根據(jù)相互連接的兩構(gòu)件間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型。3、選定視圖平面：一般選擇與多數(shù)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面平行的平面為視圖平面。4、繪制機(jī)構(gòu)示意圖的草圖：憑目測(cè)在草稿紙上徒手按規(guī)定的運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)，從原動(dòng)件開(kāi)始，按各構(gòu)件的連接次序，用簡(jiǎn)單的線條代表構(gòu)件，逐步畫(huà)出機(jī)構(gòu)示意圖的草圖

11、。用數(shù)字1、2、3分別標(biāo)準(zhǔn)各構(gòu)件，用字母A、B、C分別標(biāo)準(zhǔn)各運(yùn)動(dòng)副。5、計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度相對(duì)照，觀察二者是否相符。機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式：F=3n-2PL-PH（式中：n為活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目；PL為低副的數(shù)目；PH為高副的數(shù)目。）6、測(cè)量機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸：對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)副測(cè)量回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)尺寸；對(duì)移動(dòng)副測(cè)量導(dǎo)路方向線和與其有關(guān)的其他運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)尺寸。7、選取適當(dāng)?shù)谋壤撸洪L(zhǎng)度比例尺構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度（mm）圖紙上所畫(huà)的長(zhǎng)度 （mm）8、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：按一定的比例尺。用制圖儀器畫(huà)成正式的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖1構(gòu)件的表示法表1 1常用運(yùn)動(dòng)符號(hào)六、實(shí)驗(yàn)安排1、先由指導(dǎo)教師對(duì)測(cè)繪過(guò)程進(jìn)行講

12、解示范，然后分組進(jìn)行測(cè)繪。2、每個(gè)同學(xué)應(yīng)測(cè)量4個(gè)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)報(bào)告機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.機(jī)構(gòu)名稱(chēng)：2.機(jī)構(gòu)名稱(chēng)：比例尺l比例尺i計(jì)算自由度：F3n2PLPh機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否確定理由：計(jì)算自由度：F3n2PlPh機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否確定理由：3.機(jī)構(gòu)名稱(chēng)：4.機(jī)構(gòu)名稱(chēng)：比例尺i比例尺i計(jì)算自由度：F3n2PlPh機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否確定理由：計(jì)算自由度：F3n2PlPh機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否確定理由：七思考題1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖在工程上有什么作用2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3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)三：齒輪參數(shù)的測(cè)定、目的1 .熟悉齒輪各部分名稱(chēng)

13、和幾何關(guān)系。2 .學(xué)會(huì)運(yùn)用一般測(cè)量工具測(cè)定漸開(kāi)線齒輪的各基本參數(shù)，通過(guò)參數(shù)測(cè)量，從中掌握標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的基本判別方法。3 .學(xué)會(huì)測(cè)量齒厚的一般方法。二、設(shè)備和工具被測(cè)齒輪、游標(biāo)卡尺，并自備計(jì)算器和稿紙。三、測(cè)量原理和方法通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的徑向位置或改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬切制出的齒形為非標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形的齒輪。切制輪齒時(shí)，改變標(biāo)準(zhǔn)刀具對(duì)齒輪毛坯的徑向位置稱(chēng)為徑向變位。改變標(biāo)準(zhǔn)刀具的齒槽寬稱(chēng)為切向變位。最常用的是徑向變位，切向變位一般用于圓錐齒輪的變位。.計(jì),史付后輪F明祁展輪/vn、處理腳用展成法加工齒輪時(shí)，若齒條形刀具的中線NN與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)

14、齒輪。若齒條形刀具的中線不與齒輪毛坯的分度圓相切，而是與刀具中線平行的另一條分度線（機(jī)床節(jié)線）與齒輪毛坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，則加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為徑向變位齒輪。加工徑向變位齒輪時(shí)，齒條形刀具的中線相對(duì)被加工齒輪分度圓移動(dòng)的距離稱(chēng)為變位量，用xm表示,x稱(chēng)為變位系數(shù)，m為模數(shù)。通常規(guī)定，刀具中線相對(duì)輪11、移遠(yuǎn)時(shí)，x取正值，稱(chēng)為正變位；刀具中線相對(duì)輪心移近時(shí)，x取負(fù)值，稱(chēng)為負(fù)變位。31標(biāo)準(zhǔn)吉粒和發(fā)勺齒槍的切機(jī)變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，其模數(shù)、齒數(shù)、壓力角均無(wú)變化；但是正變位時(shí)，齒廓曲線段離基圓較遠(yuǎn)，齒頂圓和齒根圓也相應(yīng)增大，齒根高減小，齒頂高增大，分度圓齒厚與齒根圓齒厚都增大，但齒頂容易變尖；負(fù)

15、變位時(shí)，齒廓曲線段離基圓較近，齒頂圓和齒根圓也相應(yīng)減小，齒根高增大，齒頂高減小，分度圓齒厚和齒根圓齒厚都減小。徑向變位齒輪傳動(dòng)可分為高變位齒輪傳動(dòng)和角變位齒輪傳動(dòng)。高變位齒輪傳動(dòng)又稱(chēng)變位零傳動(dòng)，其特點(diǎn)是兩輪的變位系數(shù)x1+x2=0。因此，高變位齒輪傳動(dòng)的嚙合角屋等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪壓力角”，即節(jié)圓與分度圓重合，即r'寫(xiě)中心距a等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的中心距a,即a'a。但由于變位齒輪齒頂高和齒根高發(fā)生了變化，高變位齒輪傳動(dòng)可用于中心距等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，而又需要提高小齒輪齒根彎曲強(qiáng)度和減小磨損的場(chǎng)合。角變位齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是x1+x2wq故/若r'可a'的與標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)相比，其嚙合

16、角發(fā)生了變化。當(dāng)x1+x2>0時(shí)，稱(chēng)為正傳動(dòng)，此時(shí)/%r'r,a'凱采用正傳動(dòng)可以提高輪齒的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，改善輪齒的磨損，湊配中心距，但重合度有所減小。當(dāng)x1+x2<0時(shí)，稱(chēng)為負(fù)傳動(dòng)，此時(shí)/%r'后a'心采用負(fù)傳動(dòng)除重合度有所增大外，輪齒彎曲強(qiáng)度降低，磨損加劇。因此，除湊配中心距外，盡量不采用負(fù)傳動(dòng)。變位齒輪的作用，即為什么要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行變位。原因有三個(gè)：1）一對(duì)嚙合的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，由于小齒輪齒根厚度薄，參與嚙合的次數(shù)又較多，因此強(qiáng)度較低，容易損壞，影響了齒輪傳動(dòng)的承載能力。3）若滾齒切制的標(biāo)準(zhǔn)齒輪（壓力角為20度）留32）標(biāo)準(zhǔn)齒輪中心距用a表示

17、，若實(shí)際需要的中心距（用A表示）A<a時(shí)，就根本無(wú)法安裝；若A>a,可以安裝，卻產(chǎn)生大的側(cè)隙，重合度也降低，都影響了傳動(dòng)的平穩(wěn)性。齒數(shù)小于17,則會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象，影響實(shí)際使用。齒數(shù)Z、模數(shù)m、壓力角a、齒頂高系數(shù)h；、頂隙系數(shù)U、變位系數(shù)X等是齒輪的基本參數(shù)，這些參數(shù)可能過(guò)測(cè)量或計(jì)算而得。這些參數(shù)一旦被確定，則該齒輪的各部分尺寸即可確定。由圖31可知，當(dāng)游標(biāo)卡尺的兩卡腳分別與兩漸開(kāi)線齒廓的不同位置相切時(shí)，兩切點(diǎn)間距A1B1和A2B2均為兩漸開(kāi)線的公法線，根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)可知：A1B1=A!b7=A0B0,且必與基圓相切?？_與齒廓的切點(diǎn)位置與卡測(cè)數(shù)K的多少有關(guān)，如果卡測(cè)齒數(shù)過(guò)多，則卡

18、腳可能與兩齒頂相接觸而不是相切；相反，如果卡齒數(shù)過(guò)少，則兩卡腳可能與齒根接觸，也不一定是相切。這時(shí)所測(cè)出的兩觸點(diǎn)間的距離不是真正的公法線長(zhǎng)度。測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，最好使兩卡腳與兩齒廓的切點(diǎn)大致落在分度線附近。為此卡測(cè)齒線K可按下表選?。簔1218192627363745465455636472k2345678通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度Wk、Wk1，齒數(shù)Z、頂圓直徑da則可求出齒輪的主要參數(shù)：m、xxx、ha和Cx。方法如下:1 .齒數(shù)乙可直接由具體齒輪數(shù)出。2 .模數(shù)m和壓力角a根據(jù)齒數(shù)Z由上表查出卡測(cè)數(shù)K（或由附表31）求得，并分別測(cè)出公法線長(zhǎng)度Wk、Wki（Wki亦可），由圖32可得,Wk=Pb(k

19、-1)+WWk1=Pb-k+Sb由（2）與（1）相減得基圓齒距Pb=Wk1-Wk=兀mcosa模數(shù)m=-Pcos（3）其中：a分度圓壓力角。一般a=20°但也有a=15°,故分別以a=20°和15。代入式求出m值，如與標(biāo)準(zhǔn)值相符或極接近者，則此壓力角為該齒輪壓力角。所求得的m值為該齒輪的模數(shù)。測(cè)量時(shí)，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(kāi)線齒面相切在分度圓的附近。(1)(2)3.變位系數(shù)根據(jù)測(cè)得的公法線長(zhǎng)度Wk和Wk（由附表31求得），則可得齒輪變位系數(shù)(4)WkWkX2msin根據(jù)計(jì)算結(jié)果：如X=0,則為標(biāo)準(zhǔn)齒輪；如果X>0,則為正變位

20、齒輪；如果X<0,則為負(fù)變位齒輪。對(duì)非機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，由于變位齒輪是超出其教學(xué)要求，故不要求非機(jī)類(lèi)同學(xué)進(jìn)一步測(cè)定和計(jì)算變位齒輪的有關(guān)參數(shù)和尺寸。4 .分度圓直徑d:對(duì)直齒圓柱齒輪(5)d=mz5 .測(cè)量齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df,當(dāng)齒數(shù)Z為偶數(shù)時(shí)，可直接量出da和df.。當(dāng)齒數(shù)Z為奇數(shù)時(shí)dado2Hidfdo2H2Hi和H2分別為從齒輪孔壁到齒頂和齒根之距（見(jiàn)圖33）一一*6 .齒頂局系數(shù)ha(8)dad2對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪*homha由（8）和（9）式得出齒頂高系數(shù)*haha,（10）m如果求出的h；符合標(biāo)準(zhǔn)值：如h*a=1則為正常齒，此時(shí)CX=,如h；=,則為短齒，此時(shí)C=。7 .齒厚

21、測(cè)量齒厚測(cè)量常是切齒過(guò)程用以測(cè)量和檢驗(yàn)切削用量以及控制齒側(cè)間隙的一種方法。圓柱齒輪齒厚測(cè)量常用公法線長(zhǎng)度或分度圓弦齒厚（或固定弦齒厚）。公法線長(zhǎng)度的測(cè)量原理和它所用的工具如前所述。測(cè)量時(shí)，卡測(cè)齒數(shù)K及公法線長(zhǎng)度Wk的理論值可由附表31求得。分度圓弦齒厚S的測(cè)量可用齒輪游標(biāo)卡尺來(lái)進(jìn)行（圖34）。齒輪游標(biāo)卡尺實(shí)際上是由垂直和水平方向上的兩把游標(biāo)卡尺組成。測(cè)量時(shí)，分度圓弦齒高h(yuǎn)7按附表32求得，以齒頂為基準(zhǔn)，并So按ha調(diào)整垂直方向上的游標(biāo)卡尺。然后在水平游標(biāo)卡尺上讀出分度圓弦齒厚四、實(shí)驗(yàn)步驟單個(gè)齒輪參數(shù)的測(cè)量可按下列方框圖所示的方法和步驟進(jìn)行。奇數(shù)偶數(shù)d=do+2H2Wk (標(biāo)準(zhǔn)齒輪為法線長(zhǎng)2 m

22、s i n附表3 1標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪公法線長(zhǎng)度Wk與卡測(cè)齒數(shù)K ( a =20° )計(jì)：D =m Z -2 hX 2cX>Z：0(<da1218X>0dada253334W峻倉(cāng)m=1mm)正變位行輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪K22344注：1.當(dāng)mwl時(shí)，公法線長(zhǎng)度：Wk等于表中數(shù)值乘以該輪模數(shù)而得?？y(cè)齒數(shù)k=+附表32標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪分度圓弦齒厚S和弦齒高h(yuǎn)o(a=20°,m=1mm,hj=1)Z1218253334Shr注：當(dāng)mwl時(shí)，實(shí)際的S和h。值可用表中數(shù)值第乘以該模數(shù)m而得。五、思考題1 .決定齒廓形狀的基本參數(shù)有哪些2 .測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，卡尺的卡腳若放在漸開(kāi)線

23、齒廓的不同位置上，對(duì)所測(cè)定的公法線長(zhǎng)度Wk和Wk1有無(wú)影響為什么3 .在測(cè)量頂圓直徑da和根圓直徑df時(shí)，對(duì)偶數(shù)齒和奇數(shù)齒的齒數(shù)的齒輪在測(cè)量方法上有什么不同六、測(cè)量結(jié)果齒輪齒數(shù)Z跨測(cè)齒數(shù)K公法線長(zhǎng)度測(cè)量值WkWk1WkWk1WkWk1測(cè)量次數(shù)123公法線長(zhǎng)度平均值基下Pb=Wki-WkPbm=a=20°cosa=15°與標(biāo)準(zhǔn)比較后取值ma公法線長(zhǎng)度計(jì)算值Wk市什克米右YWkWk變位系數(shù)X=2msin判斷齒輪屬標(biāo)準(zhǔn)齒輪屬變位齒輪齒輪的其他參數(shù)測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值分度圓直徑d頂圓直徑da根圓直徑df分度圓弦齒厚S分度圓弦齒高h(yuǎn)o實(shí)驗(yàn)四軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

24、1. 熟悉并掌握軸、軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用、工藝要求和裝配關(guān)系；2. 熟悉并掌握軸及軸上零件的定位與固定方法，為軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供感性認(rèn)識(shí)；3. 了解軸承的類(lèi)型、布置、安裝及調(diào)整方法，以及潤(rùn)滑和密封方式；4. 掌握軸承組合設(shè)計(jì)的基本方法，綜合創(chuàng)新軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)箱。箱內(nèi)提供可組成圓柱齒輪軸系、小圓錐齒輪軸系和蝸桿軸系三類(lèi)軸系結(jié)構(gòu)模型的成套零件，并進(jìn)行模塊化軸段設(shè)計(jì)，可組裝不同結(jié)構(gòu)的軸系部件。2. 實(shí)驗(yàn)箱按照組合設(shè)計(jì)法，采用較少的零部件，可以組合出盡可能多的軸系部件，以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的要求。實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)有齒輪類(lèi)、軸類(lèi)、套筒類(lèi)、端蓋類(lèi)、支座類(lèi)、軸承類(lèi)及聯(lián)接件類(lèi)

25、等8類(lèi)40種168個(gè)零件。3. 測(cè)量及繪圖工具:直尺、游標(biāo)卡尺、鉛筆、三角板、稿紙等（除游標(biāo)卡尺外，其余需自帶）。三、實(shí)驗(yàn)原理1. 軸系的基本組成軸系是由軸、軸承、傳動(dòng)件、機(jī)座及其它輔助零件組成的，以軸為中心的相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。傳動(dòng)件是指帶輪、鏈輪、齒輪和其它做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件。輔助零件是指鍵、軸承端蓋、調(diào)整墊片和密封圈等一類(lèi)零件。2. 軸系零件的功用軸用于支承傳動(dòng)件并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，軸承用于支承軸，機(jī)座用于支承軸承，輔助零件起聯(lián)接、定位、調(diào)整和密封等作用。3. 軸系結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足的要求（ 1）定位和固定要求：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、可靠的工作位置；（ 2）強(qiáng)度要求：軸系零件應(yīng)具有較高的承載能力；（

26、 3）熱脹冷縮要求：軸的支承應(yīng)能適應(yīng)軸系的溫度變化；（ 4）工藝性要求：軸系零件要便于制造、裝拆、調(diào)整和維護(hù)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .根據(jù)教學(xué)要求每組學(xué)生可自行選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（圓柱齒輪軸系、小圓錐齒輪軸系或蝸桿軸系等）；2 .熟悉實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的全套零部件，根據(jù)提供的軸系裝配方案（可參考圖1-圖6或有教師提供），選擇相應(yīng)的零部件進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)模型的組裝；3 .分析軸系結(jié)構(gòu)模型的裝拆順序，傳動(dòng)件的周向和軸向定位方法，軸的類(lèi)型、支承形式、間隙調(diào)整、潤(rùn)滑和密封方式；4 .通過(guò)分析并測(cè)繪軸系部件，根據(jù)裝配關(guān)系和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)畫(huà)出軸系結(jié)構(gòu)裝配圖。圖1小圓錐齒輪軸系裝配方案（正裝）圖2小圓柱齒輪軸系裝配方案之一圖3小圓柱齒輪軸

27、系裝配方案之二圖4大圓柱齒輪軸系裝配方案圖5小圓錐齒輪軸系裝配方案（反裝）圖6蝸桿軸系裝配方案五、實(shí)驗(yàn)步驟1 .明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求，復(fù)習(xí)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軸承組合設(shè)計(jì)等內(nèi)容；2 .每組學(xué)生使用一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱，根據(jù)給出的軸系結(jié)構(gòu)裝配示意圖之一，構(gòu)思軸系結(jié)構(gòu)裝配方案；3 .在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)選取所需要的零部件，進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)模型的組裝；4 .分析總結(jié)軸系結(jié)構(gòu)模型的裝拆順序，傳動(dòng)件的周向和軸向定位方法，軸承的類(lèi)型、支承形式、間隙調(diào)整、潤(rùn)滑和密封方式；5 .使裝配軸系部件恢復(fù)原狀，整理所用的零部件和工具，放入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)規(guī)定位置，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后可以結(jié)束實(shí)驗(yàn)；6 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及要求，每個(gè)學(xué)生寫(xiě)出一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告（含回答思考題

28、），并繪制一份軸系結(jié)構(gòu)裝配圖。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、軸上各鍵槽是否在同一條母線上。2、軸上各零件（如齒輪、軸承）能否裝到指定位置。3、軸上零件的軸向、周向固定是否可靠。4、軸承能否拆下。5、軸系結(jié)構(gòu)分析（組成零件功能表）在舁廳P零件名稱(chēng)數(shù)量功能作用12345678910111213實(shí)驗(yàn)五減速器拆裝試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)通過(guò)對(duì)減速器的拆裝與觀察，了解減速器的整體結(jié)構(gòu)、功能及設(shè)計(jì)布局。(2)通過(guò)減速器的結(jié)構(gòu)分析，了解其如何滿(mǎn)足功能要求和強(qiáng)度、剛度要求、工藝(加工與裝配)要求及潤(rùn)滑與密封等要求，分析了解各種附件的功能。(3)通過(guò)對(duì)減速器中某軸系部件的拆裝與分析，了解軸上零件的定位方式、軸系與箱體的定位

29、方式、軸承及其間隙調(diào)整方法、密封裝置等。(4)通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型減速器的分析比較，加深對(duì)機(jī)械零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)，為機(jī)械零、部件設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具(1)展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器拆裝模型，分流式兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器拆裝模型。(2)觀察、比較用減速器WD130蝸桿減速器、NGW31擺線針輪減速器、JZQ250雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。(3)活動(dòng)扳手、手錘、鋼直尺、游標(biāo)卡尺。三、減速器的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)減速器是一種由封閉在箱體內(nèi)的齒輪、蝸桿蝸輪等傳動(dòng)零件組成的傳動(dòng)裝置，裝在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間用來(lái)改變軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)工作機(jī)的需要。由于減速器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便，因而在

30、工業(yè)中應(yīng)用廣泛。減速器常見(jiàn)類(lèi)型有以下三種：圓柱齒輪減速器、錐齒輪減速器和蝸桿減速器，分別見(jiàn)圖5-la、b、c所示。a)單級(jí)圓柱齒輪減速器b)錐齒輪減速器c)下置式蝸桿減速器圖5-1減速器的類(lèi)型在圓柱齒輪減速器中，按齒輪傳動(dòng)級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、兩級(jí)和多級(jí)。蝸桿減速器又可分為蝸桿上置式和蝸桿下置式。兩級(jí)和兩級(jí)以上的減速器的傳動(dòng)布置形式有展開(kāi)式、分流式和同軸式三種形式，分別見(jiàn)圖5-2a、b、c所示。展開(kāi)式用于載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合，分流式用于變載荷的場(chǎng)合，同軸式用于原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)同軸的特殊的工作場(chǎng)合。減速器的結(jié)構(gòu)隨其類(lèi)型和要求的不同而異，一般由齒輪、軸、軸承、箱體和附件等組成。實(shí)圖5-3為單級(jí)圓柱齒輪減速器的結(jié)

31、構(gòu)圖。箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由箱蓋和箱座組成，剖分面通過(guò)齒輪軸線平面。箱體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，除適當(dāng)?shù)谋诤裢?，還要在軸承座孔處設(shè)加強(qiáng)肋以增加支承剛度。a）展開(kāi)式b）分流式c）同軸式圖5-2減速器傳動(dòng)布置形式一般先將箱蓋與箱座的剖分面加工 平整，合攏后用螺栓聯(lián)接并以定位銷(xiāo)定位, 找正后加工軸承孔。對(duì)支承同一軸的軸承 孔應(yīng)一次像出。裝配時(shí)，在剖分面上不允 許用墊片，否則將不能保證軸承孔的圓度 誤差在允許范圍內(nèi)。箱蓋與箱座用一組螺栓聯(lián)接。為保證 軸承孔的聯(lián)接剛度，軸承座安裝螺栓處做 出凸臺(tái)，并使軸承座孔兩側(cè)聯(lián)接螺栓盡量 靠近軸承座孔。安裝螺栓的凸臺(tái)處應(yīng)留有 扳手空間。為便于箱蓋與箱座加工及安裝定位，

32、在剖分面的長(zhǎng)度方向兩端各有一個(gè)定位圓錐銷(xiāo)。箱蓋上設(shè)有窺視孔，以便觀察齒輪或蝸桿蝸輪的嚙合情況。窺視孔蓋上裝有通氣圖5-3 單級(jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)圖器，使箱體內(nèi)外氣壓平衡，否則易造成漏油。為便于拆卸箱蓋，其上裝有起蓋螺釘。為拆卸方便，箱蓋上設(shè)有吊耳或吊環(huán)螺 釘。為搬運(yùn)整臺(tái)減速器，在箱座上鑄有吊鉤。1一起蓋螺釘；2一通氣器；3視孔蓋；4一箱蓋5一吊耳；6一吊鉤；7一箱座；8油標(biāo)尺；9油塞；10油溝；11一定位銷(xiāo)箱座上設(shè)有油標(biāo)尺用來(lái)檢查箱內(nèi)油池的油面高度。最低處有放油油塞，以便排凈污油和清洗箱體內(nèi)腔底部。箱座與基座用地腳螺栓聯(lián)接，地腳螺栓孔端制成沉孔，并留出扳手空間。四、減速器的潤(rùn)滑與密封減速器的潤(rùn)

33、滑主要指齒輪與軸承的潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑劑的選擇見(jiàn)第12章及第16章。減速器需密封的部位很多，可根據(jù)不同的工作條件和使用要求選擇不同的密封結(jié)構(gòu)。軸伸出端的密封和軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封見(jiàn)第16章。箱體接合面的密封通常于裝配時(shí)在箱體接合面上涂密封膠或水玻璃。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）觀察減速器外部結(jié)構(gòu)，判斷傳動(dòng)級(jí)數(shù)、輸入軸、輸出軸及安裝方式。（2）觀察減速器的外形與箱體附件，了解附件的功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和位置，測(cè)出外廓尺寸、中心距、中心高。（3）測(cè)定軸承的軸向間隙。固定好百分表，用手推動(dòng)軸至一端，然后再推動(dòng)軸至另一端，百分表所指示出的量值差即是軸承軸向間隙的大小。（4）擰下箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓，擰下端蓋螺釘（嵌入式端蓋除外），拔出定位銷(xiāo)，借助起蓋螺釘打開(kāi)箱蓋。（5）測(cè)定齒輪直齒圓柱齒輪齒數(shù)、模數(shù)，軸徑。用游標(biāo)卡尺測(cè)量其值。（6）仔細(xì)觀察箱體剖分面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)（潤(rùn)滑、密封、放