《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：指導(dǎo)教師：班級:姓名:學(xué)號:成績評定：指導(dǎo)教師簽字：年月日實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的測繪與分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、根據(jù)各種機(jī)械實(shí)物或模型，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；2、學(xué)會(huì)分析和驗(yàn)證機(jī)構(gòu)自由度，進(jìn)一步理解機(jī)構(gòu)自由度的概念，掌握機(jī)構(gòu)自 由度的計(jì)算方法；3、加深對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的了解。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具；1、縫紉機(jī)頭；2學(xué)生自帶三角板、鉛筆、橡皮；三、實(shí)驗(yàn)原理： 由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)僅與機(jī)構(gòu)中所有構(gòu)件的數(shù)目和構(gòu)件所組成的運(yùn)動(dòng)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(dòng)簡圖時(shí)，可以撇開構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副 的具體構(gòu)造， 而用一些簡略符號 （見教科書有關(guān)“常 用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副簡圖

2、符號”的規(guī)定） 來代替構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例尺表示運(yùn)動(dòng)副的相對位置，以此表明機(jī) 構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征。四、實(shí)驗(yàn)步驟及方法：1、測繪時(shí)使被測繪的機(jī)械緩慢地運(yùn)動(dòng)，從原動(dòng)件開始，仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，分清各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，從而確定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目；2、根據(jù)相聯(lián)接的兩構(gòu)件的接觸特征及相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的種類；3、選定投影面，即多數(shù)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的平面，在草稿紙上徒手按規(guī)定的符號及構(gòu)件的連接次序，從原動(dòng)件開始，逐步畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。用數(shù)字 1、 2、3、。分別標(biāo)注各構(gòu)件，用英文字母A、B、C、，分別標(biāo)注各運(yùn)動(dòng)副;4、仔細(xì)測量與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，即轉(zhuǎn)動(dòng)副間的中心距和移動(dòng)副導(dǎo)路的方向等，選定原動(dòng)件的位置，

3、并按一定的比例畫出正式的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。I、對要測繪的縫紉機(jī)頭中四個(gè)機(jī)構(gòu)即 a.壓布、b走針、c.擺梭、d送布,只繪出機(jī)構(gòu)示意圖即可，所謂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖是指只憑目測，使圖與實(shí)物成比例，不按比例尺繪制的簡圖;2、計(jì)算每個(gè)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)自由度， 并將結(jié)果與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度相對照， 觀察計(jì)算結(jié)果與實(shí)際是否相符;3、對繪制的機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析（高副低代，分離桿組;確定機(jī)構(gòu)級別等） 。六、思考題：1、一個(gè)正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖應(yīng)能說明哪些容？2、機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算對測繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖有何幫助？實(shí)驗(yàn)二 齒輪成實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用成法切制漸開線齒輪齒廓的基本原理；2、了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因和用變位修正來避免

4、根切的方法；3、分析比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的異同點(diǎn)。二、設(shè)備和工具1、齒輪成儀；2、圓規(guī)、三角板、繪圖紙、 剪刀、兩支不同顏色的鉛筆或圓珠筆， 計(jì)算器（ 學(xué) 生自備）三、試驗(yàn)原理和方法成法是利用一對齒輪互相嚙合時(shí)其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工齒 輪的一種方法。加工時(shí)其中一輪為刀具，另一輪為輪坯，它們保持固定的角速 比傳動(dòng)，完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動(dòng)一樣，同時(shí)刀具沿輪坯的軸向作 切削運(yùn)動(dòng)，這樣制得的齒輪的齒廓就是刀具刀刃在各個(gè)位置的包絡(luò)線。若用漸 開線作為刀具齒廓，則其包絡(luò)線亦為漸開線。由于在實(shí)際加工時(shí)，看不到刀刃 在各個(gè)位置形成包絡(luò)線的過程，故通過齒輪成儀來實(shí)現(xiàn)輪坯與刀具間的傳動(dòng)過 程

5、，并用鉛筆將刀具刀刃的各個(gè)位置記錄在繪圖紙上， 這樣就清楚 地觀察到齒廓 形成的過程。齒輪成儀所用刀具模型為齒條插刀，儀器構(gòu)造如下：圓盤 1 繞其芯軸 O 轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤的后面裝了一個(gè)齒輪與橫拖板 2 上的齒 條嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)，橫拖板可以沿水平方向左右移動(dòng)，通過齒條、齒輪的嚙合帶 動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在橫拖板上通過螺釘固定了一個(gè)齒條刀具模型3，齒條插刀的參數(shù)為：壓力角a=20 齒頂高系數(shù)ha* = 1;徑向間隙系數(shù)C*= 0.25;摸數(shù)m = 20;圓盤芯軸直徑=20mm四、實(shí)驗(yàn)步驟1 、根據(jù)已知的刀具參數(shù)和被加工齒輪分度圓直徑，計(jì)算被加工齒輪的基 圓、最小變位系數(shù)、最小變位量，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒頂圓與齒根圓直

6、徑以及變位齒 輪的齒頂圓與齒根圓直徑，然后根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)將上述六個(gè)圓畫在同一圖紙上， 并沿最大圓的圓周剪成圓形紙片，作為本實(shí)驗(yàn)用的“輪坯”；2、把“輪坯”安裝到儀器的圓盤上，必須注意對準(zhǔn)中心；3、調(diào)節(jié)刀具中線，使其與被加工齒輪分度圓相切，刀具處于切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪 時(shí)的安裝位置上；4、“切制”齒廓時(shí)，先把刀具移向一端，使刀具的齒廓退出輪坯中標(biāo)準(zhǔn)齒輪 的齒頂圓，然后每當(dāng)?shù)毒呦蛄硪欢艘苿?dòng) 2-3mm時(shí)，即在代表輪坯的圖紙上用 鉛筆沿刀具輪廓描下其位置，此時(shí)應(yīng)注意鉛筆的落筆方向必須始終保持一致， 直至形成一至兩個(gè)完整的輪齒為止，描畫的過程中應(yīng)注意齒廓形成過程；5、觀察根切現(xiàn)象，即觀察刀具齒頂線是否超過被加工

7、齒輪的嚙合極限點(diǎn)；6、重新調(diào)整刀具，即調(diào)整螺釘，使刀具中線對準(zhǔn)與分度圓相切的位置， 然后向后平行移動(dòng)刀具，移動(dòng)距離為避免根切的最小變位量，對好刀后，再用 與切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的同樣方式移動(dòng)橫拖板，加工變位齒輪。五、原始數(shù)據(jù)：(1)齒條：模數(shù)m = 20 壓力角：a=20齒頂高系數(shù)ha* = 1 徑向系數(shù) c* = 0.25(2 )標(biāo)準(zhǔn)齒輪：分度圓半徑r= 80mm Z=81、齒輪幾何參數(shù)計(jì)算：名稱正變位計(jì)算計(jì)算公式標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒輪備注齒數(shù)最小變位量ZXZ= 2r/mX= ha* ( Zmin Z ) /Zmin基圓半徑RbRb = rcosa齒頂圓半徑Ra標(biāo)準(zhǔn)齒輪：ra = r+ha*m變位齒輪：ra

8、= r+ha*m+Xm齒根圓直徑Rf標(biāo)準(zhǔn)齒輪：rf = r-ha*m-c*m變位齒輪：rf=r-ha*m-c*m+Xm移距數(shù)據(jù)X六、思考題1、通過實(shí)驗(yàn)，說明你所觀察到的根切現(xiàn)象是怎樣的？是什么原因引起的？如何避免根切？2、記錄得到的標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓和變位齒輪齒廓是否相同？為什么？3、比較用同一條齒條刀具加工出來的標(biāo)準(zhǔn)齒輪和正變位齒輪的幾何數(shù)：m、a、r、ra、rb、rf、ha、hf、h、p、s、sb、sa、sf 中哪些變了？哪些沒 變？為什么？實(shí)驗(yàn)三 回轉(zhuǎn)構(gòu)件的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 鞏固和驗(yàn)證回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡的基本原理；2、 掌握機(jī)械共振式動(dòng)平衡機(jī)的基本工作原理和操作方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1

9、、DPJ機(jī)械共振式簡易動(dòng)平衡機(jī)、JHP-A型動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺，本實(shí)驗(yàn)采用 DPJ 機(jī)械共振式簡易動(dòng)平衡機(jī)；2、試件（在校正平面上具有校正孔的轉(zhuǎn)子） ；3、平衡質(zhì)量（與校正孔相應(yīng)的螺釘、螺母） ；4、 外卡尺；5、鋼皮尺；6、活動(dòng)螺絲扳手； 7、計(jì)算器； 8、量角器；三、實(shí)驗(yàn)原理和方法本實(shí)驗(yàn)是采用補(bǔ)償質(zhì)徑積式機(jī)械共振式動(dòng)平衡機(jī)，它的結(jié)構(gòu)如圖所示：框架 1 經(jīng)彈簧 2 與固定的底座 3 相聯(lián)，它只能繞 OX 軸線擺動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)系 統(tǒng)。框架上裝有主軸 4，由固定在底座上的電動(dòng)機(jī) 14通過皮帶和皮帶輪 12 驅(qū) 動(dòng)。主軸 4 上裝有齒輪 6，它與齒輪 5 構(gòu)成交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合傳動(dòng)。齒輪 5 與 圓盤

10、7固定在軸 9上，圓盤 8繞軸 9轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過調(diào)節(jié)手輪 17可使圓盤 8 沿軸9上下移動(dòng)，以此來改變圓盤 7與8之間的距離Lc, Lc由指針16指示。 圓盤7與8大小、質(zhì)量全相等，上面各裝了一質(zhì)量為 Me的重塊，其質(zhì)心都與 軸9相距re但相位差180。，這樣圓盤7、8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于兩個(gè)重塊的作用，導(dǎo) 致兩個(gè)圓盤的質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線 9上，因此會(huì)各產(chǎn)生一離心力Fc,兩個(gè)離心 力Fc平行且相位剛好差180。，構(gòu)成一可調(diào)的力偶矩FcLc，它與擺架振擺面間的 夾角以叔表示。軸9上端的指針15既用來指示FsLc的作用平面和方向，指針 相對圓盤的指向既FcLc的轉(zhuǎn)向，通過調(diào)節(jié)手輪18來調(diào)節(jié)瞬時(shí)的 c值。實(shí)驗(yàn)

11、時(shí)，待平衡的試件 10架于兩個(gè)滾動(dòng)支承 13上，通過撓性聯(lián)軸器 11 由主軸 4 帶動(dòng)它回轉(zhuǎn)。此時(shí)試件的不平衡質(zhì)量可看成在所選的兩平衡校正面 T 和T，由向量半徑分別為r。/和r的兩個(gè)不平衡質(zhì)量 mo，和所產(chǎn)生。 平衡時(shí)，可先令校正面T通過振擺支座OX軸，這樣試件轉(zhuǎn)動(dòng)后，T上不平 衡質(zhì)量mo/和F。產(chǎn)生的力矩為零，不引起框架振動(dòng)。而 面上的不平衡 質(zhì)量mo的離心力F。/對振擺支座OX形成力矩Mo,使框架振動(dòng)。與此同時(shí)， 力偶矩FcLc對OX軸的力偶矩分量Mc也直接影響框架的振動(dòng)。力矩 Mo的相位 為，也即不平衡質(zhì)量mo，的徑向與OX軸垂直線的夾角。通過移動(dòng)圓盤 8和 齒輪6可調(diào)節(jié)Lc和機(jī)的值，

12、來使框架消除振動(dòng)，達(dá)到動(dòng)平衡，由Lc和忙的值便 可得知Fo,的大小和相位，本實(shí)驗(yàn)中動(dòng)平衡機(jī)的 mc、rc已知。試件的兩平衡校 正面是預(yù)先選定的，故平衡面倒支架 OX 軸的距離 L 也已知。至于框架應(yīng)滿足 的動(dòng)平衡條件由同學(xué)們自己推算，求出所加平衡質(zhì)量 mb。測量另一個(gè)平衡校正面 T的不平衡質(zhì)徑積 m。、ro，并求平衡質(zhì)量 mb的大小和相位時(shí)，其原理和方法同上，只需使面通過框架振擺軸線OX 即可。四、步驟1、調(diào)節(jié)手柄17,使圓盤8與圓盤7剛好接觸，此時(shí)標(biāo)尺指示“零”點(diǎn)，即Lc=0o2、把試件 10 一端的聯(lián)軸器與主軸前端的撓性聯(lián)軸器 11 沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向靠好，避 免起動(dòng)時(shí)沖擊；同時(shí)另一校正面T應(yīng)通過

13、擺正軸線OX。3、起動(dòng)電機(jī)使試件回轉(zhuǎn)。4、移動(dòng)重塊 19，使框架處于共振狀態(tài)，既框架往復(fù)振動(dòng)的頻率等與框架自身 的固有頻率。5、加補(bǔ)償力偶矩。先順時(shí)針調(diào)節(jié)手輪17,使Lc有一定讀數(shù)，這時(shí)框架保持一 定的振幅。然后調(diào)節(jié)手輪18，當(dāng)也=+180時(shí)mo與mc同向，框架振幅最 大；當(dāng)機(jī)=時(shí)，框架振幅最小，這時(shí)不平衡質(zhì)量的相位已基本找到。在繼 續(xù)調(diào)節(jié)手輪17來改變Lc值，使框架振幅進(jìn)一步降低。如此反復(fù)調(diào)節(jié)數(shù)次，直到指針20基本不動(dòng)，此時(shí)框架振動(dòng)消除，趨于靜止。6 停車，讀出Lc值，確定應(yīng)加平衡質(zhì)量 mb，的相位。7、由已知的me、re、L和Z 以及Lc值，算出mb，值。8、使Le歸零，根據(jù)所得mb，的大

14、小和相位，將試件在 平面進(jìn)行校正，然 后重新啟動(dòng)，觀察框架是否平衡。9、進(jìn)行另一平衡校正面T的測試，方法步驟同前。10、試驗(yàn)電源,結(jié)束。動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺實(shí)驗(yàn)四皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。（2）證實(shí)預(yù)拉力對帶傳動(dòng)能力的影響。（3）測量帶傳動(dòng)的效率。（4）掌握轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速基本測量方法。（5）繪制帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線圖二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)設(shè)備帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺F-1型和PC-B型兩種實(shí)驗(yàn)臺。帶傳動(dòng)是一種利用 中間撓性件的摩擦傳動(dòng)，工作時(shí)存在彈性滑動(dòng)。當(dāng)兩帶輪直徑相等時(shí)， 彈性滑動(dòng)系數(shù)_ V一 V2 _ D1 n一 D2n2 _ m n2 _ n V1Dgn1n1在

15、初拉力F定的條件下，彈性滑動(dòng)的系數(shù)&大小取決于負(fù)載的大小，載 荷越大，即帶傳遞的有效圓周力 F越大，當(dāng)F超出摩擦力的最大值時(shí)，就會(huì)出 現(xiàn)打滑現(xiàn)象。帶所能傳遞的最大有效圓周力 Fmas與初拉力Fo有關(guān)，F(xiàn)o越大，F(xiàn)mas也越大, 因此增大初拉力，可提高帶傳動(dòng)能力本實(shí)驗(yàn)設(shè)備是F-1型實(shí)驗(yàn)臺，主要由一臺直流電機(jī)和一臺直流發(fā)電機(jī)組成（見圖1）直流電機(jī)安裝在可沿水平方向移動(dòng)的支座上，發(fā)電機(jī)安裝在固定的支座上，為便于實(shí)驗(yàn)，主、從動(dòng)輪的直徑相等。69_1011L=O. 35jii1一磁碼片憨碼3杠桿4生動(dòng)帶輪帶的初拉力Fo由砝碼1產(chǎn)生，帶所傳遞的負(fù)載由直流電機(jī) 59-fcffH拉葩產(chǎn)生，通過帶帶初拉力Fo由

16、砝碼1產(chǎn)生，帶所傳遞的負(fù)載由直流電機(jī) 5產(chǎn)生，通過帶 6帶動(dòng)從動(dòng)輪8及發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的輸出端連接一組燈泡作為它的負(fù)載， 改變燈泡的功率，就可改變發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，從而改變帶所傳遞的負(fù)載，即改 變有效圓周力F。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的外殼(定子)是由滾動(dòng)軸承支承的，可繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，在 定子上裝有測力杠桿3和9,杠桿上裝有拉砣和砝碼，可測出電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī) 工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩Ti和T2，通過計(jì)算可得到帶的傳動(dòng)效率和有效圓周力 F。T2 n2|- 2T2n=F =5D2三、實(shí)驗(yàn)步驟：1) 接通電源；2) 打開電源開關(guān)，實(shí)驗(yàn)臺指示燈亮，檢查一下，二個(gè)測力杠桿是否處于 初始平衡狀態(tài)，如不平衡應(yīng)調(diào)至平衡；3) 慢慢地，

17、順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋扭，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使ni 1000轉(zhuǎn)/分；此時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的測力杠桿都失去平衡，移動(dòng)各自的拉砣或增加各自的砝碼使其達(dá)到新的平衡。記下 ni，n2， Gi， li， G2， I2 一組數(shù)據(jù)；4) 加負(fù)載(打開一個(gè)燈泡)再轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速旋扭，使 ni 1000轉(zhuǎn)/分，移動(dòng)拉砣或增加砝碼使主動(dòng)電機(jī)和從動(dòng)發(fā)電機(jī)上的測力杠桿又達(dá)到平衡，記下 組記下 ni，n2，Gi，li，G2，I2 數(shù)據(jù)；5）增加負(fù)載（再打開一個(gè)燈泡），調(diào)速ni 1000轉(zhuǎn)/分，調(diào)平二個(gè)測力杠 桿，又記下一組ni，n2，Gi， li， G2， I2數(shù)據(jù)；6）逐級增加負(fù)載，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，直到 ni n2 30轉(zhuǎn)/分

18、為止，因?yàn)?此時(shí)&%帶傳動(dòng)已進(jìn)入打滑區(qū)工作；7）增加初拉力F0 （增加砝碼i）在初拉力為F2情況下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理:i、已知條件i)傳動(dòng)帶類型平型帶；2)初拉力Foi= 20NF02 = 40N3)帶緊方式自動(dòng)緊；4)帶輪直徑Di= D2= i25mm5)測力杠桿臂長Li = l_2= 350mm6)包角i802、數(shù)據(jù)記錄表氐=20N序號ni (rpm)n2 (rpm)%Gi (N)li (m)Ti (Nm )G2 (N)I2 (m)T2 (Nm)Y%12345678910F02=N序號n1 (rpm)門2 (rpm)E%G1 (N)11 (m)T1 (Nm)G2 (N)12 (m)T2 (Nm)n%123456789103、&及傳動(dòng)效率n的數(shù)據(jù)處理1）滑動(dòng)系數(shù)&的計(jì)算n1 in2 = 100%ni2）傳動(dòng)效率n的計(jì)算100%式中：m , n2主動(dòng)輪，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速（r/mm ）T1, T2 主動(dòng)輪，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩（Nm）G XL1 + g 刈(Nm )T2= G2 XL? + g XI2(Nm )式中：G、G2 所加砝碼重力（N）L1、L2測力杠桿長0.35（ m）I1、b 拉砣所在位置刻度 （m）g拉砣重力