機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、目 錄實(shí)驗(yàn)總則1實(shí)驗(yàn)一、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制和分析2實(shí)驗(yàn)二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新方案拼接實(shí)驗(yàn)5實(shí)驗(yàn)三、漸開(kāi)線齒廓的范成原理8實(shí)驗(yàn)四、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測(cè)定12實(shí)驗(yàn)五、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)15實(shí) 驗(yàn) 總 則一、實(shí)驗(yàn)總目的開(kāi)設(shè)本課程實(shí)驗(yàn)的總目的可歸結(jié)為：1、驗(yàn)證課堂講授的理論，鞏固概念.2、熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能。3、培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)。4、培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和機(jī)械創(chuàng)新能力,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方案的擬定、測(cè)試原理和方法.為實(shí)現(xiàn)上述總目的，要教育學(xué)生提高認(rèn)識(shí)，克服重理論輕實(shí)踐的思想。把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)成是學(xué)好一門課程不可缺少的環(huán)節(jié)，當(dāng)成是理論聯(lián)系實(shí)際的開(kāi)端，當(dāng)成是今后從事技術(shù)工作的基礎(chǔ)。對(duì)教師來(lái)講

2、，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)要緊扣每個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體要求，抓住重點(diǎn)，循循善誘。二、實(shí)驗(yàn)總規(guī)定1、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中有關(guān)內(nèi)容，明確本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理和步驟等。教師在實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行檢查和提問(wèn)。2、實(shí)驗(yàn)室中除本次實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備、儀器和工具外，其他東西不得亂動(dòng)。3、對(duì)設(shè)備、儀器和工具的性能不熟悉時(shí)，不要盲目操作，要注意安全。4、聽(tīng)從教師指導(dǎo)，仔細(xì)觀察、測(cè)量和記錄，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5、實(shí)驗(yàn)中，如設(shè)備、儀器出現(xiàn)故障，應(yīng)立即停止操作，并報(bào)告指導(dǎo)教師處理。6、實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將設(shè)備、工具等擦拭干凈，恢復(fù)原位。實(shí)驗(yàn)一 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制和分析一、目的1、初步掌握正確繪制一般平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方法和技能。2、應(yīng)用計(jì)算機(jī)構(gòu)

3、自由度的方法分析平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性。二、設(shè)備和工具1、各種典型機(jī)構(gòu)的實(shí)物和模型。2、鋼板尺、鋼卷尺、內(nèi)外卡鉗、量角器。3、學(xué)生自備紙、筆等文具。三、原理任何機(jī)器和機(jī)構(gòu)都是由若干構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副組合而成的。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性僅與構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目、種類、相對(duì)位置有關(guān)。此外，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性與原動(dòng)件也有關(guān)系，因此，可以撇開(kāi)構(gòu)件的實(shí)際外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，而用統(tǒng)一規(guī)定的符號(hào)（參閱教材或GB4460-84）表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，按一定的比例尺表示運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。四、步驟1、使被測(cè)的機(jī)器或機(jī)構(gòu)模型運(yùn)動(dòng)起來(lái)，從原動(dòng)件開(kāi)始，循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，分清各運(yùn)動(dòng)單

4、元，確定構(gòu)件的數(shù)目。2、根據(jù)相聯(lián)接兩構(gòu)件的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，確定各運(yùn)動(dòng)副的種類。3、選定最能清楚地表達(dá)各構(gòu)件相互關(guān)系的面為投影面，選定原動(dòng)件的位置，按構(gòu)件聯(lián)接的順序，用規(guī)定的符號(hào)在草紙上以目測(cè)的比例畫(huà)出機(jī)構(gòu)示意圖兩張。在構(gòu)件旁標(biāo)注數(shù)字1、2、3，在運(yùn)動(dòng)副旁標(biāo)注字母A、B、C。4、仔細(xì)測(cè)量與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸（如轉(zhuǎn)動(dòng)副間的中心距、移動(dòng)副導(dǎo)路的位置或角度等），按規(guī)定的比例尺畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖兩張。長(zhǎng)度比例尺構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度（mm）AB構(gòu)件圖上長(zhǎng)度(mm)5、分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性，即計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度并與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度相對(duì)照，若與實(shí)際情況不符，要找出原因及時(shí)改正。五、測(cè)繪結(jié)果及分析六、思考題1、一

5、張正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)包括哪些必要的內(nèi)容？2、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，原動(dòng)件的位置能否任意選定？會(huì)不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的正確性？3、自由度大于或小于原動(dòng)件數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么后果？附：實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫(xiě)內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 三、實(shí)驗(yàn)原理 四、實(shí)驗(yàn)步驟五、測(cè)繪結(jié)果及分析（將下表畫(huà)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上并完成）編 號(hào)名 稱機(jī)構(gòu)示意圖自由度計(jì)算活動(dòng)構(gòu)件數(shù)=低副數(shù)=高副數(shù)=自由度數(shù)=原動(dòng)件數(shù)=編 號(hào)名 稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖自由度計(jì)算比例尺=活動(dòng)構(gòu)件數(shù)=低副數(shù)=高副數(shù)=自由度數(shù)=原動(dòng)件數(shù)=編 號(hào)名 稱機(jī)構(gòu)示意圖自由度計(jì)算活動(dòng)構(gòu)件數(shù)=低副數(shù)=高副數(shù)=自由度數(shù)=原動(dòng)件數(shù)=編 號(hào)名 稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖自由度計(jì)算比例尺=活動(dòng)構(gòu)件數(shù)=低副數(shù)=

6、高副數(shù)=自由度數(shù)=原動(dòng)件數(shù)=以上所畫(huà)圖中，如有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束應(yīng)在圖中指明。六、回答思考題實(shí)驗(yàn)二 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新方案拼接實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)組成原理的認(rèn)識(shí)；進(jìn)一步了解機(jī)構(gòu)組成及其運(yùn)動(dòng)特征；2訓(xùn)練學(xué)生的工程實(shí)踐動(dòng)手能力；3培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綜合設(shè)計(jì)的能力。二、實(shí)驗(yàn)原理任何機(jī)構(gòu)都是由自由度為零的若干桿組，依次聯(lián)接到原動(dòng)件（或已經(jīng)形成的簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)）和機(jī)架上的方法所組成。三、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、掌握實(shí)驗(yàn)原理。2、熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件組成及零件功能。3、自擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案或選擇指導(dǎo)書(shū)中提供的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案作為拼接實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。4、將所選定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理按桿組進(jìn)行正確拆分。5、正

7、確拼裝桿組。6、將桿組按運(yùn)動(dòng)的傳遞順序依次接到原動(dòng)件和機(jī)架上。四、正確拼裝桿組根據(jù)擬定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新方案拼接實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的零件按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳遞順序進(jìn)行拼接。拼接時(shí)，首先要分清機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件所占據(jù)的運(yùn)動(dòng)平面，并且使各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)在相互平行的平面內(nèi)進(jìn)行，其目的是避免各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件發(fā)生干涉。然后，以機(jī)架鉛垂面為參考面，所拼接的構(gòu)件以原動(dòng)構(gòu)件起始，依運(yùn)動(dòng)傳遞順序?qū)⒏鳁U組由里（參考面）向外進(jìn)行拼接。凸輪副的聯(lián)接 圖21 凸輪副的聯(lián)接圖安裝步驟：1.根據(jù)機(jī)構(gòu)要求選擇零件； 2.將軸安裝在機(jī)架的合適位置； 3.安裝輪、桿件； 4.調(diào)整支架、各軸之間的距離； 5.緊固各部件； 6.檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)件是否轉(zhuǎn)

8、動(dòng)正常；五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容下列各種機(jī)構(gòu)均選自于工程實(shí)踐。根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，任選一個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行拼接設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。1、自動(dòng)車床送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：由凸輪與連桿組合而成的組合式機(jī)構(gòu)。工作特點(diǎn)：一般凸輪為主動(dòng)件，能夠?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。應(yīng)用舉例：自動(dòng)車床送料及進(jìn)刀機(jī)構(gòu)。圖22所示，由平底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)桿5往復(fù)移動(dòng)，通過(guò)桿4與擺桿3及滑塊2帶動(dòng)從動(dòng)件1（推料桿）作周期性往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 圖22 自動(dòng)車床送料機(jī)構(gòu) 圖23 雙向加壓機(jī)構(gòu)思考題：機(jī)架E的位置對(duì)系統(tǒng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響？2、雙向加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例：齒輪連桿機(jī)構(gòu)，圖23所示為用于打包機(jī)中的雙向加壓機(jī)構(gòu)。擺桿6為主動(dòng)

9、件，通過(guò)滑塊5帶動(dòng)齒條4往復(fù)移動(dòng)，使齒輪1回轉(zhuǎn)。與齒輪1嚙合的齒條2、3的移動(dòng)方向相反，以完成緊包的動(dòng)作。思考題：設(shè)計(jì)使桿6擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)并對(duì)比采用B點(diǎn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性？3、兩側(cè)停歇的移動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：圖24所示機(jī)構(gòu)由六桿機(jī)構(gòu)ABCDEFG和曲柄滑塊GHI串聯(lián)組合而成，六桿機(jī)構(gòu)的從動(dòng)桿FG與GH固接，并成為GHI機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件。這是利用連桿BC上E點(diǎn)的軌跡如細(xì)線所示，其上弧段mn和mn弧段均與半徑r的圓弧很接近，圓弧中心分別為F和F。今在的垂直平分線上取一點(diǎn)G作為機(jī)架，以為搖桿5，以為連桿4，則當(dāng)E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到弧段、mn和弧段mn上時(shí)，搖桿5在和兩極限位置近似停歇。 圖24 兩側(cè)停歇的移動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖2

10、5曲柄滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的組合工作特點(diǎn)：主動(dòng)曲柄1作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿上的E點(diǎn)作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到mn或mn近似為圓弧段時(shí)，鉸鏈F或F處于曲率中心，保持靜止?fàn)顟B(tài)，擺桿6近似停歇，從而實(shí)現(xiàn)滑塊7往復(fù)上下限位置時(shí)的近似停歇。應(yīng)用舉例：可用于紡織機(jī)械的噴氣織機(jī)開(kāi)口機(jī)構(gòu)中，滑塊7作為綜框，它要上、下極限位置時(shí)需停歇一段時(shí)間以便引入緯紗。思考題：產(chǎn)生停歇時(shí)各構(gòu)件長(zhǎng)度應(yīng)為多少？要求速度分析。4、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)說(shuō)明：圖25所示機(jī)構(gòu)由偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合而成。其中下齒條為固定齒條，上齒條作往復(fù)移動(dòng)。工作特點(diǎn)：此組合機(jī)構(gòu)最重要的特點(diǎn)是上齒條的行程比齒輪3的鉸接中心點(diǎn)

11、C的行程大一倍。此外，由于齒輪中心C的軌跡對(duì)于點(diǎn)A偏置，所以上齒條和往復(fù)運(yùn)動(dòng)有急回特性。當(dāng)主動(dòng)件曲柄1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿2推動(dòng)齒輪3與上、下齒條嚙合傳動(dòng)。下齒條5固定，上齒條4作往復(fù)移動(dòng)，齒條移動(dòng)行程H=4R（R為齒輪3的半徑）。若將齒輪改用雙聯(lián)齒輪3和3，半徑分別為r3和r3。齒輪3與固定齒條嚙合，齒輪3與移動(dòng)齒條嚙合，其行程為，由此可見(jiàn)，當(dāng)r3r3時(shí)，H4R，故采用此種機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)行程放大。 圖26 多桿放大行程機(jī)構(gòu)5、多桿放大行程機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：圖26所示，由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1-2-3-6與導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)3-4-5-6組成六桿機(jī)構(gòu)。曲柄1為主動(dòng)件，從動(dòng)件5作往復(fù)移動(dòng)。工作特點(diǎn)：主動(dòng)件1的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換

12、為從動(dòng)件5的往復(fù)移動(dòng)。如果采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，則滑塊的行程受到曲柄長(zhǎng)度的限制。而該機(jī)構(gòu)在同樣曲柄長(zhǎng)度條件下能實(shí)現(xiàn)滑塊的大行程。應(yīng)用舉例：用于梳毛機(jī)堆毛板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。思考題：在構(gòu)件尺寸確定的情況下最大行程與何因素相關(guān)？6、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿與凸輪速度倍增機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：圖27所示，曲柄1為主動(dòng)件，凸輪3和導(dǎo)桿2固聯(lián)。工作特點(diǎn)：當(dāng)曲柄1從圖示位置順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，導(dǎo)桿和凸輪一起轉(zhuǎn)過(guò)180°。假設(shè)凸輪轉(zhuǎn)軸與曲柄軸同心即為復(fù)合鉸鏈，當(dāng)曲柄1從圖示位置順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，從動(dòng)件4移動(dòng)距離為S，在壓力角許用值相同的條件下，后者凸輪的尺寸要增大一倍左右。圖2-7所示機(jī)構(gòu)常用于凸輪升程較

13、大，而升程角受到某些因素的限制不能太大的情況。該機(jī)構(gòu)制造安裝簡(jiǎn)單，工作性能可靠。 要求：繪制凸輪或構(gòu)件4的速度曲線。 圖27 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿與凸輪速度倍增機(jī)構(gòu) 圖28鑄錠送料機(jī)構(gòu)7、鑄錠送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：圖28所示，滑塊為主動(dòng)件，通過(guò)連桿2驅(qū)動(dòng)雙搖桿ABCD，將從加熱爐出料的鑄錠（工件）送到下一道工序。工作特點(diǎn)：圖中實(shí)線位置為爐鑄錠進(jìn)入裝料器4中，裝料器4即為雙搖桿機(jī)構(gòu)ABCD中的連桿BC，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到虛線位置時(shí)，裝料器4翻轉(zhuǎn)180°把鑄錠卸放到下一道工序的位置。應(yīng)用舉例：加熱爐出料設(shè)備，加工機(jī)械的上料設(shè)備等。要求：根據(jù)各構(gòu)件極限尺寸設(shè)計(jì)工件翻轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)。六、機(jī)構(gòu)組成原理的拼接設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

14、1、繪制實(shí)際拼裝的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并在簡(jiǎn)圖中標(biāo)識(shí)實(shí)測(cè)所得的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸。2、簡(jiǎn)要說(shuō)明機(jī)構(gòu)桿組的拆組過(guò)程，并畫(huà)出所拆桿組簡(jiǎn)圖。3、根據(jù)你所拆分的桿組，按不同的順序進(jìn)行排列桿組，可能組合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案有哪一些？要求用簡(jiǎn)圖表示出來(lái)，就運(yùn)動(dòng)傳遞情況作方案比較，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。實(shí)驗(yàn)三 漸開(kāi)線齒廓的范成原理一、目的1、了解用范成法加工漸開(kāi)線齒輪齒廓的原理；2、了解用上述方法加工時(shí)，齒廓產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因及避免根切的方法；3、了解刀具徑向變位對(duì)齒輪齒形和幾何尺寸的影響。二、設(shè)備和工具1、齒輪范成儀；2、學(xué)生自備繪A4圖紙、圓規(guī)、三角板、剪刀、鉛筆(或圓珠筆)、計(jì)算器。三、原理范成法是根據(jù)一對(duì)漸開(kāi)線齒輪（

15、或齒輪與齒條）相互嚙合時(shí)，其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來(lái)切制齒輪的一種方法。如果把其中的一個(gè)齒輪(或齒條)作成刀具，另一個(gè)當(dāng)作齒坯，使兩者作純滾動(dòng)，則在各個(gè)瞬時(shí)所畫(huà)刀刃位置的包絡(luò)線，便在齒坯上形成了漸開(kāi)線齒廓。為了能清楚地觀察到刀刃相對(duì)齒坯的各個(gè)位置形成包絡(luò)線的過(guò)程，通常用齒輪范成儀進(jìn)行范成實(shí)驗(yàn)。范成儀的結(jié)構(gòu)型式較多，例如刀具與齒坯間的傳動(dòng)方式有摩擦傳動(dòng)、鋼絲繩傳動(dòng)和齒輪齒條嚙合傳動(dòng)等，但基本原理是保證刀具與齒坯作純滾動(dòng)，這一點(diǎn)是相同的。鋼絲繩傳動(dòng)的齒輪范成儀，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，繪圖紙表示齒坯，固接在托盤1上，齒條刀具2安裝在溜板4的徑向?qū)Р壑校缮舷抡{(diào)節(jié)，用鎖緊螺母5固定。溜板4安裝在機(jī)

16、架3的水平導(dǎo)槽中，齒條刀具2可隨4作水平移動(dòng)。鋼絲7將托盤1和齒條刀具2聯(lián)系起來(lái)，鋼絲圓弧代表被加工齒輪的分度圓，它與刀具節(jié)線E兩者作純滾動(dòng)。在圖3-1中，刀具中線與節(jié)線E重合。通過(guò)調(diào)節(jié)齒條刀具相對(duì)齒坯的徑向位置，可以范成出標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的齒廓。圖3-11-圖紙托盤；2-齒條刀具；3-機(jī)架；4-溜板；5-鎖緊螺母；6-調(diào)節(jié)螺釘7-鋼絲；8-定位銷；9-壓板；10-鎖緊螺母；11-半圓盤四、步驟1在繪圖紙上按照指導(dǎo)教師給出的齒輪參數(shù)，計(jì)算并繪出標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒根圓、基圓、分度圓、齒頂圓和變位齒輪的齒根圓、齒頂圓(變位系數(shù)x值由指導(dǎo)教師給出或者按不根切的最小變位系數(shù)確定)。用剪刀沿比齒頂圓稍大一些

17、的圓周剪下得到齒坯。2繪制標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓(參看圖3-1)(1)將齒坯安裝到托盤1上，注意兩者圓心重合。(2)調(diào)整齒條刀具2的徑向位置，使刀具中線與齒坯分度圓相切。(3)將齒條刀具推至左(或右)極限位置，用筆在齒坯上畫(huà)出齒條刀具的齒廓線，然后向右(或左)每次移動(dòng)刀具約3至5mm畫(huà)一次刀具齒廓線，直到繪出2至3個(gè)完整的齒廓為止。這些齒廓的包絡(luò)線即為標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪的齒廓，如圖32所示：圖3-23觀察根切現(xiàn)象4繪制變位齒輪齒廓(1)將齒坯相對(duì)齒條刀具轉(zhuǎn)動(dòng)120°，重新安裝齒坯。(2)調(diào)整刀具徑向位置，使齒條刀具中線相對(duì)于繪制標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)的位置后移xm距離(正變位)或前移xm距離(負(fù)變位)。(3)

18、按繪制標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓的步驟，繪出有2至3個(gè)完整齒的變位齒輪齒廓。圖3-3為正變位齒廓。(4)觀察繪得的齒廓并與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓作對(duì)照和分析。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知數(shù)據(jù)： 基本參數(shù) m = 20 ，= 20 ，z= 8 ，C*=0.25 圖3-3六、思考題1用同把齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪時(shí)，定性比較下述幾何參數(shù)和尺寸的變化：m、da、d、df、db、ha、hf、s、e和p。2根切現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的?避免根切可采取哪些措施?附：實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫(xiě)內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 三、實(shí)驗(yàn)原理 四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（將下表畫(huà)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上并完成）齒廓范成圖（貼在另一頁(yè)紙上）序號(hào)項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果

19、標(biāo)準(zhǔn)齒輪變位齒輪正變位負(fù)變位1分度圓直徑d = mz2變位量變位量 = xm3齒根圓直徑df = m(z-2ha*-2c*+2x)4齒頂圓直徑da = m(z+2ha*+2x)5基圓直徑db = mzCOS6齒距p = m7分度圓齒厚s = 8分度圓齒槽寬e = 六、回答思考題實(shí)驗(yàn)四 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測(cè)定一、目的1掌握用簡(jiǎn)單量具測(cè)定漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法；2加深理解漸開(kāi)線的性質(zhì)及齒輪各參數(shù)之間相互關(guān)系的知識(shí)。二、設(shè)備和工具1被測(cè)齒輪兩個(gè)，齒數(shù)各為奇、偶數(shù)；2游標(biāo)讀數(shù)精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺；3機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)；4學(xué)生自備計(jì)算器及紙、筆等文具。 圖4-1三、原理1測(cè)定模數(shù)m

20、和壓力角如圖41所示，當(dāng)量具的測(cè)足在被測(cè)齒輪上跨k個(gè)齒時(shí)，其公法線長(zhǎng)度為：Wk = (k - 1) pb + sb同理，若跨k+1個(gè)齒時(shí)，其公法線長(zhǎng)度應(yīng)為：Wk+1 = kpb + sb所以 Wk+1 - Wk = pb （41）又因 pb = m cos pb Wk+1-Wk所以 m= = （42）cos cos式中pb為被測(cè)齒輪的基圓齒距，可從式(3-1)求得。從齒輪標(biāo)準(zhǔn)可以知道，可能是15°，也可能是20°，故分別用15°和20°代入式(4-2)算得兩個(gè)模數(shù)，其數(shù)值最接近于標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的一組m和，即是被測(cè)齒輪的模數(shù)m和 壓力角。為了使量具的測(cè)足能保證與

21、齒廓的漸開(kāi)線部分相切，所需的跨齒數(shù)k不能隨意定。它受齒數(shù)、壓力角和變位系數(shù)等多種因素的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)可初步參照表4l查出。表4-1z12181927283637454654556364727381k234567892測(cè)定變位系數(shù)x與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，變位齒輪的齒厚發(fā)生了變化，所以它的公法線長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的公法線長(zhǎng)度也就不相等。兩者之差就是公法線長(zhǎng)度的增量，它等于2xmsin。設(shè)Wk為被測(cè)齒輪跨k個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度，Wk'為同樣m、z和的標(biāo)淮齒輪跨k個(gè)齒的公法線長(zhǎng)度則 Wk- Wk'=2xmsin即 （43）式中：Wk'可從機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得，代入式(4-3)即可求出變位系數(shù)

22、x。3測(cè)定齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*為了測(cè)定ha*和c*，應(yīng)先測(cè)出齒根圓直徑df。對(duì)于齒數(shù)為偶數(shù)的齒輪，df可用游標(biāo)卡尺直接測(cè)出。對(duì)于齒數(shù)為奇數(shù)的齒輪，則需用間接法進(jìn)行測(cè)量。由圖42df=Dk+2H由此可求得齒根高h(yuǎn)f的測(cè)定值而齒根高的計(jì)算公式 (44)其中僅和為未知。因?yàn)椴煌X制的和都是已知的標(biāo)準(zhǔn)值，故以正常齒制的 =1、=0.25和短齒制的0.8、 =03兩組標(biāo)準(zhǔn)值分別代入式(44)，看何者最接近于的測(cè)定值，則那一組的和即為所求。圖44四、步驟1數(shù)出齒數(shù)，按表41查取跨齒數(shù)。2每個(gè)齒輪選三個(gè)位置測(cè)出公法線長(zhǎng)度Wk+1、Wk，齒根圓直徑df，取其平均值作為測(cè)量，按有關(guān)公式逐個(gè)計(jì)算齒輪的參

23、數(shù)并記入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。五、測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果六、思考題1測(cè)量齒輪公法線長(zhǎng)度的公式Wk=(k-1)pb+Sb是依據(jù)漸開(kāi)線的哪條性質(zhì)推導(dǎo)而得的？2齒厚的上、下偏差均為負(fù)值，所以實(shí)際測(cè)到的公法線長(zhǎng)度比理論值略小，會(huì)影響變位系數(shù)x測(cè)量的精確性，在生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)此應(yīng)如何加以處理?3兩個(gè)齒輪的參數(shù)測(cè)定后，怎樣判斷它們能否正確嚙合?如能，又怎樣判斷它們的傳動(dòng)類型?附：實(shí)驗(yàn)報(bào)告填寫(xiě)內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 三、實(shí)驗(yàn)原理 四、實(shí)驗(yàn)步驟五、測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果（將下表畫(huà)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上并完成）（一）測(cè)量數(shù)據(jù)齒輪編號(hào)zk測(cè)量次數(shù)123平均值123平均值wk(mm)Wk+1(mm)df(mm)（二） 計(jì)算結(jié)果項(xiàng) 目計(jì) 算

24、 公 式計(jì) 算 結(jié) 果pbPb = wk+1-wkPb1 =Pb2 =m和aPbm = cos am1 =a1 =m2 =a2 =wk查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)Wk1 =Wk2 =xwk-wkx = 2m sinax1 =x2 =hfmz-dfhf = 2hf1 =hf2 =h*a和c*hf = m(h*a+c*-x)h*a1 =c*1 =h*2 =c*2 =六、回答思考題實(shí)驗(yàn)五 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?鞏固轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡知識(shí)，加深轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡概念的理解：2掌握剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)的原理及基本方法。二實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工具1CS-DP-10型動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)：2試件(試驗(yàn)轉(zhuǎn)子)；3天平；4平衡塊(若干)及橡皮泥(少許)

25、。三實(shí)驗(yàn)原理與方法本實(shí)驗(yàn)采用的CS-DP-10型動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)的簡(jiǎn)圖如圖51所示。待平衡的試件1安放在框形擺架的支承滾輪上，擺架的左端與工字形板簧3固結(jié)，右端呈懸臂。電動(dòng)機(jī)4通過(guò)皮帶帶動(dòng)試件旋轉(zhuǎn)，當(dāng)試件有不平衡質(zhì)量存在時(shí)，則產(chǎn)生的離心慣性力將使擺架繞工字形板簧做上下周期性的微幅振動(dòng)，通過(guò)百分表5可觀察振幅的大小。 1轉(zhuǎn)子試件 2擺架 3工字形板簧 4電動(dòng)機(jī) 5百分表 6補(bǔ)償盤 7差速器 8蝸桿圖51 CS-DP-10型動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)圖試件的不平衡質(zhì)量的大小和相位可通過(guò)安裝在擺架右端的測(cè)量系統(tǒng)獲得。這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)由補(bǔ)償盤6和差速器7組成。差速器的左端為轉(zhuǎn)動(dòng)輸入端(n1)通過(guò)柔性聯(lián)軸器與試件聯(lián)接，右端

26、為輸出端(n3)與補(bǔ)償盤聯(lián)接。差速器由齒數(shù)和模數(shù)相同的三個(gè)圓錐齒輪和一個(gè)蝸輪(轉(zhuǎn)臂H)組成。當(dāng)轉(zhuǎn)臂蝸輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：n3nl，即補(bǔ)償盤的轉(zhuǎn)速n3與試件的轉(zhuǎn)速nl大小相等轉(zhuǎn)向相反；當(dāng)通過(guò)手柄搖動(dòng)蝸桿8從而帶動(dòng)蝸輪以nH轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可得出：n32nH-nl，即n3n1，所以搖動(dòng)蝸桿可改變補(bǔ)償盤與試件之間的相對(duì)角位移。圖52所示為動(dòng)平衡機(jī)工作原理圖，試件轉(zhuǎn)動(dòng)后不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力F=2mr，它可分解為垂直分力Fy和水平分力Fx，由于平衡機(jī)的工字形板簧在水平方向(繞y軸)的抗彎剛度很大，所以水平分力Fx對(duì)擺架的振動(dòng)影響很小，可忽略不計(jì)。而在垂直方向(繞x軸)的抗彎剛度小，因此在垂直分力產(chǎn)生的力矩M=Fy

27、·l=2mrlsin 的作用下，擺架產(chǎn)生周期性上下振動(dòng)。圖52動(dòng)平衡機(jī)工作原理圖由動(dòng)平衡原理可知，任一轉(zhuǎn)子上諸多不平衡質(zhì)量，都可以用分別處于兩個(gè)任選平面I、內(nèi)，回轉(zhuǎn)半徑分別為r1、r1，相位角分別為.，的兩個(gè)不平衡質(zhì)量來(lái)等效。只要這兩個(gè)不平衡質(zhì)量得到平衡，則該轉(zhuǎn)子即達(dá)到動(dòng)平衡。找出這兩個(gè)不平衡質(zhì)量并相應(yīng)的加上平衡質(zhì)量(或減去不平衡質(zhì)量)就是本試驗(yàn)要解決的問(wèn)題。設(shè)試件在圓盤I、II各等效著一個(gè)不平衡質(zhì)量m，和m，對(duì)x軸產(chǎn)生的慣性力矩為： Mt0 ；Mn=2 mrlsin( t )擺架振幅y大小與力矩M的最大值成正比： y2 mrl；而不平衡質(zhì)量m產(chǎn)生的慣性力以及皮帶對(duì)轉(zhuǎn)子的作用力均通過(guò)

28、x軸，所以不影響擺架的振動(dòng)，因此可以分別平衡圓盤和圓盤I。本實(shí)驗(yàn)的基本方法是：首先，用補(bǔ)償盤作為平衡平面，通過(guò)加平衡質(zhì)量和利用差速器改變補(bǔ)償盤與試件轉(zhuǎn)子的相對(duì)角度，來(lái)平衡圓盤II上的離心慣性力，從而實(shí)現(xiàn)擺架的平衡；然后，將補(bǔ)償盤上的平衡質(zhì)量轉(zhuǎn)移到圓盤上，再實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的平衡。具體操作如下：在補(bǔ)償盤上帶刻度的溝槽端部加一適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，在試件旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下?lián)u動(dòng)蝸桿手柄使蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))，從而改變補(bǔ)償盤與試件轉(zhuǎn)子的相對(duì)角度，觀察百分表振動(dòng)使其達(dá)到最小，停止轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。(搖動(dòng)手柄要講究方法：蝸桿安裝在機(jī)架上，蝸輪安裝在擺架上，兩者之間有很大間隙。蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，稍微反轉(zhuǎn)一下，脫離與蝸輪的接觸，這樣才能

29、使擺架自由振動(dòng)，這時(shí)觀察振幅。通過(guò)間歇性地使蝸輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)和觀察振幅變化，最終可找到振幅最小的位置。)停機(jī)后在溝槽內(nèi)再加一些平衡質(zhì)量，再開(kāi)機(jī)左右轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，如振幅已很小(百分表擺動(dòng)±12格)可認(rèn)為擺架已達(dá)到平衡。亦可將最后加在溝槽內(nèi)的平衡質(zhì)量的位置沿半徑方向作一定調(diào)整，來(lái)減小振幅。將最后調(diào)整到最小振幅的手柄位置保持不動(dòng)，停機(jī)后用手轉(zhuǎn)動(dòng)試件使補(bǔ)償盤上的平衡質(zhì)量轉(zhuǎn)到最高位置。由慣性力矩平衡條件可知，圓盤上的不平衡質(zhì)量m必在圓盤的最低位置。再將補(bǔ)償盤上的平衡質(zhì)量mp' 按力矩等效的原則轉(zhuǎn)換為位于圓盤上最高位置的平衡質(zhì)量mp，即可實(shí)現(xiàn)試件轉(zhuǎn)子的平衡。根據(jù)等效條件有： mprplmp'rp' l p rp' l pmpmp' (51) rpl式中各半徑和長(zhǎng)度含義見(jiàn)圖52，其中rp=70mm，l210mm，l p 550rnm。而rp'由補(bǔ)償盤溝槽上的刻度讀出。補(bǔ)償盤上若有多個(gè)平衡質(zhì)量，且裝加半徑不同，可將每一平衡質(zhì)量分別等效后求和。在平衡了圓盤后，將試件轉(zhuǎn)子從平衡機(jī)上取下，重新安裝成以圓盤為驅(qū)動(dòng)輪，再按上述方法求出圓盤