數(shù)控二班 機械設計基礎實訓報告1和2

實驗一漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測定實訓時間：2011年9月2日星期五第3至4節(jié)實訓地點：實訓中心B-201-2一、實驗目的1.培養(yǎng)學生運用所學知識解決齒輪參數(shù)測定這一生產(chǎn)實際問題的動手能力。2.初步掌握齒輪參數(shù)的基本測定方法，進一步鞏固有關齒輪方面的基本知識。二、注意事項及要求1.測量齒輪根圓直徑df時，若齒輪齒數(shù)為偶數(shù)，則df可用卡尺直接在待測齒輪上測量，如圖2-3。若齒輪齒數(shù)為奇數(shù)，則df須采用間接測量方法測得，df=D+2H，如圖1-4所示。圖1-3圖1-42.為了減少測量誤差，測量df時，同一數(shù)值應在不同位置上測量三次，然后取其算術平均值，且為避免公法線長度變動量的影響，在測量和中的幾個齒上進行；測量和和值時，則應在齒輪一周的三個均分部位上測量三次，取其算術平均值。3.要求做到人人動手，在三個測量項目df、和中，實驗小組的每個成員，至少要單獨測量一項。4.須保證卡尺的兩個量足與齒廓在分度圓附近相切。三、實驗內容1.測定一個奇數(shù)齒輪和一個偶數(shù)齒輪的模數(shù)m、壓力角α、齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*、變位系數(shù)x等參數(shù)。2.判定所測齒輪是標準齒輪還是變位齒輪。四、實驗設備與工具1.奇數(shù)齒輪和偶數(shù)齒輪各一個。2.游標卡尺、公法線長度千分尺。五、實驗原理漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)z、模數(shù)m、齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*、分度圓壓力角α和變位系數(shù)x等。本實驗通過對齒輪有關幾何尺寸的測量，再通過計算（或查表）得出該齒輪的基本參數(shù)。其原理分別為：1.模數(shù)和壓力角的測定當用公法線千分尺在齒輪上跨過k個齒時，兩卡腳與齒廓相切于AB兩點，兩切點間的距離即為公法線長度(如圖1-1所示)，用Wk表示。標準齒輪的公法線長度為：Wk=m[2.952(k-0.5)+0.014z]（1-1）k=0.5+0.111z(四舍五入取整)圖1-1圖1-2為保證卡尺的兩個量足與齒廓的漸開線部分相切，卡尺的兩量足所跨的齒數(shù)k可通過上式求得，也可根據(jù)被測齒輪的齒數(shù)z參照表1-1選取。由圖1-1知：當跨齒數(shù)為k時，其公法線長度為：Wk=(k-1)Pb+Sb（1-2）式中：Pb為基圓齒距，Sb為基圓上的齒厚由式（1-2）和圖1-2知：當跨齒數(shù)k+1時，其公法線長度可分別表示為：Wk+1=kPb+Sb故有Wk+1-Wk=kPb+Sb-(k-1)Pb-Sb=Pb又因Pb=πmcosα故有(1-3)式中的α可能是20°，也可能是15°。分別用15°和20°代入式（1-3），算出兩個模數(shù)并與標準值對比，最接近標準模數(shù)的一組m和α，即為所求齒輪的模數(shù)和壓力角。表1-1跨測齒數(shù)k的推薦值齒數(shù)z12~1819~2728~3637~4546~5455~6364~7273~81跨齒數(shù)k234567892.變位系數(shù)的測定變位直齒圓柱齒輪公法線長度的計算公式為將測得的齒輪公法線長度值與通過式（1-1）計算得到的作比較，可判斷被測齒輪是否為變位齒輪。其判斷方法為：若，則被測齒輪為標準齒輪。若，則被測齒輪為變位齒輪。變位齒輪的變位系數(shù)為：(1-4)若x>0，則被測齒輪為正變位齒輪。若x<0，則被測齒輪為負變位齒輪。3.齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*的測定通過測量齒根圓直徑df，可測定ha*和c*。若測出df值，則由齒輪的幾何關系知：(1-5)式中ha*和c*為未知，可分別用正常齒制ha*=1，c*=0.25，短齒制ha*=0.8，c*=0.3兩組標準值代入（1-5），取最接近hf的一組ha*和c*，即為所求值。六、實驗步驟1.直接計數(shù)齒輪的齒數(shù)。2.測量Wk、Wk+1和df，對每一個尺寸應測量三次，取其平均值為測量數(shù)據(jù)。3.利用公式計算m、α、x、ha*和c*。七、思考題1.決定齒廓形狀的基本參數(shù)有哪些？2.測量公法線長度時，卡尺的卡腳若放在漸開線齒廓的不同位置上，對所測定的公法線長度Wk和Wk+1有無影響？為什么？3.在測量齒根圓直徑df時，對偶數(shù)齒輪和奇數(shù)齒輪在測量方法上有什么不同？

實驗二帶傳動的分析實訓時間：2011年9月16、23號星期五第3至4節(jié)實訓地點：實訓中心B-201-2一、試驗目的通過實訓，了解帶傳動種類，了解帶傳動的工作原理，掌握帶傳動的裝配與調試方法以及維護。二、試驗內容與要求實訓內容：1.了解帶傳動的工作原理和傳動比；2.了解帶傳動的類型和特點；3.了解帶傳動帶的彈性滑動和打滑；4.掌握帶傳動的裝配與調試方法；5．掌握帶傳動的失效、張緊和維護。實訓要求：1、正確使用工具、量具；2、實驗臺進行帶傳動的演示時，要采取相應的防護措施；3、在帶傳動機構帶的安裝過程要單人操作；4、遵守各種操作規(guī)程，文明生產(chǎn)。三、試驗設備與量具游標卡尺、千分尺、百分表及表座、機修鉗工常用工具、帶傳動試驗臺四、實驗原理（一）、帶傳動的工作原理和傳動比帶傳動是由帶和帶輪組成傳遞運動和（或）動力的傳動，分摩擦傳動和嚙合傳動兩類。1、帶傳動的工作原理帶傳動是利用帶作為中間撓性件，依靠帶與帶輪之間的摩擦力或嚙合來傳遞運動和（或）動力的。2、帶傳動的傳動比帶傳動的傳動比i就是帶輪角速度之比，或帶輪的轉速之比，用公式表示為i=式中w1——主動輪的角速度，rad/s;W2——從動輪的角速度，rad/s;（二）、帶傳動的類型和特點帶傳動由主動帶輪1、從動帶輪2和撓性帶3組成，借助帶與帶輪之間的摩擦或嚙合，將主動輪1的運動傳給從動輪2，如圖2-1所示。圖2-1帶傳動示意圖1、帶傳動類型根據(jù)工作原理不同，帶傳動可分為摩擦帶傳動和嚙合帶傳動兩類。摩擦帶傳動是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運動的。按撓性帶的截面形狀，帶傳動可分為四種類型，如圖2-2所示。(1)平帶傳動。平帶的橫截面為扁平矩形（圖2-2a），內表面與輪緣接觸為工作面。常用的平帶有普通平帶(膠帆布帶)、皮革平帶和棉布帶等，在高速傳動中常使用麻織帶和絲織帶。其中以普通平帶應用最廣。平帶可適用于平行軸交叉?zhèn)鲃雍徒诲e軸的半交叉?zhèn)鲃印)b)c)d)圖2-2帶傳動的類型(2)V帶傳動。V型帶又稱三角帶，是傳動帶中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的一種產(chǎn)品。V帶的橫截面為梯形，兩側面為工作面（圖2-2b），能傳遞較大的載荷。V帶主要由頂膠1、抗拉體2、底膠3和包布4等部分組成如圖1-3。V帶受彎曲時，頂膠伸長，底膠縮短，兩者之間長度保持不變的中性層稱為節(jié)面，節(jié)面的寬度也保持不變，稱為節(jié)寬bp。V帶的高度與其節(jié)寬bp之比h/bp稱為相對高度，根據(jù)相對高度h/bp的不同，V帶又有普通V帶、窄V帶和寬V帶之分。普通V帶尺寸已經(jīng)標準化，按截面尺寸的不同，可分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。其中Y型截面最小，而E型截面大，其相對高度約為0.7；窗布芯V帶制造方便，繩芯V帶柔韌性、曲撓性好；窄V帶的相對高度約為0.9，是用合成纖維繩作抗拉體的新型V帶，相同高度的窄帶比普通V帶寬度減小約1/3，承載能力卻可提高1.5~2.5倍，窄V帶也已標準化，按截面尺寸分為SPZ、SPA、SPB、SPC四種型號。a)窗布芯普通V帶b)普通V帶c)窄V帶圖2-3普通V帶和窄V帶的結構(3)多楔帶傳動。多楔帶是若干V帶的組合(圖2-2c),可避免多根V帶長度不等,傳力不均的缺點。(4)圓形帶傳動。橫截面為圓形(圖2-2d),常用皮革或棉繩制成,它可以自由彎曲驅動。這種帶多為聚氨酯制造的，通常沒有芯體，結構最為簡單，使用方便。圓形帶常運用在小型機床、縫紉機、精密機械等方面。(5)嚙合帶傳動是依靠帶輪上的齒與帶上的齒或孔嚙合傳遞運動的。嚙合帶傳動有兩種類型，如圖2-4所示。(6)同步帶傳動。利用帶的齒與帶輪上的齒相嚙合傳遞運動和動力，帶與帶輪間為嚙合傳動沒有相對滑動，可保持主、從動輪線速度同步（圖2-4a）。目前同步帶傳動主要用于中小功率要求速比準確的傳動中：如計算機、數(shù)控機床、紡織機械、煙草機械等。(7)齒孔帶傳動。帶上的孔與輪上的齒相嚙合，同樣可避免帶與帶輪之間的相對滑動，使主、從動輪保持同步運動（圖2-4b）。a)同步齒形帶傳動b)齒孔帶傳動圖2-4嚙合帶傳動2、帶傳動特點帶傳動的主要特點是：傳動平穩(wěn)，傳動中心距大，噪聲小，結構簡單，能緩和沖擊，過載時撓性帶發(fā)生打滑而避免損壞裝置；但不能保證準確的傳動比。（三）、帶的彈性滑動和打滑1、彈性滑動由于帶傳動存在緊邊和松邊，在緊邊時帶被彈性拉長，到松邊時又產(chǎn)生收縮，引起帶在輪上發(fā)生微小局部滑動，這種現(xiàn)象稱為彈性滑動。彈性滑動是帶正常工作時不可避免的現(xiàn)象。2、打滑當外載較小時，彈性滑動只發(fā)生在帶即將由主、從動輪離開的一段弧上。傳遞外載增大時，有效拉力隨之加大，彈性滑動區(qū)域也隨之擴大，當有效拉力達到或超過某一極限值時，帶與小帶輪在整個接觸弧上的摩擦力達到極限，若外載繼續(xù)增加，帶將沿整個接觸弧滑動，這種現(xiàn)象稱為打滑。此時主動輪還在轉動，但從動輪轉速急劇下降，帶迅速磨損、發(fā)熱而損壞，使傳動失效。所以必須避免打滑。（四）、帶傳動的失效、張緊及安裝和維護1、帶傳動的主要失效形式（1）帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力。（2）帶由于疲勞產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷。（3）帶的工作面磨損。2、帶傳動的安裝與維護正確的安裝和維護是保證帶傳動正常工作、延長膠帶使用壽命的有效措施，一般應注意以下幾點：（1）安裝前，如果兩軸中心距是可調整的結構，應先將中心距縮短，膠帶裝好后再按要求調整好中心距；如果兩軸中心距是不可調整的，則可將一根三角帶先套入輪槽中去，然后轉動另一個皮帶輪，將三角膠帶裝上，用同樣方法將一組三角膠帶都裝上。圖2-5帶輪的安裝位置（2）平行軸傳動時各帶輪的軸線必須保持規(guī)定的平行度。V帶傳動主、從動輪輪槽必須調整在同一平面內，誤差不得超過20′，否則會引起V帶的扭曲使兩側面過早磨損。如圖2-5所示。圖2-5帶輪的安裝位置（3）安裝時禁止用工具硬撬、硬拽上三角帶，以防三角膠帶伸長或過松過緊現(xiàn)象。（4）多根V帶傳動時，為避免各根V帶載荷分布不均，帶的配組公差（請參閱有關手冊）應在規(guī)定的范圍內。（5）三角膠帶的松緊度必須經(jīng)常檢查調整，使之符合要求。三角帶過松不僅容易打滑，也增加三角帶磨損，甚至不能傳遞動力；過緊，不僅會使三角帶拉長變形，容易損壞，同時也會造成發(fā)動機主軸承的離合器軸承因受力過大，而加速三角帶磨損。（6）對帶傳動應定期檢查及時調整，發(fā)現(xiàn)損壞的V帶應及時更換，新舊帶、普通V帶和窄V帶、不同規(guī)格的V帶均不能混合使用。（7）帶傳動裝置必須安裝安全防護罩。這樣既可防止絞傷人，又可以防止灰塵、油及其它雜物飛濺到帶上影響傳動。（五）、生產(chǎn)實習圖（帶傳動實驗臺）本實驗臺主要用于常用帶傳動演示，讓學生能夠了解到不同類型的帶傳動的特點以及安裝和調試方法。圖2-6帶傳動實驗臺的機構圖1、電機2、V帶傳動3、變速箱4、同步帶傳動5、平帶傳動三、實訓步驟1、實訓的方法：以每班實際人數(shù)分組，每組4-6人，每組一套工具一套量具。2、實訓的步驟：（1）通過實驗臺進行帶傳動的演示；（2）拆