機械設計基礎實驗

實驗一平面機構運動簡圖的繪制和結構分析一、實驗目的1、掌握從實際機械中繪出機構運動簡圖的原則、方法和技巧。2、進一步鞏固機構結構分析的基本原理。3、驗證和鞏固機構自由度的計算。二、設備和工具1、縫紉機2、牛頭刨床3、蒸汽機模型4、其它機構5、鋼尺、卡尺6．鉛筆、橡皮、稿紙(自備)三、繪制機構運動簡用的基本原理和方法1、應用符號由于機構的運動僅與機構中所有的構件數(shù)目和運動副的數(shù)目、種類、相對位置有關，因此在繪制機構運動簡圖時可以撇開構件的復雜外形和運動副的具體構造，而用規(guī)定的符號來代表運動副，用簡單的線條來代表構件，并按一定的比例表示運動副的相對位置，以此說明實際機構的運動特征。表中為常用的符號。2、繪制方法（1）測繪時，使被測機構作緩慢的運動，從原動構件開始，按機構傳動路線，仔細觀察機構的運動，分清各個運動單位。從而確定組成機構的構件數(shù)目。（2）根據(jù)聯(lián)接的構件間的接觸情況及相對運動的性質(zhì)，確定各個運動副的種類，確定各類運動副的數(shù)目。（3）要選擇最能表示機構運動特性的平面作為視圖平面（各構件運動平面）。（4）在稿紙上徒手按規(guī)定的符號及構件的聯(lián)接次序，逐步畫出機構運動簡圖的草圖。然后用數(shù)字1、2、3、......分別標注各構件，用A、B、C、.....分別標注各運動副。（5）仔細測量機構的各運動尺寸（如轉(zhuǎn)動副間的中心距、移動副導路的位置），對于高副，則應仔細測出高副的輪廓曲線及其位置，把已測量的運動尺寸標注在草圖上，然后，以一適當比例尺，作出正式的機構運動簡圖(如果不嚴格按比例繪制的機構運動簡圖即稱機構示意圖)。比例尺=表1部分常用機構運動簡圖符號四、計算機構的自由度對于平面機構的自由度，可按如下公式計算：式中：n——機構中活動構件的數(shù)目；——機構中低副的數(shù)目；一一機構中高副的數(shù)目。在計算中，要特別注意機構中出現(xiàn)的復合鉸鏈、局部自由度、虛約束等情況，如計算的機構自由度與實際的自由度不一致時，應找出其原因，加以糾正。五、實驗內(nèi)容及要求1、閱讀教科書有關章節(jié)。從所舉實例中熟悉繪制機構運動簡圖的方法。2、在稿紙上，繪制指定的機構運動簡圖。（1）牛頭刨床擺動導桿機構。如測繪出機構運動簡圖，則測量出各桿件的實際尺寸，按比例繪制其機構運動簡圖，計算其自由度并進行結構分析。（2）蒸汽機機構。如測繪出機構運動簡圖，則測量出各桿件的實際尺寸，按比例繪制其機構運動簡圖，計算其自由度并進行結構分析。（3）縫紉機踏板機構，送針挑線機構。畫出其示意圖，計算其自由度。（4）牛頭刨床變速機構。畫出其示意圖，計算其自由度。（5）選測其它機構運動簡圖，并計算自由度。完成實驗后，將草圖交給指導教師審閱，如有錯誤及時修改。六、思考題1、一個正確機構運動簡圖應能說明哪些內(nèi)容?2、繪制機構運動簡圖時，如任意選擇原動件的位置會不會影響簡圖的正確性?《平面機構運動簡圖繪制》實驗報告自由度F=自由度F=自由度F=實驗二漸開線齒輪范成原理一、實驗目的1、掌握用范成法加工漸開線齒輪的．基本原理。2、了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原和避免根切的辦法。3、比較變位齒輪和標準齒輪的異同點。4、輪漸開線輪廓及齒根過渡曲線的形反過程。二、實驗設備和工具1、齒輪范成儀2、齒輪毛坯(以圖紙代替)3、三角尺、雙色筆、圓規(guī)(自備)三、原理和方法范成法是利用一對齒輪相互嚙合時，其共軛齒廓互為包絡線的原理來加工輪齒的一種方法。加工時，一個齒輪為刀具，另一齒輪為輪坯，它們保持固定的角速比傳動，完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動一樣，同時刀具還沿輪坯的軸向作切削運動。這樣加工出來的齒輪齒廓就是刀具刀刃在各位置的包絡線。令若用漸開線作為刀具齒廓，則其包絡線亦必為漸開線。由于在實際加工時看不到刀刃在各個位置形成包絡線的過程，故通過齒輪范成儀來實觀輪坯與刀具間的傳動過程，并用鉛筆將刀具刀刃的各個位置記錄在繪圖紙上，這樣我們就能清楚地觀察到齒輪范成的過程和被加工的齒輪齒廓。范成儀所用的刀具為齒條插刀，儀器構造如圖1所示。細鋼絲1的一端固定在長方形滑板材的A點，然后順著AP饒過圓盤2一周(圓盤圓周挖有凹槽)，再經(jīng)P引至B點，B點固定在滑板上，鐵絲中點通過螺釘固定在圓盤上?；?安裝在導軌7中，可以圖1范成儀機構簡圖沿AB方向作往復移動，而圓盤2可繞軸心O轉(zhuǎn)動，由于細鋼絲的這種纏繞方式使得滑板4沿AB作直線運動時，圓盤2被迫作旋轉(zhuǎn)運動。其旋轉(zhuǎn)角o=V／f。V為滑板的移動速度，r為被加工齒輪的分度圓半徑。這就保證了毛坯的分度圓與直線AB作純滾動。如果將齒條刀5固定在滑板上，則AB就相當于齒條刀的節(jié)線，現(xiàn)圓盤2上固定一大圓盤3當作齒輪毛坯，當被加工齒輪分度圓與刀具節(jié)線AB作純滾動，同時存在刀具上下的切削運動，就能切割出漸開線齒形。但是，在范成儀中，我們用鉛筆描繪齒條刀齒廓的方法來代替刀具的上下切削運動。也就是齒條刀沿AB方向，每移動一距離用鉛筆描繪一次齒條刀齒廓。這樣重復進行，即可在大圓盤3上描繪(包絡)出漸開線齒廓。如將齒條刀具的分度線與毛坯的分度圓相切，毛坯被切削成標準齒輪的齒廓。反之，則是變位齒輪的齒廓。四、實驗步驟(一)標準漸開線齒輪的繪制1、根據(jù)已知的刀具參數(shù)和被加工齒輪的分度圓直徑，計算被加工的標準齒輪基圓、齒根圓、齒頂圓的直徑。2、把代表輪坯的圖紙放在圓盤2上，用圓環(huán)8壓住。3、幾何找圓心法在輪坯上找出圓心，分別將分度圓、基圓、根圓、頂圓畫出。4、轉(zhuǎn)動螺釘6，調(diào)節(jié)刀具，使刀具的中心線與毛坯的分度圓相切。5、將滑板4推至最右端(或最左端)，作為起始位置。6、向左(或向右)推動滑板，每移動一距離，即在代表輪坯的圖紙上畫一次齒條刀齒廓，重復進行，直到形成2～3個完整的輪齒時為止。(二)正變位齒輪的繪制1、觀察所形成的標準輪齒有無根切現(xiàn)象。如有根切，則分析原因，并計算最小移距系數(shù)、最小移距及正變位后齒輪的根圓、頂圓及基圓。2、按所計算的移距調(diào)整齒條刀具的位置。重復上述過程切制出修正后輪齒2～3個。3、比較所得標準齒輪和移距修正齒輪輪齒的齒厚、齒距、周節(jié)、齒頂厚、基圓齒厚、根圓直徑、頂圓直徑、分度圓直徑、基圓直徑的大小。五、思考題1、通過實驗，分析你所觀察到的根切現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因是什么?避免根切的方法有哪些?2、用齒條刀具加工標準齒輪和變位齒輪時，刀具和毛坯之間的相對位置和相對運動有何要求?為什么?3、齒條刀具的齒頂高和齒根高為什么都等子()?m？《漸開線齒輪范成原理》實驗報告一、原始數(shù)據(jù)項目模數(shù)(mm)壓力角（a）齒頂高系數(shù)(ha)徑向間隙系數(shù)（c）分度圓直徑（d）單位毫米(mm)度（0）毫米（mm）數(shù)值202010.25160二、計算數(shù)據(jù)項