機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)規(guī)則及要求

一、作好實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作

(1)按各次實(shí)訓(xùn)的預(yù)習(xí)要求，認(rèn)真閱讀實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)復(fù)習(xí)有關(guān)理論知識(shí)，明確實(shí)

訓(xùn)目的，掌握實(shí)訓(xùn)原理，熟悉實(shí)訓(xùn)的步驟與方法。

(2)對(duì)實(shí)訓(xùn)中所使用的儀器、實(shí)訓(xùn)裝置等應(yīng)熟悉其工作原理，與操作注意事

項(xiàng)。

(3)務(wù)必清晰地明白本次實(shí)訓(xùn)須記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)目及其數(shù)據(jù)處理的方法。

二、嚴(yán)格遵守實(shí)訓(xùn)室的規(guī)章制度

(1)課程規(guī)定的時(shí)間準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室。保持實(shí)訓(xùn)室整潔、安靜。

(2)未經(jīng)許可，不得隨意動(dòng)用實(shí)訓(xùn)室內(nèi)的機(jī)器、儀器等一切設(shè)備。

(3)作實(shí)訓(xùn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程操作機(jī)器、儀器，如發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)報(bào)

告，不得擅自處埋。

(4)實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，應(yīng)將所用機(jī)器、儀器擦拭干凈，并恢復(fù)到正常狀態(tài)。

三、認(rèn)真做好實(shí)訓(xùn)

(1)同意教師對(duì)預(yù)習(xí)情況的抽查、質(zhì)疑，認(rèn)真聽教師對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的講解。

(2)實(shí)訓(xùn)時(shí)，要嚴(yán)肅認(rèn)真、相互配合，認(rèn)真地按實(shí)訓(xùn)步驟、方法逐步進(jìn)行。

(3)實(shí)訓(xùn)過程中，要密切注意觀察實(shí)訓(xùn)現(xiàn)象，記錄好全部所需數(shù)據(jù)，并交指

導(dǎo)老師批閱。

四、實(shí)訓(xùn)報(bào)告的通常要求

實(shí)訓(xùn)報(bào)告是對(duì)所完成的實(shí)訓(xùn)結(jié)果整理成書面形式的綜合資料。通過實(shí)訓(xùn)報(bào)告的

書寫，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者準(zhǔn)確有效地用文字來表達(dá)實(shí)訓(xùn)結(jié)果。因此，要求學(xué)習(xí)者在自己動(dòng)

手完成實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上，用自己的語言扼要地?cái)⑹鰧?shí)訓(xùn)目的、原理、步驟與方法，所

使用的設(shè)備儀器的名稱與型號(hào)、數(shù)據(jù)計(jì)算、實(shí)訓(xùn)結(jié)果、問題討論等內(nèi)容，獨(dú)立地寫

出實(shí)訓(xùn)報(bào)告，并做到字跡端正、繪圖清晰、表格簡明。

目錄

實(shí)驗(yàn)一平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的測繪與分析實(shí)驗(yàn)........................4

實(shí)驗(yàn)二齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)............................................8

實(shí)驗(yàn)三漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測量實(shí)驗(yàn).........................13

實(shí)驗(yàn)四組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)..............................19

實(shí)驗(yàn)五機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)....................................32

圖，簡圖比例尺用u表示，即

(6)計(jì)算各機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，并將結(jié)果與實(shí)際相參照，觀察是否相符。

六、思考題

1.1一個(gè)正確的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，應(yīng)能說明什么內(nèi)容？

1.2繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖時(shí)，原動(dòng)件的位置為什么能夠任意假定？會(huì)不可

能影響簡圖的正確性？

1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，對(duì)測繪平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖有何幫助？

平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的測繪與分析

姓名班級(jí)成績

指導(dǎo)教師組別實(shí)驗(yàn)日期

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

機(jī)構(gòu)名稱1、2、

實(shí)測尺寸

n=p)=Pn=n=Pi=Ph=

自由度計(jì)算

w=W=

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡

圖

機(jī)構(gòu)名稱3、4、

實(shí)測尺寸

n=Pi=PFn=Pi=Ph=

自由度計(jì)算

W二W二

機(jī)構(gòu)示意圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

實(shí)驗(yàn)二齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、掌握用范成法加工漸開線齒廓的切齒原理，觀察齒廓的漸開線及過渡曲線

的形成過程；

2、熟悉漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象與齒頂變尖現(xiàn)象的原因及用變位來避免發(fā)生

根切的方法；

3、分析、比較漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪齒形的異同點(diǎn)。

4、（選作）分析、比較分度圓相同、模數(shù)不一致的兩種標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒死齒形

的異同點(diǎn)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與用具：

1、齒輪范成儀；

2、自備：0220mm圓形繪圖紙一張（圓心要標(biāo)記清晰）；

3、HB鉛筆、橡皮、圓規(guī)（帶延伸桿）、三角尺、剪刀、計(jì)算器。

三、實(shí)驗(yàn)原理：

范成法是利用一對(duì)齒輪（或者齒條與齒輪）相互嚙合時(shí)其共挽齒廓互為包絡(luò)

線的原理來加工齒廓的方法。刀具刃廓為漸開線齒輪（齒條）的齒形，它與被切削

齒輪坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完全與相互嚙合的一對(duì)齒輪（或者齒條與齒輪）的嚙合傳動(dòng)一

樣，顯然這樣切制得到的輪齒齒廓就是刀具的刃廓在各個(gè)位置時(shí)的包絡(luò)線。

本范成儀所用的兩把刀具模型為齒條型插齒刀，其參數(shù)為/〃尸20mm與〃y8,

天200,*1,c*=0.25o儀器構(gòu)造簡圖如圖1所示。圓盤2代表齒輪加工機(jī)床

的工作臺(tái)；固定在它上面的圓形紙代表被加工齒輪的輪坯，它們能夠繞機(jī)架5上的

軸線。轉(zhuǎn)動(dòng)。齒條3代表切齒刀具，安裝在滑板4上，移動(dòng)滑板時(shí)，齒輪齒條使圓

盤2與滑板4作純滾動(dòng)，用鉛筆依次描下齒條刃廓各瞬時(shí)位置，即可包絡(luò)出湖開線

齒廓。齒條刀具3能夠相關(guān)于圓盤作徑向移動(dòng)，當(dāng)齒條刀具中線與輪坯分度圓之間

移距為初時(shí)（由滑板4上的刻度指示），被切齒輪分度圓則與與刀具中線相平行

的節(jié)線相切并作純滾動(dòng)，可切制出標(biāo)準(zhǔn)齒輪（切尸0）或者正變位（x心0）、負(fù)變位

（M〃V0=齒輪的齒廓。

圖1

1、壓板2、圓盤3、齒條刀4、滑板5、機(jī)架

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

本實(shí)驗(yàn)可分必做與選做兩部分。

務(wù)必要求完成切制〃尸20mm、z=8的標(biāo)準(zhǔn)、正變位（、尸0.5）與負(fù)變位（?爐-0.5）

漸開線齒廓，三種齒廓每種都須畫出兩個(gè)完整的齒形，比較這三種齒廓。

選做要求完成切制加/=2（）mm、z/=8與〃72=8mm、Z2=20的標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓，

兩種齒廓每種都須畫出兩個(gè)完整的齒形，比較這兩種齒廓。

五、實(shí)驗(yàn)步驟：

1、按/zF20mm、z=8、a=20°、力a*=1、c*=0.25、XL（）.5、行-0.5分別計(jì)算標(biāo)

準(zhǔn)、正復(fù)位、負(fù)變位三種漸開線齒廓的分度圓直徑從齒頂圓直徑點(diǎn)、齒

根圓直徑&、基圓直徑4與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的周節(jié)P、分度圓齒厚S、齒間距eo

將作為輪坯的圓形繪圖紙均分為三個(gè)扇形區(qū)，分別在三個(gè)扇形區(qū)內(nèi)畫出三種

齒廓的上述四個(gè)圓式

此步驟應(yīng)在實(shí)驗(yàn)課前完成。

2、繪制標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓

（1）將輪坯圓紙安裝在范成儀上，使標(biāo)準(zhǔn)齒扇形區(qū)正對(duì)齒條位置，旋緊螺母

用壓板1壓緊圓紙；

（2）調(diào)整齒條刀3位置，使其中線與輪坯分度圓相切，并將齒條刀3與滑板

4固緊；

（3）將齒條刀推至一邊極限位置，依次移動(dòng)齒條刀（單向移動(dòng)，每次不超過

Irnm）,并依次用鉛筆描出刀具刃廓各瞬時(shí)位置，要求繪出兩個(gè)以上完整

齒形。

（4）測量分度圓齒厚S、齒間距e,并觀察根切現(xiàn)象。

3、繪制正變位齒輪齒廓。

（1）松動(dòng)壓緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)輪坯圓紙，將正變位扇形區(qū)正對(duì)齒條位置，并壓緊

圓紙；

（2）將齒條刀3中線調(diào)整到遠(yuǎn)離齒坯分度圓處爐。.5X20=10nmi處，并將齒

條刀3與滑板4固緊；

（3）繪制出兩個(gè)以上完整齒形（重復(fù)2（3）步）；

（4）觀察此齒形與標(biāo)準(zhǔn)齒形的區(qū)別（齒根、齒根及分度圓S、e）o

4、繪制負(fù)變位齒輪齒廓。

（1）松動(dòng)壓緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)齒坯圓紙，將負(fù)變位扇形區(qū)正對(duì)齒條位置，并壓緊

圓紙；

（2）將齒條刀3中線調(diào)整到靠近齒坯圓中心，距分度圓

處，并將齒條刀3與滑板4固緊；

（3）繪制出兩個(gè)以上完整齒形（重復(fù)2（3）步）；

（4）觀察此齒形與標(biāo)準(zhǔn)、正復(fù)位齒形的區(qū)別及根切現(xiàn)象。

5、選作部分

（1）按m/=20min、2尸8、n=20o、力搟=1、25及儂=8mni、

口二20。、/舊*=1、4-0.25制作輪坯分別計(jì)算并畫出上述兩種廓標(biāo)準(zhǔn)齒輪

的分度圓d、齒頂圓&、齒根圓&、基圓&;

（2）繪制加尸20mm、z尸8、X）=20°、ha*二1、c*=0.25的標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓；

（3）繪制/所8mni、z/=20、n=20°、加*二1、c*=0.25的標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓；

（4）比較上述兩種標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓的異同點(diǎn)。

六、思考題

1、用范成法加工齒輪時(shí)齒廓曲線是如何形成的？

2、試比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位齒輪、負(fù)變位齒輪的齒形有什么不一致？并

分析其原因。

3、產(chǎn)生根切的原因是什么？如何避免根切現(xiàn)象？

4、分度圓相同、模數(shù)不一致的兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形異同點(diǎn)是什么？

七、漸開線齒廓范成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式（附表）

八、范成齒廓的輪坯圖樣（見圖2）

徽齒廓的輪解樣

計(jì)算齒給幾何尺寸：分度鼠齒雕、齒頂睚徑;

標(biāo)繪出計(jì)算好的齒輪幾何尺寸和對(duì)刀線；

麒圓格輪好蝦備甌

漸開線齒廓的范成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)班級(jí)姓名日期

同組人指導(dǎo)老師成績

1、標(biāo)準(zhǔn)齒輪：

第一組機(jī)尸20mm、z/=8、D=20°、ha*=1>c*=0.25

第二組〃?2=8mm、Z2=20、D=20°、/口*二1、c*=0.25

計(jì)算結(jié)果

序號(hào)項(xiàng)目公式

第一組第二組

1分度圓直徑d

2齒頂圓直徑兒

3齒根圓直徑df

4基圓直徑小

5分度圓齒厚s

6分度圓齒間e

2、變位齒輪：加二20mm、z=8>2=20°、2a*=l、c*=0.25；

正變位：xj=0.5',負(fù)變位：X2=-0.5o

序號(hào)項(xiàng)0公式標(biāo)準(zhǔn)正變位負(fù)變位

I分度圓直徑d

2齒頂圓直徑4

3齒根圓直徑功

4基圓直徑辦

5齒條刀移距必

6分度圓齒厚S

7齒頂圓齒厚反

8齒根圓齒厚5/

3、心得體會(huì)

實(shí)驗(yàn)三漸開線齒輪參數(shù)測定及嚙合傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.測定漸開線直齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)；

（1）通過測量公法線長度確定模數(shù)力與壓力角。：

（2）通過測量齒頂圓直徑之與齒根圓直徑4,確定齒頂高系數(shù)力產(chǎn)與頂隙系數(shù)

。次；

（3）通過標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長度與實(shí)測公法線長度的比較，推斷齒輪的變位類

型，并計(jì)算變位系數(shù)H確定齒輪是否根切；

2.觀察直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)過程，測定重合度。

3.確定變位齒輪的傳動(dòng)類型及嚙合參數(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)原理

1.實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)，如圖1所示：

有機(jī)玻璃面板齒輪軸2齒輪軸1

圖1實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)圖

齒輪軸1、2固定在臺(tái)板上，其中心距為100土0.027mm,齒輪1的軸頸上可分

別安裝2\3\5\&實(shí)驗(yàn)齒輪，齒輪2的軸頸上可分別安裝1\4”實(shí)驗(yàn)齒輪，「

齒輪可分別與2'、3.齒輪嚙合，4.齒輪可分別與5\6.齒輪嚙合，共構(gòu)成四對(duì)不一

致的齒輪傳動(dòng)。實(shí)驗(yàn)儀還配有4塊有機(jī)玻璃制的透明面板，面板相當(dāng)于齒輪箱體的

一部分，面板上刻有齒頂圓、基圓、嚙合線等，兩孔同時(shí)安裝在齒輪軸1、2的軸

頸上。面板I與面板II分別用于齒輪1?2與齒輪1?3兩對(duì)嚙合傳動(dòng)，面板HI

與面板IV分別用于齒輪4?5與齒輪4?6兩對(duì)嚙合傳動(dòng)。

2.漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測定原理

漸開線齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：z、m、a>h*、*、c*，其中"、a、h“*、c*均應(yīng)

取標(biāo)準(zhǔn)值，z為正整數(shù)。關(guān)于變位齒輪，還有一個(gè)重要參數(shù)，即變位系數(shù)乂變位

齒輪及變位齒輪傳動(dòng)的諸多尺寸均與X有關(guān)。

（1）通過測量公法線長度確定模數(shù)勿與壓力角％見圖2。

①確定跨齒數(shù)h；:=—Z+0.5+—cotcr

180兀

②測量公法線長度町與

③確定模數(shù)辦壓力角

根據(jù)漸開線性質(zhì)：發(fā)生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的弧長。

W；=（k-\）ph-￥shWM=kpb+Sb

因此P,.二叱3一叱'=兀mcosa

式中因a通常只為20?或者15、/應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列，由此可試算確定齒輪

的模數(shù)力與壓力角a。

（2）通過測量齒頂圓直徑d與齒根圓直徑力確定齒頂高系數(shù)力產(chǎn)與頂隙系數(shù)

c*：

a）偶數(shù)齒齒輪b）奇數(shù)齒齒輪

圖3齒輪d與d的測量

偶數(shù)齒齒輪的d、d可直接用游標(biāo)卡尺測得，如圖3(a)示。奇數(shù)齒齒輪的

&、M須間接測量，如圖3(b)示。

dhD+2乩dmD+2乩

則：爐(d—〃)12=H\一國

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪h=(2h**+c*)m,分別將h浮=1、c*』.25(正常齒制)或者8、

°20.3(短齒制)代入，若等式成立，即可確定齒輪是正常齒或者是短齒，繼而確

定力，興。丸若等式都不成立，則齒輪是變位齒輪，根據(jù)等式接近成立的原則，可

確定齒輪是正常齒還是短齒，繼而確定九4、c*。

(3)計(jì)算變位系數(shù)上

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的公法線長度=/?cosa[(A—0.5)-f-zinva]

變位齒輪的公法線長度=mcosa[(A—0.5)力+zinva]+2x/wsina

若測得W；與計(jì)算值也相等，則尸0,該齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪；

若M'WWl則齒輪為變位齒輪，變位系數(shù)在x二叱‘一"?-

zmcosa

(4)計(jì)算不根切的最小變位系數(shù)/晨

要保證變位齒輪不產(chǎn)生根切，應(yīng)滿足：(/?d*-Xmin)/?<y

標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最小齒數(shù)為：2疝=與

sin-a

因此：xm.n>ha^izm.n-z)lzm.n

3.漸開線齒輪嚙合傳動(dòng)過程

圖4漸開線齒輪的嚙合過程

一對(duì)漸開線出輪嚙價(jià)傳動(dòng)，其理論嚙合線是兩基圓的內(nèi)公切線事實(shí)上際

嚙合線是兩齒頂圓與理論嚙合線交點(diǎn)之間的線段瓦瓦（見圖4）,兩輪輪齒在民點(diǎn)

開始進(jìn)入嚙合，接觸點(diǎn)為從動(dòng)輪的齒頂圓齒廓與主動(dòng)輪齒根部位齒廓。隨著傳動(dòng)的

進(jìn)行，兩齒廓的嚙合點(diǎn)將沿著主動(dòng)輪的齒廓，由齒根逐步移向齒頂；沿著從動(dòng)輪的

齒廓，由齒頂逐步移向齒根。當(dāng)嚙合進(jìn)行到5點(diǎn)時(shí)，兩輪齒廓馬上脫離嚙合。為

使兩輪能夠連續(xù)嚙合傳動(dòng)，實(shí)際嚙合線瓦瓦長度應(yīng)大于（至少等于）齒輪的法向

齒?距8（亦即基節(jié)月），重合度W￡4=瓦瓦/〃金1

5.變位齒輪傳動(dòng)類型及嚙合參數(shù)的確定原理。

按照相互嚙合的兩齒輪變位系數(shù)與（乂以2）值的不一致，可將變位齒輪傳動(dòng)分

為三種基本類型：

（1）汨,尼=0,且距二才2=0即標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。

（2）為+質(zhì)=0,且為=-四工0稱等變位齒輪傳動(dòng)，又稱高度變位齒輪傳動(dòng)，亦稱

零傳動(dòng)。

（3）x產(chǎn)尼W0,稱不等變位齒輪傳動(dòng)，又稱角度變位齒輪傳動(dòng)。

其中：①汨42＞0，稱正傳動(dòng)；

②x產(chǎn)后＜0,稱負(fù)傳動(dòng)。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.數(shù)出各輪齒數(shù)，確定測量公法線長度的跨齒九確定跨齒數(shù)是為了保證在

測量時(shí)，跨〃及4+1個(gè)齒時(shí)卡尺的量爪均能與齒廓漸開線相切，同時(shí)最好能切于

分度圓鄰近。因％=與+0.5+上*式中，各輪的變位系數(shù)x與壓力角a尚未

1807t

知，A■無法算出?，F(xiàn)推薦各齒輪的跨齒數(shù)為:%=4；兒=2；3；3；左二2；AB-4?

2.分別測出各齒輪的公法線長度叱、

3.通過Pb=W/H—VV/-^zrzcosa確定各齒輪/〃、a；

4.測量各偶數(shù)齒齒輪的d、d；

5.測量各奇數(shù)齒齒輪的。、H、、〃，算出“、d；

6.計(jì)算齒高，通過力一（2力#十。/）勿確定力”,c卡;

7.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長度jrosa［（A—0.5）

也與%比較：

若W；二%,齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪產(chǎn)0；

若齒輪為變位齒輪，尸（卬；一叫）/（2mcosa）

8.通過/加＞4*（Zmm-切/丁皿推斷各齒輪有無根切；

9.分別將齒輪1、2,齒輪1-.3,齒輪4、5,齒輪4、6裝在實(shí)驗(yàn)儀臺(tái)板的齒

輪軸上，再裝上相應(yīng)的面板（將其刻畫面朝下），轉(zhuǎn)動(dòng)各對(duì)中的小齒輪，觀察齒輪傳

動(dòng)的嚙合過程，注意嚙合點(diǎn)位置的變化及其與嚙合線的位置關(guān)系；

10.初測這四對(duì)齒輪的實(shí)際嚙合線長度函（當(dāng)齒項(xiàng)頂圓與理論嚙合線交點(diǎn)

民超出川點(diǎn)位置時(shí)，實(shí)際嚙合線長度為麗），并計(jì)算重合度北；

11.推斷這四對(duì)齒輪傳動(dòng)的類型，比較其特點(diǎn)，計(jì)算其嚙合傳動(dòng)的幾何參數(shù)。

四、注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)儀臺(tái)板、被測齒輪及卡尺等應(yīng)輕拿輕放，不要掉下，以免砸腳及損壞

實(shí)驗(yàn)器材。

2.有機(jī)玻璃面板應(yīng)將刻度面朝下（貼近齒輪端面）安裝，板面應(yīng)避免劃痕。

3.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)攜帶漸開線函數(shù)表、計(jì)算器、刻度尺等。

4.實(shí)驗(yàn)步驟1?8為單個(gè)齒輪進(jìn)行，9?11為裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)板上進(jìn)行。

漸開線齒輪參數(shù)測定及嚙合傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

專業(yè)班級(jí)姓名日期

同組人指導(dǎo)教師成績

實(shí)驗(yàn)儀器：

一、漸開線齒輪參數(shù)測定

被測齒輪1#2#3#4#5#6#

Z

跨齒數(shù)k

K

%

〃z(mm)

a

4(mm)

ha*

c*

Wk

X

Xmin

二、外曬合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)計(jì)算值

參數(shù)名稱符號(hào)齒輪1-2齒輪1-3齒輪4—5齒輪4-6

變位系數(shù)

傳動(dòng)類型

分度圓直徑

基圓直徑

嚙合角

中心距

節(jié)圓直徑

中心距變動(dòng)系數(shù)

齒頂高變動(dòng)系數(shù)

齒頂高

齒根高

全齒高

齒頂圓直徑

齒根圓直徑

分度捌齒厚

實(shí)際嚙合線長

（測試）

重介度

三、思考題

1.齒輪的模數(shù)m與壓力角。是如何確定的？測量齒輪的公法線長度應(yīng)注意

什么？

2.奇數(shù)齒齒輪的齒頂圓直徑&、齒根圓直徑力是如何測出的？

3.齒輪的齒頂高系數(shù)兒*、頂隙系數(shù)c*是如何確定的？

4.如何確定所測齒輪是否變位，變位系數(shù)如何確定？

5.如何推斷所測齒輪是否根切？這六個(gè)齒輪中有根切的是哪個(gè)（些）齒輪？

6.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的類型有什么？實(shí)際中心距〃'與標(biāo)準(zhǔn)中心距。有何不

一致？嚙合角與壓刀角。有何不一致？

7.變位齒輪無側(cè)隙嚙合方程是什么？如何實(shí)現(xiàn)一對(duì)變位齒輪傳動(dòng)既滿足無

側(cè)隙嚙合，又能滿足具有標(biāo)準(zhǔn)頂隙c*?

8.變位齒輪傳動(dòng)的中心距變動(dòng)系數(shù)），與齒頂高變動(dòng)系數(shù)4的含義是什么？

9.何為齒輪傳動(dòng)的理論嚙合線、實(shí)際嚙合線？它們是如何畫出來的？

10.1齒輪在分別與2、3齒輪嚙合時(shí)，計(jì)算出的齒頂圓直徑兒為何不一樣？

事實(shí)上際的齒頂圓直徑應(yīng)如何選?。?/p>

12.簡述直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合過程，一對(duì)齒廓的嚙合點(diǎn)位置在主、從動(dòng)

齒廓及嚙合線上是如何變化的？

13.何為齒輪傳動(dòng)的重合度它是如何計(jì)算的？

14.試比較當(dāng)其它參數(shù)相同時(shí)a=20。與。=15。齒輪、正常制與短齒制齒輪在

漸開線齒形、要緊幾何參數(shù)及嚙合傳動(dòng)性能方面各有何不一致?

實(shí)驗(yàn)四組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)I軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟悉并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)的基本方法。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)箱。

實(shí)驗(yàn)箱提供能進(jìn)行減速器圓柱齒輪軸系，小圓錐齒輪軸系及蝸桿軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)的全套零件。

2、測量及繪圖工具

300mm鋼板尺、游標(biāo)々尺、內(nèi)外卡鉗、鉛筆、三角板等。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求

1、指導(dǎo)教師根據(jù)下表選擇性安排每組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)題號(hào)）

實(shí)驗(yàn)已知條件

題號(hào)齒輪類型載荷轉(zhuǎn)速其他條件示意圖

1輕低——:

小直齒輪

一■、.一

2中局『6次十60,70

3中低

大直齒輪

4重中

5輕中

小斜齒輪

6中高

7中中th—-__DiL

大斜齒輪/

8重低

9輕低錐齒輪軸

小錐齒輪錐齒輪與軸

10中高

分開

1

-~1_Lf1

—x

II輕低發(fā)熱量小■T

蝸桿1，

12重中發(fā)熱量大

2、進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)

每組學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題號(hào)的要求，進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決軸承類型選擇，軸上零

件定位固定軸承安裝與調(diào)節(jié)、潤滑及密封等問題。

3、繪制軸系結(jié)構(gòu)裝配圖

4、每人編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告一份

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，懂得設(shè)計(jì)要求；

2、復(fù)習(xí)有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)沒計(jì)與軸承組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法（參看數(shù)材有關(guān)章節(jié)）；

3、構(gòu)思軸系結(jié)構(gòu)方案

（1）根據(jù)齒輪類型選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)；

（2）確定支承軸向固定方式（兩端固定:一端固定、一端游動(dòng)）；

（3）根據(jù)齒輪圓周速度（高、中、低）確定軸承潤滑方式（脂潤滑、油澗滑）；

（4）選擇端蓋形式（凸緣式、嵌入式）并考慮透蓋處密封方式（氈圈、皮碗、油溝）；

（5）考慮軸上零件的定位與固定，軸承間隙調(diào)整等問題；

（6）繪制軸系結(jié)構(gòu)方案示意圖

4、組裝軸系部件

根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)方案，從實(shí)驗(yàn)箱中選取合適零件并組裝成軸系部件、檢查所設(shè)計(jì)組

裝的軸系結(jié)構(gòu)是否正確。

5、繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。

6、測量零件結(jié)構(gòu)尺寸（支座不用測量），并作好記錄。

7、將所有零件放入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的規(guī)定位置，交還所借工具。

8、根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖及測量數(shù)據(jù)，在3號(hào)圖紙上用1:1比例繪制軸系結(jié)構(gòu)裝配圖，

要求裝配關(guān)系表示正確，注明必要尺寸（如交承跨距、齒輪直徑與寬度、要緊配

合尺寸），填寫標(biāo)題欄與明細(xì)表。

9、寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)者：同組者:

班級(jí):日期:

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)題號(hào)

已知條件

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、軸系結(jié)構(gòu)裝配圖（附3號(hào)圖）

2、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明（說明軸上零件的定位固定，滾動(dòng)軸承的安裝、調(diào)整、潤滑

與密封方法）

實(shí)驗(yàn)n軸系結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉并掌握軸、軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用、工藝要求與裝配關(guān)系；

2、熟悉并掌握軸及軸上零件的定位與固定方法；

3、熟悉軸承的類型、布置、安裝及調(diào)整方法，與潤滑與密封方式。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分圻實(shí)驗(yàn)箱。箱內(nèi)提供可構(gòu)成圓柱齒輪軸系小圓錐齒輪軸系

與蝸桿軸系三類軸系結(jié)構(gòu)模型的成套零件。

2、測量及繪圖工具。如30（）mm鋼板尺、游標(biāo)卡、內(nèi)外卡鉗、鉛筆、三角板等。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、指導(dǎo)教師根據(jù)教學(xué)要求給每組指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（圓柱齒輪軸系、小圓錐齒輪軸系

或者蝸桿分析）；

2、分析并測繪軸系部件，畫出軸系部件；

3、每人編寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，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、觀察與分析軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

3、繪制軸系裝配示意圖或者結(jié)構(gòu)草圖。

4、測量軸系要緊裝配尺寸（如支承跨距）與零件要緊結(jié)構(gòu)尺寸（支座不用測量）。

5、裝配軸系部件恢復(fù)原狀，整理工具，實(shí)驗(yàn)結(jié)束；

6、根據(jù)裝配草圖與測量數(shù)據(jù)，繪制軸系部件裝配圖；

7、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)者:同組者:

班級(jí):日期:

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

軸系類型

模型編號(hào)

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、軸系裝配圖（另附）

2、軸系結(jié)構(gòu)分析（簡要說明軸上零件定位固定，滾動(dòng)軸承安裝、調(diào)整、潤滑與密

封等問題）

iiiil

I

0

Q

實(shí)驗(yàn)五機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

I.通過測試常見機(jī)械傳動(dòng)裝置（如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)

等）在傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力過程中的參數(shù)曲線（速度曲線、轉(zhuǎn)矩曲線、傳動(dòng)比曲線、

功率曲線及效率曲線等）,加深對(duì)常見機(jī)械傳動(dòng)性能的認(rèn)識(shí)與懂得；

2.通過測試由常見機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)成的不一致傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)曲線，掌握機(jī)械

傳動(dòng)合理布置的基本要求；

3.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理，掌握計(jì)算機(jī)輔

助實(shí)驗(yàn)的新方法，培養(yǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的能力。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)在“機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)”上進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用模塊化結(jié)構(gòu)，

由不一致種類的機(jī)械傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、變頻電機(jī)、加載裝置與工控機(jī)等模塊構(gòu)

成，學(xué)生能夠根據(jù)選擇或者設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型、方案與內(nèi)容，自己動(dòng)手進(jìn)行傳動(dòng)連

接、安裝調(diào)試與測試，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)或者創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)各硬件構(gòu)成部件的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。

3256

圖1實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)布局

1-變頻調(diào)速電機(jī)2-聯(lián)軸器3-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4-試件

5-加載與制動(dòng)裝置6-工控機(jī)7-電器操縱柜8-臺(tái)座

實(shí)驗(yàn)臺(tái)構(gòu)成部件的要緊技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表

序號(hào)組成部件技術(shù)參數(shù)備注

1變頻調(diào)速電機(jī)550W

I.規(guī)格lON.m;

2ZJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器輸出訊號(hào)幅度不小于lOOmV

II.規(guī)格50N.m;

輸出訊號(hào)幅度不小于lOOmV

直齒圓柱齒輪減速器i=51臺(tái)

擺線針輪減速器1臺(tái)

3機(jī)械傳動(dòng)裝置（試件）蝸桿減速器i=10WPA50-1/10

V型帶傳動(dòng)0型帶3根

齒形帶傳動(dòng)P曲.525或二801根

套筒滾子鏈傳動(dòng)?二1708A型3根

z2=25

額定轉(zhuǎn)矩：50N.m

4磁粉制動(dòng)器激磁電流：2A

同意滑差功率：Llkw

5工控機(jī)

為了提高實(shí)驗(yàn)設(shè)條的精度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用兩個(gè)扭矩測量卡進(jìn)行采樣。測量精度

達(dá)到±0.2%FS,能滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研生產(chǎn)試驗(yàn)的實(shí)際需要。

機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用自動(dòng)操縱測試技術(shù)設(shè)計(jì)，所有電機(jī)程控起

停，轉(zhuǎn)速程控調(diào)節(jié)，負(fù)載程控調(diào)節(jié)，用扭矩測量卡替代扭矩測量儀，整臺(tái)設(shè)備能

夠自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，自動(dòng)輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，是高度智能化的產(chǎn)品。其操縱系

統(tǒng)主界面如圖2所示。

圖2實(shí)驗(yàn)臺(tái)操縱系統(tǒng)主界面

機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理如圖3所示。

圖3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理

三、實(shí)驗(yàn)原理

運(yùn)用“機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)”能完成多類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（表2）,教師可

根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要指定，也能夠讓學(xué)生自主選擇或者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)類

型與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

表

2

類型編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱被測試件項(xiàng)目適用對(duì)象備注

在帶傳動(dòng)、鏈

傳動(dòng)、齒輪傳

典型機(jī)械傳動(dòng)裝動(dòng)、擺線針輪?？?/p>

A傳動(dòng)（新增）、

置性能測試實(shí)驗(yàn)本科

蝸桿傳動(dòng)等中

選擇

部分被測試件

由典型機(jī)械傳

由教師提供，或

組合傳動(dòng)系統(tǒng)布動(dòng)裝置按設(shè)計(jì)

B本科者另購?fù)卣剐?/p>

置優(yōu)化實(shí)驗(yàn)思路組合

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

被測試件由教

新型機(jī)械傳動(dòng)性新開發(fā)研制的師提供,或者另

C能測試實(shí)驗(yàn)機(jī)械傳動(dòng)裝置研究生購?fù)卣剐詫?shí)驗(yàn)

設(shè)備

不管選擇哪類實(shí)驗(yàn)，其基本內(nèi)容都是通過對(duì)某種機(jī)械傳動(dòng)裝置或者傳動(dòng)方

案性能參數(shù)曲線的測試，來分析機(jī)械傳動(dòng)的性能特點(diǎn)；

利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)操縱測試技術(shù)，能自動(dòng)測試出機(jī)械傳動(dòng)的性能參數(shù)，如轉(zhuǎn)

速〃（r/min）.扭矩加（N.m）、功率Mkw）。并按照下列關(guān)系自動(dòng)繪制參數(shù)曲線:

傳功比i=nJth

扭矩M=9550N/〃（Nm）

傳功效率n=NJN;#nJ版/?（

根據(jù)參數(shù)曲線（圖4所示）能夠?qū)Ρ粶y機(jī)械傳動(dòng)裝置或者傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)

性能進(jìn)行分析。

圖4參數(shù)曲線（示例）

四、實(shí)驗(yàn)步驟

參考圖5所示實(shí)驗(yàn)步驟，用鼠標(biāo)與鍵盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

準(zhǔn)

備

階

段

調(diào)試測試設(shè)備

測

試