实验一机构运动简图绘制与分析
&&& 一 . 实验目的?
&&& 1. 熟悉并掌握机构运动简图绘制的原则和方法。即根据实际的机器和机构的若干模型，学会如何测绘和绘制机构运动简图。?
2. 加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定的运动。?&
&& *3. 掌握平面机构的结构分析方法。?
&二. 实验内容及要求?
&&& 1.以指定的 3-4 种机构模型或机器为研究对象,进行机构运动简图的绘制。如：缝纫机中的引线机构、摆梭机构、送布机构,牛头刨床的主体机构,内燃机机构以及其它机构等。
&&& 2.分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目,计算机构的自由度,并检验它们是否具有确定的运动。?
&& *3.进行机构结构分析(高副低代、分离杆组、确定机构级别)。
&三. 实验设备和工具?
&&& 1. 缝纫机机头、牛头刨床、蒸汽机和内燃机等机构的若干模型。?
&&& 2. 学生自备直尺、铅笔、橡皮、草稿纸等。?
& 四. 实验原理?
机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机器和机构的运动仅与构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置及原动件有关。因此在绘制机构运动简图时,可以抛开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略的统一规定的符号(见GB4460-84)来表示构件和运动副。并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,绘出机构运动简图,以此表明机构的运动特征。表1-1为常用符号示例。?
&&& 五.实验步骤?
&&& 1. 缓慢转动原动件，观察机构的运动，分析机构的组成。找出哪个是固定件，哪些是活动件，从而确定组成机构的构件数目。?
&&& 2. 从原动件开始，按照运动的传递顺序，仔细分析各构件之间相对运动特性。认清每两个构件之间是由哪种运动副联接起来的，从而确定运动副的种类和数目。?
&&& 3. 合理选择视图。首先正确判断机构中各构件运动所在的平面，然后选择合理的投影面。通常选择视图的原则是选择大多数构件的运动平面或相互平行的运动平面作为视图平面。?
&&& 例如：缝纫机中曲柄与大连杆的联接
&&& 4. 构件的表示方法。在绘制机构运动简图时，不考虑那些与运动无关的因素。如: 构件的复杂外形，运动副的具体构造，组成构件的零件的数目等。直接用该构件上铰链中心的连线来表示。例如:
&&& 5. 选择适当的比例尺。定出各运动副的相对位置，测量与机构运动有关的尺寸,即铰链间的中心距和移动副的导路方向等, 然后选定原动件的位置,按一定比例用国标所规定的表示构件及运动副的简单符号绘制机构运动简图。并用数字 1、2、3…… 标注各构件,用符号 A、B、C…… 标注各运动副,用箭头标明原动件。?
&&&&&& 比例尺：?μl=构件的实际长度(mm)/图纸上所画的长度(mm)??
&&& 6. 计算机构的自由度，并检验计算结果是否正确。?
&&& 机构自由度的计算公式：?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
F=3n-2PL - PH??
&&& 式中：
n为活动构件的数目。?
&&&&&&&&&&
PL为低副的数目。?
&&&&&&&&&&
PH为高副的数目。?
&& *7.机构的结构分析。对机构进行结构分析时,首先高副低代，并画出低代后的机构简图，然后分离杆组，确定机构级别。
&& 六、实验报告
机构运动简图绘制与分析实验报告?
(一)机构简图?
&(二) 思考题?
&&& 1. 何为机构运动简图???????
&&& 2. 机构运动简图应能说明哪些内容 ???????
&&& 3. 绘制机构运动简图时,为什麽原动件的位置可以任意选定? ??????
&&& 4. 计算机构的自由度对绘制机构运动简图有何意义????????
&&& 5．收获和体会
(三) 机构结构分析（机类学生做）?
将机构分解为原动件、机架、杆组,并确定机构的级别。原动件用箭头标出。
实验二& 渐开线齿轮的范成
&& 一．实验目的?
&&& 1. 观察了解渐开线齿廓包络形成的过程,掌握用范成法切制渐开线齿轮齿廓的基本原理。?& 2. 了解齿廓的根切现象、齿顶变尖现象及避免根切的方法。?
3. 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
&&& 二．实验内容及要求?
用范成仪分别模拟范成法切制渐开线标准齿轮和变位齿轮的过程。在齿轮轮坯的圆盘图纸上分别在120°扇形区内画出标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮的三种齿形,(每种至少画出2～3个完整齿形)。
三．实验设备和工具?
&&& 1. 齿轮范成仪?
&&&&&& 已知条件:?
&&& (1)齿条刀具的参数:模数m=15mm?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
压力角α=20°?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
齿顶高系数ha*=1?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
顶隙系数c*=0.25?
&&& (2)被加工齿轮的参数:齿轮齿数z=10?
建议:正变位系数x=+0.6?
&&&& 负变位系数x=-0.4?
&&& 2. 学生自备:铅笔(H、HB)、橡皮、圆规、直尺、计算器、小剪刀等。?
3. 轮坯圆盘纸(在实验室领取)。
?四、实验原理
&&& 齿轮范成仪(图2-1)主要由托盘1,齿条刀具3,滑架4及底座2组成。托盘可绕轴心转动;托盘下有代表分度圆盘的齿轮,该齿轮可与具有齿条的滑架4相啮合,以实现对滚运动。滑架4安装在底座2的水平导向槽内。齿条刀具通过滑架可沿底座导轨移动。因此,齿条刀具移动,可带动分度圆盘作纯滚动。在对滚运动中相当于齿条节线与齿轮分度圆(即节圆)作纯滚动。?
&&& 范成法(即展成法)是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的一种方法。加工时一轮为刀具,另一轮为轮坯,二者对滚时相当一对齿轮互相啮合传动一样。为看清楚渐开线齿廓形成过程,采用范成仪来模拟齿条刀具加工齿轮的展成运动。?& 在展成运动中,用铅笔在安装在托盘上的轮坯上画出齿条刀具刀刃的一系列位置。这样就清楚地看到齿轮展成过程及所包络出的渐开线齿廓。?
范成仪中齿条刀具可用调节螺母上下移动,以改变刀具中线与轮坯中心的径向距离,可实现变位齿轮的加工。
当被切齿轮的齿数Z小于最少齿数Zmin时,刀具的齿顶线将超过基圆与啮合线的切点(即啮合线的极限点N),则加工出的轮齿根部将产生根切现象。
五、实验步骤?
&&& 1. 根据已知刀具的参数和被加工齿轮齿数,选择正变位,负变位系数。?
&&& 计算被加工齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆半径,最小变位系数等。再根据此数据在轮坯纸盘上画出相应各圆。?
2. 将轮坯纸盘上给定的轮坯外圆及安装孔圆剪出,得到一个待加工的轮坯。?
3. 把轮坯纸盘安装到范成仪的托盘上,注意对准中心。?
&&& 4. “切制”标准齿轮。调节刀具位置,调节零点,使刀具中线与轮坯分度圆相切。此时,刀具齿顶恰与轮坯根圆相切。?
5. 开始“切制”齿廓,先将刀具移向一极端位置,并使轮坯的三等分线移到相应的起点位置。然后每当刀具向另一端移动2～3mm距离时,轮坯就转过△Φ角,此时用铅笔描下齿条刀刃在轮坯纸盘上的位置。依次重复,直到在120°扇形区内形成2～3个完整的齿形为止。?&
6. 观察齿廓曲线包络过程,刀具的齿顶线是否超过啮合线的极限点N,轮齿根部何处出现根切现象,并将其标明。?
&&& 7. “切制”正变位齿轮。调节刀具位置,将齿条刀具向远离轮坯中心的方向移动一段距离 xm(mm),注意使刀具齿顶线与正变位齿轮的齿根圆相切。再用同样的方法绘制出2～3个正变位齿轮的完整齿形。?
8.“切制”负变位齿轮。注意将齿条刀具向轮坯中心移动 xm(mm)以实现负变位。?
9. 取出轮坯,仔细观察分析三种齿形的异同点
&六、实验报告
&渐开线齿轮范成实验报告?
(一)基本数据?
&&& 1.齿条刀具参数: 模数 m=?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
压力角 α=?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
齿顶高系数 h*a=?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
顶隙系数 C* =?
&&& 2.被切齿轮参数: 齿数 Z=?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
正变位系数 x=?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
负变位系数 x=
3.计算最小变位系数:xmin = h*a (Zmin -Z)/ Zmin?=?
&(二)齿轮几何参数计算?
&(三)思考题?
&&& 1.你所观察到的根切现象发生在何处?用圆圈标出。加工标准齿轮时的根切现象是由什么原因产生的? 如何避免??????????
&& &2.标准齿轮与变位齿轮的齿形有何不同? 其齿廓曲线形状是否完全相同? 可用以下参数 (m、α、r、rb、h、hf、ha、p、s)加以比较。
&&& 3.正变位齿轮的分度圆齿厚增加了,其齿顶圆的齿厚是否也加大了? 为什么?
&&& 4.收获及意见
渐开线齿轮的参数测量及
&&& 一、实验目的?
&&& 1.掌握渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的测量方法。?
&&& 2.加深巩固齿轮参数之间的相互关系和渐开线性质的知识。?
&&& 二、实验内容及要求?
&&& 选用奇数齿和偶数齿的齿轮各一个进行测量。确定基本参数:齿数Z、模数m、压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数C*、变位系数x和齿高变动系数 Δy 。
&&& 三、实验设备和工具?
&&& 1.被测渐开线直齿轮圆柱齿轮两种: 变位齿轮及标准齿轮。?
2.游标卡尺、直尺。
四、实验原理?
利用游标卡尺测量齿轮的公法线长度Wk及Wk+1 ,齿轮的顶圆直径da,根圆直径df,根据这些数据并运用一些基本公式去推求齿轮的基本参数(m、z、α、h*a、C*、x、Δy)。?
&&& 1.测量公法线长度Wk及Wk+1求出m、α。
&&& 如图3-1所示: 游标卡尺的两个卡脚与渐开线齿廓部分相切,两切点之间的长度即为公法线长度。首先跨过k个齿测出k,然后再跨过k+1个齿测出k+1,根据渐开线上任意一点的法线必与基圆相切的基本性质可知,公法线长度k应等于对应基圆上的弧长ab。显而易见:?
&&&&&&&&&&&&&&&&&
k =(k-1)Pb + Sb?&
&&&&&&&&&&&&&&&&&
k+1 = kPb + Sb?
&&& 故基节Pb
= k+1 - k?
&&& 又∵ Pb
= pmcosα?
&&&&& ∴ m = (k+1- k)/πcosα&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& 分别设式(1)中的α为20°和15°,求出模数m,由标准模数表确定m的值及相应的α。也可根据Pb由基节表直接查取m及α的值。见表3-2。?
&&& 为保证卡尺的两个卡脚与齿廓的渐开线部分相切,跨测齿数k可由表3-1查取。?
&&& 也可由公式& k = zα/1800 + 0.5来计算。?
2.求变位系数x
&&& 由图3-2可以看出,刀具远离轮坯的回转中心时,所加工出来的变位齿轮的公法线长度k比标准齿轮的公法线长度k′增大了Δ,若刀具的移距量为xm,由Δaab中可得:?
&& Δ=2ab=2xmsinα?
&&& 故k-k′=2xmsinα?
&&& x=(k-k′)/2msinα?
&&& 公法线长度的计算推证如下:?
&&& 由图3-3可知,基圆齿厚Sb为:?
(k-1)P+ Sb
&&&&&&& =(2)
x=0时,即为标准齿轮的公法线长度:?
&′=〔(k-0.5)π+zinvα〕mcosα&&&&&&&&&&
(2)式-(3)式得:-′=?
∴x=(-′)/(4)
&当α=20°时:?
′=〔2.9521(k-0.5)+0.014Z〕&&&&&&&&&&&
&&& 标准齿轮的公法线长度′由(3)式或(5)式计算。当α=20°时也可由表3-1来查取计算。下面举例说明此表的用法。?
&&& 例如:已知一标准直齿圆柱齿轮的模数,压力角,齿数Z= 80求其公法线长度′。?
3-1 查得 m=1 的公法线长度为:?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
′=26.2136 ?
&&& 跨齿数为:=9?
&&& 所以k′=′=26.2136×3=78.6408??
3.测量齿根圆直径d，齿顶圆直径d，求出h*、c*。
3-4 所示，测得顶圆直径d，根圆直径d。若被测齿轮的齿数为偶数时,可直接测得d、d。若被测齿轮的齿数为奇数时,可间接测得d、d。此时,?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& 由根圆公式可知:?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
d =m(z- 2h*- c*+2x)?
&&& 对于模数制:?
&&&&&&& &&&&&&&&正常齿: h* =1&&& c*=0.25?
&&&&&&&&&&&&&&&
短& 齿: h* =0.8& c*=0.3??
&&& 判断被测齿轮是正常齿还是短齿,将两组值分别代入根圆公式,最接近实测值的一组即为所求的h*、c*。?
&&& 4.求齿高变动系数Δy?
&&& 根据顶圆公式可知:?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
d = m(z+2h*+2x-2Δy)?
∴△y = z/2 + h*+ x - d /2m?
&& &五、实验步骤?
&&1.测量前将被测齿轮擦净。数出齿数Z，并确定跨测齿数 k 。?
&&& 2.测量、、d、d，(D、H1、H2)。对每个尺寸在不同位置测量三次，读数精确到小数点后两位,取平均值作为测量数据。?
&&& 3.根据测量数据,求出被测齿轮的基本参数:?
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
α、m、x、h*、c*、Δy ??
&&& 4.分析讨论所求结果,整理实验报告。?
六、实验报告
（二）齿轮范成及齿轮几何参数测定的计算机模拟??
一、实验目的?
&&&& 1.了解计算机模拟实验的先进技术,开展计算机辅助教学的工作。?
&&&& 2.掌握计算机的操作步骤及其运行技巧。?
&&&& 3.观察计算机模拟实验的动态过程。
&&& 二、实验设备和工具?
&&&& 1.计算机及其打印机。?
&&&& 2.含齿轮范成及几何参数测定软件的磁盘。
&&& 三、实验内容?
&&&& 1.进行齿轮范成计算机模拟,观察渐开线齿廓形成过程。?
&&&& 2.进行齿轮参数测定的计算机模拟,并得出基本参数的计算结果。
&& &四、实验原理?
&&&& 1.齿轮范成的计算机模拟?
范成法是利用一对齿轮互相啮合时,其共轭齿廓互为包络线的原理来切制齿轮的,齿条可以当作是一个基圆无限大的齿轮。在用齿条插刀切制齿轮的过程中,刀具与轮坯的相对运动相当于齿条与齿轮的啮合,而齿条与齿轮啮合必需具备严格的对滚关系。由于齿轮的分度圆永远是与齿条啮合的对滚节圆,所以分度圆的线速度应与齿条移动的速度相等,这是用齿条插刀切制渐开线齿轮的核心问题。当齿条插刀的中线作为节线与轮坯的分度圆相切作纯滚动时,可切制出标准齿轮;当齿条插刀上任意一条平行于中线的直线作为节线与轮坯的分度圆相切作纯滚动时,可切制出变位齿轮。
在实际加工时,若被加工齿轮的齿数为模数为,轮坯以角速度ω顺时针方向转动,则齿条插刀将以的速度向左移动,如图3-5所示。齿轮范成软件采用了“反转法”,将相切纯滚动的过程在屏幕上模拟再现出来,即轮坯不动,齿条以的角速度绕轮心转动，且沿分度圆的切线方向移动,移动的速度仍为。?
&&& 计算齿条插刀上各点的坐标值,并将其旋转到且沿分度圆的切线方向 平移至 x"、y" 的新坐标系中,采用连续画线语句便动态包络生成渐开线齿廓,从而将精确的“数”转化为一目了然的“形”——渐开线齿形。?
&&& 2.齿轮参数测定的计算机模拟?
&&& 齿轮参数测定软件采用VB和FORTRAN语言编制，并与AUTOCAD软件接口后应用。该软件以半个渐开线齿廓为基本图形编制子程序,采用改变控制变量的方法反复调用子程序,以达到坐标移动、反射、和旋转,从而画出全部齿形。?
&&& 利用文件的读写这一简捷方法编写了整型和实型的数值型变量转换为字符型变量的子程序,克服了根据尺寸变量名自动标注尺寸的难点。?
&&& 编制了单箭头尺寸线和双箭头尺寸线子程序,可在标注尺寸时多次调用。?
为在同一图面上标出全部尺寸,规定:最上方轮齿与过齿轮中心的 y 轴对称；公法线长度标注,跨测偶数齿的放在 y 轴左上测,跨测奇数齿的则放右上测。其它尺寸也作了布局,使图形清晰美观。图中用不同颜色加绘一个与被测齿轮参数相同的标准齿轮,以便对比被测变位齿轮与标准齿轮的齿形特点。可利用AUTOCAD操作指令将图形放大以便仔细观察。
&&& 五、实验步骤：?
&& （一）运行齿轮范成实验?
&& （二）运行齿轮参数测定实验?
直接运行桌面图标。在弹出的菜单中输入测量数据则可得到所测数据的计算结果，以及绘出所测齿轮的CAD绘图（数据测量准确，否则得不到所测图形）。
&&&& 六、计算机运行结果。
如图:3-6 , 3-7。
图3-6齿轮范成
图3-7齿轮参数测定
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&m=1&& =20
32& Pb= m cos
&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&()
渐开线齿轮参数测定实验报告?
(一) 实验数据及计算结果
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& (二) 齿轮参数的推求过程??????????????
&&& (三) 思考题?
&&& (1) 为什么要控制跨测齿数 k ? 应如何计算 ????????
&&& (2) 测量公法线长度时，卡尺的卡脚放在渐开线的不同位置上，对测量结果有无影响，为什么?
）实验前预习本实验，掌握实验原理，初步了解机构创新模型；
）选择设计题目，初步拟定机构系统；
）用图解法或解析法完成机构系统的运动方案设计，并用机构创新设计模型加以实现；
）绘制出机构系统的运动简图，并对所设计的系统进行简要的说明。
，从动推杆的行程为30mm。
，压力角20°，齿数28或42，两齿轮中心距为70mm。
，压力角20°，单根齿条全长为200mm，两齿条可拼接使用。
）圆头轴或扁头轴：轴上未带平键，圆头轴的轴端为圆头或扁头轴的轴端为扁头。
：与固定转轴块配用时，可分别与两连杆形成转动副和移动副。
：用于两构件形成转动副或形成移动副。
，用于连杆与转动副轴形成转动副或移动副。
，用于连杆与转动副轴形成转动副。
号件与该连杆形成转动副。
）参看附件一“机构运动创新方案实验台组件清单”中的说明。
，沿机架底部的长形孔可改变直线电机的位置。
）。后面板上有～220V、50HZ的电源插座、行程开关插座（三芯插头、缺口朝上插入）和电机电源插座（四芯插头、缺口朝上插入）。
）烧断。拔掉～220V、50HZ的电源插头后，再旋开熔断器保护盖，更换新的2.5A熔断器。
和7mm）在选用较短的那种轴时，一般情况下，请首先装入与轴外圆相同的轴套（壁厚较其它轴套厚）后，再往下进行您所设想的拼接。
转/min，沿机架上的长形孔可改变转动电机的位置。电机上连有～ 220V、50HZ的电源线及插头，连线上串接有手柄开关，可方便开、断电机电源。
&&& n=4 =62
）步骤进行，直到全部杆组拆完，只应剩下与机架相联的原动件为止。
所示机构，可先除去K处的局部自由度；然后，按步骤2）计算机构的自由度：F＝l，并确定凸轮为原动件；最后根据步骤
3）的要领，先拆分出由构件4和5组成的Ⅱ级组，再拆分出由构件6和7及构件3和2组成的两个Ⅱ级组及由构件8组成的单构件高副杆组，最后剩下原动件1和机架9。
根铅垂立柱，它们可沿X方向移动。移动时请用双手推动、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态。立柱移动到预定的位置后，用螺栓将立柱上、下两端锁紧（安全注意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓拧松即可）。立柱上的滑块可沿Y方向移动。将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在X、Y平面内确定一个固定点，这样活动构件相对机架的连接位置就确定了。
或7或8”的转轴相对机架作旋转运动。
或根据所给组件清单自行设计出机构简图)任选一个机构运动方案进行拼接设计实验，或自行根据所给组件清单设计出机构简图。
所示由凸轮与连杆组合成组合式机构。
所示，由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆机构组成。当凸轮转动时，推动杆5作往复移动，通过连杆4与摆杆3及滑块2带动从动件（推料杆）作周期性往复直线运动。
所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联组合而成。其中下齿条为固定齿条，上齿条作往复移动。
的铰接中心点C的行程大一倍。此外，由于齿轮中心C的轨迹对于点A偏置，所以上齿条作往复运动有急回特性。
转动时，通过连杆2推动齿轮3与上、下齿条啮合传动。下齿条5固定，上齿条4作往复移动，齿条移动行程H = 4R（R为齿轮3的半径）。若将齿轮改用双联齿轮3和3，半径分别为r3和r3’。齿轮3与固定齿条啮合，齿轮3与移动齿条哨合，其行程为：H = 2(1 + r’’＞4R，故采用此种机构可实现行程放大。
所示，由曲柄摇杆机构1-2-3-6与导杆滑块机构3-4-5-6组成六杆机构。曲柄1为主动件，从动件6作往复移动。
的回转运动转换为从动件6的往复移动。如果采用曲柄滑块机构来实现，则滑块的行程受到曲柄长度的限制。而该机构在同样曲柄长度条件下能实现滑块的大行程。
所示，由曲柄摇杆机构1-2-3-6与摆动导杆机构3-4-5-6组成六杆机构。曲柄1为主动件，摆杆5为从动件
连续转动时，通过连杆2使摆杆3作一定角度的摆动，再通过导杆机构使从动摆杆5的摆角增大。该机构摆杆5的摆角可增大到200°左右。
所示，主动摆杆1与从动摇杆3的中心距D应小于摆杆1的半径r。
摆动的摆角β大于
所示，1-2-3-4-5-9组成导杆摇杆滑块冲压机构，由1-8-7-6-9组成齿轮凸轮送料机构。冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。
所示机构是由齿轮1、2、3和系杆H及连杆5、滑块4、机架6组合而成。齿轮2、3为行星轮，从动杆CD与行星轮3饺接于C点，机构中杆长AC＝CD＝R，且Z
为主动件，绕A轴回转，通过行星轮2、3的啮合传动，使杆CD随之运动，D点的直线轨迹距离为4R。该机构相对于曲柄滑块机构的行程可增加两倍。
行星轮系放大行程机构
所示，曲柄1为主动件，凸轮3和导杆2固联。
从图示位置顺时针转过90°时，导杆和凸轮一起转过去时180°。假设凸轮转轴与曲柄轴同心即为复合较链，当曲柄1从图示位置顺时针转过90°时，从动件4移动距离为S，在压力角许用值相同的条件下，后者凸轮的尺寸要增大一倍左右。图11所示机构常用于凸轮升程较大，而升程角受到某些因素的限制不能太大的情况。该机构制造安装简单，工作性能可靠。
所示，双摇杆机构ABCD的各构件长度满足条件：机架摇杆，连杆，E点为连杆延长线上的点，且 。BC为主动摇杆。
绕B点摆动时，E点轨迹为图中点划线所示，其中E点轨迹有一段为近似直线。
点处安装吊钩。利用E点的轨迹的近似直线段吊装货物，能符合吊装设备的平稳性要求。
所示，滑块为主动件，通过连杆2驱动双摇杆ABCD，将从加热炉出料的铸锭（工件）送到下一工序。
中，装料器4即为双摇杆机构ABCD中的连杆BC，当机构运动到虚线位置时，装料器4翻转180°把铸锭卸放到下一工序的位置。
铸锭送料机构
所示，在ABC摆动导杆机构的摆杆BC反向延长线的D点加二级杆组连杆4和滑块6，成为六杆机构。在滑块6固接插刀，该机构可作为插床的插削机构。
匀速转动，滑块6在垂直AC的导路上往复移动，具有较大急回特性。改变ED连杆的长度，滑块6可获得不同的规律。
12.图4-25)
所示，1-2-3-8组成曲柄滑块机构，1-4-5-8组成曲柄摇杆机构，5-6-7-8组成摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串连组合。
、7作往复运动并有急回特性。适当选取机构运动学尺寸，可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求。
271A234563
&&& 28BCFCDP
1.设计一打印机构，其性能要求：
a)从动件（打印头）作直线运动；
b)机构在打印时具有自锁功能（传动角900）；
c)有急回特性，且速比系数尽可能大；
d)从动件行程尽可能大。
2.设计一压模机构，要求：
a)从动件作直线运动，在压模时稍有停歇；
b)压模时传动角为900；
d)急回特性好；
c)从动件行程尽可能大。
十、实验报告要求
一、实验目的
二、实验要求
三、搭接机构、观察机构运动情况，并就其是否满足设计要求作必要的说明。根据实际的机构按比例画出机构运动简图，计算自由度。
四、设计机构
1.设计一打印机构，要求：
a)从动件（打印头）作直线运动；
b)机构在打印时具有自锁功能（传动角900）；
c)有急回特性，且速比系数尽可能大；
d)从动件行程尽可能大。
2．设计一压模机构，要求：
a)从动件作直线运动，在压模时稍有停歇；
b)压模时传动角为900；
c)急回特性好；
d)从动件行程尽可能大。
五、写出实验心得体会
实验内容与要求
&&& DASP 1.DASP CONFIG
2.1 DASP C\Cd& DASP&
2.2 C:Cd& DASP Start&
&&& 2.3 HZKDJXY&
&&& 3.9Ch0
3.11 Ch..0
&&& 3.12ESC
&&&&&&& 11
&&&&&&& [0] 07 0
&&& 5. DASPF1
&&& 5.3 F9
&&& 5.4 X0
&&& DASPOUT
ESCDASPYDOS
DASP 1DASP& CONFIG
&&&&&& 1rpm
&&& 4.13 ESC
&&& 5DASPF1
&&&&&&& 100
&&& 6.9 & ESC Y
&&& 6.10 R
Ctrl BDASPOUT
&&& 7 DASP
&&& 1degree
5.5 [1]TABTABL
&&& 7.6 Ctrl B
&&&&&&& DASPOUT
&&& ESCDASPYDOS
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& &&pc/ms-2:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
092&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
093&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
094&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
096&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
098&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&099&&&&&&&&&&
&& &35-65-7
&&& 5& 3 l
一、实验目的
实验内容与要求
&&& 32&&&&&&&&&&&&&&&&&
测量基本原理
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&& pc/ms-2:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
092&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
093&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
094&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
096&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
098&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
099&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&& &26-36-4
&&& DASP 1.DASP CONFIG
3.1 DASP C\Cd& DASP&
3.2 C:Cd& DASP Start&
&&& 3.3 HZKDJXY&
&&& 4.9Ch0
4.11 Ch..0
&&& 4.12ESC
&&&&&&& 11
&&&&&&& [0] 07 0
&&& 6. DASPF1
&&& 6.3 F9
&&& 6.4 X0
&&& DASPOUT
ESCDASPYDOS
8.1DASPOUTDOS
8.2cd..C:\cd
daspoutC:\ DASPOUT\
8.3copy& * .bmp a(其中*为实验者保存的文件名)
一、实验目的
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实验一& 机构认识实验
一、实验目的
1.初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。
2.增强学生对机构与机器的感性认识。
二、实验内容
陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。
三、实验设备和工具
机构陈列室机构展柜和各种机构模型。
四、实验原理
(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械设计基础中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2.单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。
(三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动，转变为从动件严格地按照预定规律的运动。只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。由于凸轮机构结构简单、紧凑，因此广泛应用于各种机械，仪器及操纵控制装置中。
凸轮机构主要有三部分组成，即：凸轮(它有特定的廓线)、从动件(它由凸轮廓线控制着)及机架。
凸轮机构的类型较多，学生在参观这部分时应了解各种凸轮的特点和结构，找出其中的共同特点。
(四)齿轮机构：齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。
1．平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。
2．相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90°。
3．交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。
在参观这部分时，学生应注意了解各种机构的传动特点，运动状况及应用范围等。
4．齿轮机构参数：齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。
在参观这部分时学生们一定要知道，什么是渐开线?渐开线是如何形成的?什么是基圆、发生线?
并注意观察基圆、发生线、渐开线三者间关系，从而得出渐开线有什么性质?
再就观察摆线的形成，要了解什么是发生圆? 什么是基圆? 动点在发生圆上位置发生变化时，能得到什么样轨迹的摆线?
同时还要通过参观总结出：齿数、模数、压力角等参数变化对齿形有何影响?
(五)周转轮系：通过各种类型周转轮系的动态模型演示，学生应该了解什么是定轴轮系？什么是周转轮系？根据自由度不同，周转轮系又分为行星轮系和差动轮系。它们有什么差异和共同点？差动轮系为什么能将一个运动分解为两个运动或将两个运动合成为一个运动?
周转轮系的功用、形式很多，各种类型都有它自己的缺点和优点。在我们今后的应用中应如何避开缺点，发挥优点等等都是需要学生实验后认真思考和总结的问题。
(六)其他常用机构：其他常用机构常见的有棘轮机构；摩擦式棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇运动机构；万向节及非圆齿轮机构等。通过各种机构的动态演示学生应知道各种机构的运动特点及应用范围。
(七)机构的串、并联：展柜中展示有实际应用的机器设备、仪器仪表的运动机构。从这里可以看出，机器都是由一个或几个机构按照一定的运动要求串、并联组合而成的。所以在学习机械设计基础课程中一定要掌握好各类基本机构的运动特性，才能更好地去研究任何机构(复杂机构)特性。
五、实验方法和步骤
实验三& 齿轮范成原理实验
一、实验目的
二、实验内容
=20h*a=1c*=0.25zm
Am=20&& Z=10Bm=15&& Z=10Cm=16&& Z=17
ABZ=10ZminN
CZ=17=ZminN
ABX=0.5Z=10
x=0.5x&xminxmN
Cx=-0.5Z=17NxmN
三、实验设备和工具
31123456O1O2(O1O2)()()36(O)(xm)
A/D(2), , LCDRS232PCPC180PCPC4
1 &rb=50mm,rb=54.5mm80mme20mmrr=4.5mm,100mm,130mm145mmh30mm,20
&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&
（1）设计题（设计要求）如：传递功率为21kW，输入转速为960r/min，传动比为3.1
（2）对同一设计题，进行三次设计，即获得三个设计方案。应将三个设计方案的主要参数列表输出。输出的设计数据应选取如下内容：
（3）设计结果分析、总结
4．绘制滑动曲线和效率曲线
根据测得的扭矩T2(或有效园周力)和滑动系数ε，可绘出滑动曲线（如图3－2所示）。再根据扭矩T2（或有效园周力Ft2）和带传动效率，可绘出效率曲线（见图3－2所示）。
带传动效率：
η＝P2／P1×100％＝T2n2/T1n1×100%
式中： P1—是电动机输出功率
2．测量数据记录表
表1&&&&&&& 2F0＝
&&&&&&&&&N；&&&&&&&&&
n1=&&&&&&&&&&&&&
可以看出唯有Q为变量，可以从拉力计上读出，为使f～λ曲线准确可靠，因此在载荷一定的条件下，将主轴转速调至800r/min，观察拉力计的读数，待稳定后记录其数值。然后依次将主轴转速调至800、700、600、500、400、300、200、100、50、20r/min。记录各转速及拉力计读数值填入表二。
式中：Q—拉力计读数&&& 单位为g
载荷&&& 单位为N
力臂(测力杆吊环与中心距离L=150mm)
轴承直径 d=60mm
六、实验报告主要内容及要求
滑动轴承实验报告
设备名称＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿＿
（一）记录数据
注：W＝P0·A＋W2
附图：10机械油粘图
一、实验目的
二、实验的主要内容
三、实验设备及工具
四、实验原理
五、实验方法和步骤
（一）观察外形及外部结构
1．观察外部附件，分清哪个是起吊装置，哪个是定位销、起盖螺钉、油标、油塞，它们各起什么作用？布置在什么位置？
2．箱体、箱盖上为什么要设计筋板？筋板的作用是什么，如何布置？
3．仔细观察轴承座的结构形状，应了解轴承座两侧联接螺栓应如何布置，支承螺栓的凸台高度及空间尺寸应如何确定？
4．铸造成型的箱体最小壁厚是多少？如何减轻其重量及表面加工面积？
5．箱盖上为什么要设置铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？
（二）拆卸观察孔盖
1．观察孔起什么作用？应布置在什么位置及设计多大才是适宜的？
2．观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置应如何确定？
（三）拆卸箱盖
1．拆卸轴承端盖紧固螺钉(嵌入式端盖无紧固螺钉)；
2．拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖；
3．在用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与螺栓中心到外箱壁间距离有何关系？设计时距离应如何确定？
4．起盖螺钉的作用是什么？与普通螺钉结构有什么不同？
5．如果在箱体、箱盖上不设计定位销钉将会产生什么样的严重后果？为什么？
（四）观察减速器内部各零部件的结构和布置。
2．看清被拆的减速器内的轴承是油剂还是脂剂润滑，若采用油剂润滑，应了解润滑油剂是如何导入轴承内进行润滑？如果采用脂剂应了解如何防止箱内飞溅的油剂及齿轮啮合区挤压出的热油剂冲刷轴承润滑脂？两种情况的导油槽及回油槽应如何设计？
3．轴承在轴承座上的安放位置离箱体内壁有多大距离，在采用不同的润滑方式时距离应如何确定？
4．目测一下齿轮与箱体内壁的最近距离，设计时距离的尺寸应如何确定？
5．用手轻轻转动高速轴，观察各级啮合时齿轮有无侧隙？并了解侧隙的作用。
6．观察箱内零件间有无干涉现象，并观察结构中是如何防止和调整零件间相互干涉。
7．观察调整轴承工作间隙(周向和轴向间隙)结构，在减速器设计时采用不同轴承应如何考虑调整工作间隙装置？应了解轴承内孔与轴的配合性质，轴承外径与轴承座的配合性质。
8．设计时应如何考虑对轴的热膨胀进行自行调节。
9．测量各级啮合齿轮的中心距。
（五）从箱体中取出各传动轴部件
1．观察轴上大、小齿轮结构，了解大齿轮上为什么要设计工艺孔？其目的是什么？
2．轴上零件是如何实现周向和轴向定位、固定？
3．各级传动轴为什么要设计成阶梯轴，不设计成光轴？设计阶梯轴时应考虑什么问题？
4．采用直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿时，各有什么特点？其轴承在选择时应考虑什么问题？
5．计数各齿轮齿数，计算各级齿轮的传动比。高、低各级传动比是是如何分配的？
6．测量大齿轮齿顶圆直径da，估算各级齿轮模数m。测量最大齿轮处箱体分箱面到内壁底部的最大距离H，并计算大齿轮的齿顶(下部)与内壁底部距离L=H-1/2da,L值的大小会影响什么？设计时应根据什么来确定L值？
7．观察输入、输出轴的伸出端与端盖采用什么形式密封结构；
8观察箱体内油标(油尺)、油塞的结构及布置。设计时应注意什么？油塞的密封是如何处理？
（六）装配
1.检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内；
2.将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。
3.将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。无误后，经指导老师检查后合上箱盖。
4.松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。
5.装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。
6.清点好工具，擦净后交还指导老师验收。
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实验前必须预习实验指导书及课程设计指导书，初步了解减速器的基本结构。多提出实际问题，以
实验十六　　机器拆装与结构分析实验