1、机械设计基础机械设计基础实验指导书实验指导书洪英 刘文吉编_学院_专业_班姓名_天津工业大学机电学院机械基础实验中心2010 年 3 月1目录实验一 机构运动简图测绘 .2实验二 四杆机构类型变异与运动特性实验 .6实验三 渐开线齿轮范成原理 .8实验四 齿轮参数的测定 .11实验五 周转轮系机构简图测绘 .18实验六 轴系结构设计分析实验 .202实验一 机构运动简图测绘一实验目的：1. 学习对照实物测绘机构运动简图的方法；2. 复习机构自由度计算公式的应用。二 实验设备：1. 各种机械实物与模型；2. 测量工具。三实验方法：由于机构的运动仅与机构中构件的数目，运动副的种类、数目与构造有关。
2、因此，在机构运动简图中可以撇开机构复杂的外形和运动副的具体构造，而用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定的比例来表示运动副的相对位置，用以反映实际机构的运动特征。常用机构简图符号参看表 1-1。具体步骤如下：1. 观察：用手慢慢转动被测绘机构或模型，从原动件开始仔细观察其运动情况，分析哪些是固定件，那些是活动构件，以及它们之间的相对运动关系，从而找出组成该机构的构件数目，运动副的种类和数目。2. 测绘：在稿纸上徒手按规定的符号和构件的联系顺序依次画出机构运动简图的草稿，测绘时注意要选择能反映机构运动特征的投影面。3. 测量各构件上与运动有关的尺寸，如两转动副的中心距离，移动副的相对位置
3、尺寸等，然后选择适当的比例尺，把草图画成正式的机构运动简图。 m)图 上 长 度 （ ）实 际 长 度 （比 例 尺 l4. 按自由度公式（w=3n-2P L-PH）计算所测绘机构的自由度。四实验步骤：1. 仔细观察教师指定的机器和机构有哪些构件组成，及各构件间的相对运动关系及运动特征。2. 按比例尺绘制机构运动简图，不要求比例尺的，应目测相关尺寸近似成比例。3. 计算各机构的自由度，并明确该机构的运动确定与否。五思考题：1. 一个正确的机构运动简图应说明哪些问题？2. 机构运动简图中的长度比例尺如何表示？与机械制图中的比例尺有何不同？33. 机构自由度的计算对绘制机构运动简图有何帮助？4表
4、1-1名 称 符 号转动副移动副低副螺旋副凸轮副高副齿轮副活动构件构件机架5实验报告序号机构名称 机构运动简图 机构自由度计算1n=PL=PH=自由度 w=2 n=PL=PH=自由度 w=3n=PL=PH=自由度 w=6序号机构名称机构运动简图 机构自由度计算4n=PL=PH=自由度 w=5n=PL=PH=自由度 w=6n=PL=PH=自由度 w=7实验二 四杆机构类型变异与运动特性实验一.实验目的：1. 通过组装各种铰链，熟悉和掌握各种铰链和平面低副的组装方法，提高学生的动手能力，为后面的机构创新实验打好基础。2. 通过观察所设计机构的运动，掌握四杆机构的极限位置、摆角、传动角、压力角的概念
5、，以及最小传动角发生的位置等。二实验仪器和工具:组合式可调平面机构和构件、零件、钢板尺、扳手等，学生自备圆规、铅笔等文具。1. 实验仪器的特点可以在框架内无级地调整主、从动固定铰链的位置和固定导路的位置；杆件和机架都是组合式的，可以方便地进行组装和拆卸；能够组装、连接各种类型的平面连杆机构并使其运动；杆件的长度可以无级地调节。2. 机架的结构正方形框架中的左右两边通过螺母固联一组带纵向滑板的纵向滑杆，每两根纵向滑杆为一组，纵向滑板能够沿纵向滑杆上下移动。纵向滑板之间通过螺纹连接件连接有三组带横向滑板的横向滑杆。每两根横向滑杆为一组，横向滑板能够沿横向滑杆左右移动。3. 组装机构的零件组装机构的
6、零件有摇把、滑套、长、短滑销、各种滑块、从动定铰链、导路支撑、销挡、主动定铰链轴组件、以及各种长度的构件杆等。三实验步骤:1. 自选一组四个杆长数据，使最短杆 1 与最长杆长度之和小于或等于其它两杆之和。为使实验效果明显，每两杆长度之差至少为 10mm。2. 在横向滑板上任选主动定铰链位置，装入主动定铰链轴组件和摇把，以选定的最短杆 1 为曲柄，一端装上滑套，另一端固联在主动定铰链轴组件上。然后依次连接上连杆 BC、摇杆 CD（或滑块） 。为防止运动时构件发生干涉，各构件必须装配在不同层面。3. 整个机构组装完毕并运转自如，认真观察运动情况后测量出各杆长度，以一定的比例尺将机构运动简图绘制在实
7、验报告上。4. 按要求将该机构的运动参数求出，填写在实验报告中。四实验报告:1. 设计机构杆长数据（单位：mm）杆件编号 1（最短） 2 3 4杆件长度82. 杆长条件：最短杆长度_+最长杆长度_ = _(mm)其它两杆长度之和 _ + _ = _(mm)最短杆与最长杆长度之和_其它两杆的长度之和。3. 以最短杆相邻杆为机架时该机构为：_机构，最短杆作 _动；另一连架杆作_动。4. 绘制机构运动简图（比例尺 l=_m/mm）图中标明转动情况。5. 当该机构最短杆 AB 的位置角 =_度时，BC 杆和 CD 杆的夹角 达到最小值 min，当角 =_度时，角 达到最大值 max。 。请在简图中以不
8、同线条将两位置绘出。6. 请在简图中标出该机构极位夹角 和 CD 杆的摆角 ，并计算出该机构的行程速比系数K=_。7. 当以 CD 杆为主动时，该机构有无死点位置，如有请在简图中标明。并说明此时 AB 杆和BC 的状态为：_。9实验三 渐开线齿轮范成原理一实验目的：1. 了解齿轮范成加工原理；2. 观察齿轮加工时的根切现象，掌握避免根切的基本方法；3. 比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。二实验设备：1. 渐开线齿轮范成仪；2. 齿轮毛胚（圆形纸） ；3. 圆规、直尺，铅笔等（自备） 。三齿轮范成仪构造：范成法是利用共轭齿廓互为包络线的原理加工齿轮的一种方法，范成仪可以真实地再现齿轮范成加工的全过程。图 3-1 渐开线齿轮范成仪的构造范成仪的构造如图 3-1 所示：圆盘 1 绕固定轴心 0 转动，圆盘背后装有与之固联的齿轮2，并与固定在横动拖板上的齿条 4 啮合。横动拖板上装有齿条刀 6，可在机架 5 上横向移动。由于齿轮 2 与齿轮 3 的啮合关系，从而使圆盘 1 相对齿条刀 6 的运动和被加工齿轮与齿条刀具的运动完全一样。根据横动拖板两侧的刻度，可调节齿条刀中线与被加工齿轮的分度圆的相对位置，相切，加工的是标准齿轮；反之，加工的是变位齿轮。
