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1、-机械设计根底 实 验 指 导 书曾豪华 编技术师学院机电学院目 录1. 实验一：平面机构运动简图的测绘及分析32.实验二、刚性转子的动平衡.43.实验三、渐开线齿轮成原理.74.实验四、渐开线齿轮参数的测定.95.实验五：减速箱的拆装及轴系的测绘.12实验一 平面机构运动简图的测绘及分析 一、实验目的： 1. 学会根据实际机构绘出其运动简图的技能； 2. 稳固机构构造分析原理及活动度的计算方法 二、设备和工具： 1. 机构模型、直钢尺， 2. 三角扳、铅笔、橡皮擦和草稿纸(学生自备)。 三、机构运动简图的原理： 机械中实际的机构，其构造往往比拟复杂，但机构的运动情况却与构件外形、断面尺寸和运
2、动副大小无关，而决定于机构中联接各构件的运动副类型和各运动副的相对位置尺寸以及原动件的运动规律。因此，在进展机构的综合分析时，所绘制的旨在表达机构各构件之间的相对运动关系和运动特性的图形。画图时必须撇开构件和运动副的具体形状和构造，根据构件之间的相对运动性质，确定各运动副的类型。然后，按一定的比例，用运动副的规定符号和简单的线条绘制出图形，这样的图称为机构运动简图。 四、绘制机构运动简图的方法和步骤： 1仔细观察各机构模型，了解其名称、用途和构造，并找出原动件。 2. 缓慢转动被测机构，从原动件开场，仔细观察机构的运动，从而找出组成机构的固构件和所有活动构件。 3根据各相互联接的两构件间的接触
3、情况及相对运动性质，确定各运动副的种类。 4. 以纸面为机构的投影面，选择一个能清楚地表达整个机构各构件的位置，用规定的运动副符号表示各运动副，并且用目测大致地确定各运动副的相对位置，画出机构运动简图草稿。注意应使草图与实物大致成比例，并用箭头表示原动件的运动方向。 5. 准确测量各回转副中心之间的距离、移动副导路的相对位置尺寸，并标注在草图上。 6. 应用公式：F=3n-2PLPh计算机构自由度，要注意复合铰链，局部自由度和虚约束的判别。将计算结果与实际机构对照，机构自由度数应与原动件数相符。否则，应当找出机构运动简图的错误并予以改正。 、 7. 选取适宜的长度比例尺，在实验报告中绘出机构运
4、动简图并填写有关容。 机构运动简图长度比例尺的意义如下：l= 构件的实际长度mm/ 简图上所画的构件长度(mm) 五、实验思考题： 1. 机构运动简图有什么用途.一个正确的机构运动简图应能说明什么问题. 2. 绘制机构运动简图时，选择构件的不同瞬时位置，会不会影响运动简图的正确性3. 机构自由度的计算对测量绘制机构运动简图有什么帮助实验二、刚性转子的动平衡实验一、 实验目的： 1. 了解刚性转子不平衡的危害；2. 了解刚性转子不平衡的利用；3. 掌握用动平衡机进展刚性转子动平衡的原理和方法。二、 实验设备及工具：1.YYW300型硬支承动平衡试验机；2.200mm刚性转子；3.各种不同重量的小
5、平衡块或M12的数个螺栓；4.配重用小天平。三、 刚性转子动平衡的根本原理：当一个不平衡转子绕O O轴回转时，该转子上由于各局部不平衡质量 所产生的离心惯性力总可以转化为两个力F1和F2，这两个力作用于任意选择的垂直于回转轴的两个平行平面I I和II II图5 9a。该转子的不平衡质量所产生的离心惯性力，就相当于在I I和II II两个平面上出现了距轴线分别为r1和r2的两个不平衡质量m1和m2所产生的两个力的作用，如图5 9 b所示。因此，动平衡的任务就在于如何选择两个平衡质量m1平和m2平分别加于I I和II II平面，与轴线距离分别为R1和R2，使其产生的惯性力分别与FI 1和FI 2大
6、小相等而方向相反，即：m1平 R1= m1 r1 (5 1m2平 R2= m2 r2 此时： F1= 0，T1= 0 (5 2)式中：F1惯性力，T1惯性力距；该转子到达平衡。刚性转子的不平衡都可以认为是两个选定平面称为平衡平面有两个不平衡的质量所致，这就是动平衡机进展动平衡实验的理论根底。四、 YYW300型硬支承动平衡试验机的简介：YYW300型硬支承动平衡试验机是华顺电机实业自行开发生产的万向联轴节式驱动方式的动平衡试验机，广泛应用于大型电机、滚筒、胶棍、风机、轴类工件等的平衡较正。传动系统采用万向联轴节式，万向联轴节传开工件直径大且启动快。测量系统采用工业计算机单片机，转速、量值、相位
7、全部采用数字显示。不同类型的转子的几何尺寸和校正面尺寸用数字键直接输入，经一次启动后即可正确显示不平衡量的大小kg和相位的大小；转子的6种类型可任选，可记忆显示量，不平衡量直接以kg显示；机电换能器采用压电磁电式传感器，其输出量大，性能可靠。五、 实验步骤：1.实验前需做好清洁工作、特别是刚性转子轴颈和滚轮之间转动处的清洁工作，并加上少许的润滑油以利润滑和转动；2.将刚性转子与万向联轴节以0对0的位置对好，并用螺栓联接紧固；3.将墙壁上的电源开关合上、将电测箱上的电源开关转到1的位置、POWER指示灯点亮、将电脑开关钥匙转到开的位置、计算机自动进入华顺电机实业 动平衡测试系统 画面；4.单击进
8、入按扭、假设刚性转子运转正常，系统屏幕自动显示出：HSFBD 动平衡测试系统；5.按刚性转子外形选择第1种支承方式、按刚性转子外形尺寸填写工作参数，a=80mm, b=176mm, c=100mm, r1=88mm, r2=88mm;6.点击系统屏幕右下方启动键、按下电测箱上的绿色启动按扭、听到滴哒一声，动平衡测试系统 开场对刚性转子进展动平衡测试；一般来讲：刚性转子在出厂时经过动平衡测试，合格是不成问题的。7.在刚性转子测试合格的前提下，可根据实验的不同要求、按屏幕 上面显示的数值作加重或去重进展配平衡处理，同时也要按操作提示进展操作直至合格为止；8.完毕操作后，直接单击停顿键和退出键、测试
9、屏幕自动退出，再按退出键即可关机。 HSPBD动平衡测试系统如下列图所示：注：左右校正面下的0.0 1为放大倍数。六、 实验思考问答题：1.刚性转子进展动平衡试验的目的是什么.2.同一转子在不同的动平衡试验机上测得的不平衡质量是否完全一样，为什么.3.工程上规定许用不平衡量的目的是什么.为什么绝对平衡是不可能的.4.你对这次实验有何认识、意见和建议.实验三、渐开线齿轮成原理一实验目的：1. 掌握用成法切割惭开线齿轮齿廓的根本原理，了解齿轮齿廓曲线的渐开线局部及过渡曲线局部的形成过程； 2. 了解惭开线齿轮的根切现象、齿顶变尖现象及其产生的原因； 3. 了解变位齿轮的切割方法，并比拟变位齿轮与标
10、准齿轮的异同点。 二设备及工具： 1. 齿轮成仪； 2. 3号图纸一，削尖的铅笔一支，圆规，三角扳橡皮，计算器学生自备 三实验原理： 成法加工惭开线齿轮齿廓，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切制齿轮的。如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃(即齿轮刀具)，另一个为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并在节圆处作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可在齿轮毛坯上切出齿廓。又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线故可以用任一具有渐开线齿轮齿廓的刀具成加工任意基圆的渐开线齿轮齿廓。其中基圆半径为无穷大的齿条刀具的惭开线齿轮齿廓最简单、是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀
11、具的轮廓。成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿轮齿廓的主要参数见下表：序 号齿 条 刀 具 参 数被 加 工 齿 轮主 要 参 数类 型1M8mm , 20，h*1 , c*0.25 。Z18 , *0 。标 准2m16mm,20ha*1,c*0.25Z9,*0.根 切3M16mm ,20，Ha*1 , c*0.25 。Z9 , *0.47 ,*min=7.52mm 。正 变 位图21是齿轮成仪的简图，图中1为圆盘，它装在机架4上并绕O点转动,表示被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。3为溜板，它在机架4的导轨上作水平移动。圆盘1与滑扳3用齿轮、齿条联接以保证溜板与圆盘作相对纯滚动，实验时，代表齿条刀具的
12、有机玻璃模型板2用螺钉装在溜扳2上，松开螺钉5即可调整它与被加工齿轮的径向距离。 加工标准齿轮时，应保证步条刀具的中线与被加工齿轮的分度圆相切。加工变位齿轮时，可按变位量*m来调整刀具中线与被加工齿轮中心的距离(其移动的距离*m值可在溜板上的刻度尺上读出)。 四实验步骤： 1. 根据所用成仪的齿条刀具根本参数和被加工齿轮的齿数Z ，变位系数* ，由齿条刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变位系数*min ：*min17-Z/17 。分别计算出分度圆直径，基圆直径以及标准齿轮、根切齿轮、正变位齿轮的齿根圆、齿顶圆直径，并将计算结果填在实验报告表中2. 在图纸上作出基圆、分度圆，并把它们分为三等份
13、即：每等份的圆心角均为120)。为了对刀方便，需分别作出这三等份圆心角的角平分线，再作这些角平分线的垂线。然后分别在这三等份上分别画出一个标准齿轮m=8mm , Z=18,一个根切齿轮m=16mm , Z=9,一个正变位齿轮m=16mm , Z=9的齿顶圆和齿根圆。(上述步骤必需在实验之前做好，并按外径180mm、孔径8mm将图纸剪成一穿孔圆纸片，实验时带来)。3. 把代表轮坯的穿孔圆纸片在对准中心后固定在圆盘上，使相应的标准齿轮局部的角平分线垂直于齿条刀具的中线，并调节齿轮刀具的中线使之与轮坯分度圆相切。4. 先切割m=8mm , Z=18的标准齿轮，后切割m=16mm ，Z=9的根切齿轮；
14、最后再切割m=16mm , Z=9的正变位齿轮。开场切割齿廓时，将齿条刀具溜扳推到最右(或最左)边。然后把溜板3向左(或向右)移动，每移动一个微小的距离(约23毫米)时，在图纸上用削尖的铅笔描下刀具刀刃的轮廓，直到形成23个完整的齿形为止。5. 切完m=16mm , Z=9的根切齿轮后，调整齿条刀具离开轮坯中心，作正移距*min=7.52mm 。再将图纸转到相应的正移距变位齿轮的局部，再重复步骤3和4。6. 比拟所切出的这三种不同齿轮的齿形在其分度圆上的齿厚、齿间距、周节以及在各自齿顶圆、齿根圆上的变化和特点。注假设需切割负移距变位的齿轮即：负变位齿轮，则图纸除应作出基圆、分度圆外，还需画出相应的负移距变位齿轮的齿顶圆和齿根圆。切割时将齿条刀具调离标准位置，移近轮坯中心，作负移距*min(毫米)，再重复步骤3和4。五、思考题1齿轮根切现象是如何产生的.如何防止 在图形上怎样判断齿轮是否根切.2齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于ha*+c*m .3. 用齿条刀具加工标准齿轮时，刀具和轮坯之间
