【精品實(shí)用】機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) （含機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分） 主編 黃開(kāi)有 伍利群 董勇 黃舟倩 二 湖 南 工 學(xué) 院 機(jī) 械 系 實(shí) 驗(yàn) 室 1 目 錄 實(shí)驗(yàn)須知 1 實(shí)驗(yàn)一 機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制實(shí)驗(yàn) 3 實(shí)驗(yàn)二 漸開(kāi)線(xiàn)齒輪范成實(shí)驗(yàn) 6 實(shí)驗(yàn)三 齒輪幾何參數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn) 9 實(shí)驗(yàn)四 軸系結(jié)構(gòu)測(cè)繪實(shí)驗(yàn) 13 實(shí)驗(yàn)五 減速器拆裝實(shí)驗(yàn) 16 實(shí)驗(yàn)六 帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn) 19 實(shí)驗(yàn)七 機(jī)械原理與機(jī)械零件現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn) 22 2 實(shí) 驗(yàn) 須 知 為了培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真和一絲不茍的工作作風(fēng)，保證 教學(xué)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和目的，每個(gè)學(xué)生應(yīng)做到如下幾點(diǎn)： 一、做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作： 1、認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，并復(fù)習(xí)教材中的有關(guān)內(nèi)容，明確本次實(shí)驗(yàn)的目的、方法和步驟。 2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)所要求的內(nèi)容結(jié)合所學(xué)有關(guān)理論知識(shí)，弄清楚與本次實(shí)驗(yàn)有關(guān)的基本原理。 3、對(duì)實(shí)驗(yàn)中所用到的儀器、設(shè)備和工具有一定的了解，規(guī)定學(xué)生自備的物品一定要準(zhǔn)備齊。 4、除了解實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案外，亦可多設(shè)想其它方案。 二、遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度： 1、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，保持安靜和整潔，不準(zhǔn)亂拋紙屑，不準(zhǔn)隨地吐痰，嚴(yán)禁吸煙 。 2、愛(ài)護(hù)儀器和設(shè)備，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)及時(shí)報(bào)告。 3、凡與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的儀器與設(shè)備切勿任意動(dòng)用。 4、實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將設(shè)備及儀器擦拭干凈，并恢復(fù)到原來(lái)正常狀態(tài)。 三、認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)： 1、認(rèn)真聽(tīng)好指導(dǎo)老師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的講解，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)有嚴(yán)格科學(xué)作風(fēng)，認(rèn)真細(xì)致地按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中所要求的實(shí)驗(yàn)方法和步驟進(jìn)行。 2、對(duì)于帶電或貴重的儀器及設(shè)備，在接電或布置后，應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)老師檢查，檢查通過(guò)后，才能開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。 3、在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)密切注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄下全部所需測(cè)量數(shù)據(jù)，隨時(shí)進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)及 時(shí)總結(jié)。 4、實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作技能的重要環(huán)節(jié)，因此每個(gè)學(xué)生都必須自己動(dòng)手，完成所有的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。 3 5、實(shí)驗(yàn)所測(cè)的數(shù)據(jù)和圖表，應(yīng)以實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，當(dāng)場(chǎng)記錄清楚，不要拼湊和抄襲，所得結(jié)果交指導(dǎo)老師審閱認(rèn)可后可才能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，若不符合實(shí)驗(yàn)要求應(yīng)重做。 6、學(xué)生在完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，如果希望觀察一些與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的其它現(xiàn)象，或用另外方案來(lái)進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)老師同意可以進(jìn)行。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一般內(nèi)容與要求： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，通過(guò)書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可以提高學(xué)生的分析能力，因此每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并要求學(xué)生 對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做到原理清楚，方法正確，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備可靠，會(huì)簡(jiǎn)單處理和分析測(cè)試數(shù)據(jù)。要有自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解，并加以討論，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書(shū)寫(xiě)工整。 一般實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有下列基本內(nèi)容： 1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)日期、實(shí)驗(yàn)者及同組人員。 2、實(shí)驗(yàn)所用的儀器和設(shè)備的名稱(chēng)、型號(hào)（及編號(hào)），精度及量程等。 3、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法及步驟簡(jiǎn)述。 4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括全部的測(cè)量原始數(shù)據(jù)，并注明測(cè)量單位，最好以表格形式，列出數(shù)據(jù)的運(yùn)算過(guò)程，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤并分析。 5、討論及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn) 象，結(jié)合基本原理進(jìn)地分析討論。如實(shí)驗(yàn)對(duì)象有理論解，則希望能與理論結(jié)果進(jìn)行比較，最后寫(xiě)出心得體會(huì)。 6、提出建議和期望：通過(guò)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)自己的收獲，客觀地進(jìn)行評(píng)價(jià)，或提出建議和期望。 五、實(shí)驗(yàn)成績(jī) 1、根據(jù)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和表現(xiàn)，在老師審閱報(bào)告的基礎(chǔ)上，按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級(jí)評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)。 2、未完成所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)成績(jī)不及格者，應(yīng)補(bǔ)做或重做實(shí)驗(yàn)，否則不準(zhǔn)參加本課程的期終考試。 3、本課程的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，按比例計(jì)入本課程的總評(píng)成績(jī)。 4 實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌 握根據(jù)實(shí)際機(jī)械或模型繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的技能和正確標(biāo)注運(yùn)動(dòng)尺寸。 2、進(jìn)一步加深理解機(jī)構(gòu)的組成原理和機(jī)構(gòu)自由度的含義，掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。 3、了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)的區(qū)別。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 1、各種機(jī)器（牛頭刨床、插齒機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）或機(jī)構(gòu)實(shí)物，模型。 2、測(cè)量工具：鋼尺、內(nèi)外卡規(guī)。 3、繪圖工具（學(xué)生自備）：三角板、直尺、圓規(guī)、鉛筆、橡皮擦、草稿紙（供測(cè)繪、畫(huà)草圖用）。 三、實(shí)驗(yàn)原理 由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)僅機(jī)械中所有的構(gòu)件數(shù)和構(gòu)件所組成的運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目、種類(lèi)、相對(duì)位置有關(guān) 。因此，在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)可以撇開(kāi)構(gòu)件的復(fù)雜外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，而用簡(jiǎn)略的符號(hào)來(lái)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例尺繪出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置和機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，以此表明實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特殊，從而便于進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。 四、測(cè)繪方法與步驟 1、使被測(cè)繪的機(jī)構(gòu)或模型緩慢地運(yùn)動(dòng)，從原動(dòng)件開(kāi)始仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，分清各個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，從而確定組成機(jī)構(gòu)的數(shù)目。對(duì)于兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)非常微小而不易察覺(jué)到的地方應(yīng)特別加以注意，切不可誤認(rèn)為剛性聯(lián)接。 2、根據(jù)相聯(lián)接的兩構(gòu)件間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)5 副的類(lèi) 型。 3、選擇恰當(dāng)?shù)囊晥D，并在草稿紙上徒手按規(guī)定的符號(hào)及構(gòu)件的聯(lián)接次序逐步畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的草圖，用數(shù)字 1， 2， 3分別標(biāo)出各構(gòu)件，用字母A、 B、 C分別標(biāo)出各運(yùn)動(dòng)副，然后用箭頭標(biāo)出原動(dòng)件。 4、計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度并以此檢查所繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的草圖是否正確。應(yīng)當(dāng)注意，在計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)除去局部自由度及虛約束。 5、自由度檢查無(wú)誤后，仔細(xì)測(cè)量機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副間相對(duì)位置（即運(yùn)動(dòng)尺寸），最后按一定比例尺將草圖繪成正式的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 實(shí)際長(zhǎng)度（米） 比例尺 = 圖上尺寸（毫米） 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度公式 F=3n 2中： n 活動(dòng)構(gòu)件； 低副數(shù)目； 高副數(shù)目。 五、實(shí)驗(yàn)安排 1、先由指導(dǎo)老師對(duì)測(cè)繪過(guò)程講解示范，然后分組進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。 2、每個(gè)同學(xué)應(yīng)測(cè)繪四個(gè)機(jī)構(gòu)，對(duì)指定必須按比例尺做正規(guī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的機(jī)構(gòu)，應(yīng)認(rèn)真測(cè)量其有關(guān)尺寸，其他不按比例繪制的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可用目測(cè)法使構(gòu)件大致成比例，以便分析。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及基本要求（ 見(jiàn)附件一 ） 1、實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生應(yīng)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果等直接填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi) ，繪制好機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，然后沿裁剪線(xiàn)將其裁下，交老師批閱。 2、思考題 6 （ 1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有什么用途？一個(gè)正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)能說(shuō)明哪些內(nèi)容？ （ 2）機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算對(duì)測(cè)繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何幫助？ （ 3）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，原動(dòng)件的位置是否可以任意確定？若任意確定會(huì)不會(huì)影響簡(jiǎn)圖的正確性？ （ 4）怎樣選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平面才是合理的？ 3、收獲與建議。 7 實(shí)驗(yàn)二 漸開(kāi)線(xiàn)齒輪范成實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用范成法切制漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的基本原理。 2、通過(guò)觀察漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的輪廓曲線(xiàn)具體形成過(guò)程，了解齒輪的根切現(xiàn)象及避免根切的方法。 3、分析比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪與正負(fù)變位齒輪齒形變化的異同點(diǎn)。 二、實(shí)驗(yàn)儀器和工具 1、齒輪范成儀。 2、鉛筆、圓規(guī)、三角板、剪刀等（自備）。 3、 300 300 三、齒輪范成法原理 范成法是利用一對(duì)齒輪（或齒輪齒條）互相嚙合時(shí)，共軛齒廓互為包絡(luò)線(xiàn)的原理來(lái)加工齒輪的。加工時(shí)，其中一輪為刀具，另一輪為輪坯，刀具和輪坯在機(jī)床鏈作用下保持定傳動(dòng)比傳動(dòng)，完全和一對(duì)真正的齒輪相互嚙合傳動(dòng)一樣；刀具作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還沿輪坯的軸向作切削運(yùn)動(dòng)。這樣切出的齒廓就是刀刃在各個(gè)位置的包絡(luò)線(xiàn) 。若用漸開(kāi)線(xiàn)作刀具的齒廓，可以證明其所包廓就是刀刃在各個(gè)位置的包絡(luò)線(xiàn)。若用漸開(kāi)線(xiàn)作刀具的齒廓，可以證明其所包絡(luò)出的齒廓必為漸開(kāi)線(xiàn)，今用齒條漸開(kāi)線(xiàn)（基圓半徑為無(wú)限大時(shí)漸開(kāi)線(xiàn)為一傾斜直線(xiàn)）齒廓加工齒輪，那么刀具刀刃在各個(gè)位置的包絡(luò)線(xiàn)就是漸開(kāi)線(xiàn)，即加工出的齒廓為漸開(kāi)線(xiàn)齒廓。因?yàn)樵趯?shí)際加工時(shí)，看不到刀刃形成包絡(luò)輪齒的過(guò)程，所以通過(guò)齒輪范成儀來(lái)表現(xiàn)這一過(guò)程，用鉛筆將刀刃在各個(gè)位置描繪在輪坯紙上，這樣就能清楚地觀察到輪齒范成的過(guò)程。 四、齒輪成儀的構(gòu)造及使用方法簡(jiǎn)介 齒輪儀所用的刀具模型為齒條插刀，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。 8 圖 1 B 型齒輪范成儀的基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，扇形齒輪 3 裝置在固定軸 5 上，且與齒條 2 相嚙合，扇形齒輪上的兩種不完全齒輪具有相同的模數(shù)（ m=2），但分度圓不同（大齒輪分度直徑 d=256，小齒輪 d=160）。通過(guò)調(diào)整固定軸在底座位上的位置，可使大小扇形齒輪分別與齒條嚙合，齒條與底座采用燕尾導(dǎo)軌聯(lián)接。用手推動(dòng)齒條時(shí)，扇形齒輪繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。齒條與扇形齒輪上的刻度對(duì)應(yīng)關(guān)系表明二者在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪節(jié)圓與齒條節(jié)線(xiàn)作純滾動(dòng)。 切割輪坯用的齒條刀具 8安裝在齒條體上，松開(kāi)蝶形螺母 9可靠刀具相 對(duì)輪壞中心作徑向移動(dòng)，以演示變位加工原理，變位移距可以刻度 10上看出。 托盤(pán) 4用于支承繪圖紙，壓坯 7和滾花圓螺母 6可將繪圖紙壓緊。 輪壞分度圓直徑、刀具模樓及加工齒輪齒數(shù)的關(guān)系如表 1所示： 表 1： I 坯分度圓直徑 d 160 256 加工刀具模數(shù) m 8 16 8 16 加工齒輪齒數(shù) z 20 10 32 16 9 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1、安裝好扇形齒輪 2、輪坯的準(zhǔn)備與安裝 （ 1）根據(jù)表 1 中被切的參數(shù)計(jì)算出加工齒輪的分度圓、齒頂圓、齒根圓和基圓直徑，并將“四圓”畫(huà)在繪圖紙上。 （ 2）剪一直徑比齒頂圓大 3在中心剪一直徑為 35裝用） （ 3）將圓形圖紙（輪坯）安裝在固定軸上，用壓環(huán)和圓螺母壓緊。 3、刀具安裝 （ 1）按表 1選擇好刀具。 （ 2）按加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪或變位齒輪的要求調(diào)整好刀具中線(xiàn)位置。 4、繪制齒輪廓 （ 1）將齒輪連同刀具推至范成儀的一端。 （ 2）然后每當(dāng)向另一端動(dòng)一個(gè)不大距離，即在代表輪坯的圖紙上用鉛筆描下刀具刀刃位置，直至形成 23個(gè)完整的輪齒時(shí)為止。 六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求 1、根據(jù)齒輪范成儀的給定參數(shù)（ m、 a、 c #、 Z），繪制齒輪廓。 2、計(jì)算數(shù)據(jù)并對(duì)照實(shí)驗(yàn) 結(jié)果分析。 3、思考題 （ 1）加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪時(shí)，嚙合線(xiàn)的位置及嚙合角的大小是否有變化？為什么？ （ 2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明你所觀察到的根切現(xiàn)象是怎樣的？是由于什么原因引起的？避免根切的方法有哪些？ 4、收獲與建議 10 實(shí)驗(yàn)三 齒輪幾何參數(shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用普通量具測(cè)定齒輪基本參數(shù)的基本技能。 2、進(jìn)一步鞏固并熟悉齒輪各部分名稱(chēng)和各部分尺寸與基本能數(shù)之間的關(guān)系及漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的幾何性質(zhì)。 二、實(shí)驗(yàn)工具 本實(shí)驗(yàn)使用一套（ 8個(gè)） 8級(jí)精度 m=5的標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪作為測(cè)量對(duì)象，利用精度為 標(biāo)卡尺和齒厚游標(biāo)卡尺各一把作為測(cè)量工作。 三、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)要求用游標(biāo)卡尺測(cè)量出齒廓公法線(xiàn)長(zhǎng)度 ，齒頂圓直徑 根圓直徑 齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量固定弦齒厚 根據(jù)上述測(cè)量參數(shù)計(jì)算并導(dǎo)出齒輪模數(shù) a，齒頂高系數(shù) ，徑向間隙系數(shù) c 移距系數(shù) x。 實(shí)驗(yàn)原理：如圖 1所示 圖 1 11 由于漸開(kāi)線(xiàn)齒廓上任意點(diǎn)的法線(xiàn)必切于基礎(chǔ)圓，如同一基圓上生成的任意兩條反向的漸開(kāi)線(xiàn)間的公法線(xiàn)長(zhǎng)度處處相等。基于這一性質(zhì)，只要用卡尺測(cè)得跨 K 個(gè)齒的公法線(xiàn) 跨 K+1 的公法線(xiàn)齒 ，即可計(jì)算推得其它齒輪參數(shù)。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、用游標(biāo)卡尺測(cè)公法線(xiàn)長(zhǎng)度及齒頂圓直徑 跨齒數(shù) 當(dāng) a=200時(shí) Z 9 18 19 27 28 36 37 45 46 54 55 63 K 2 3 4 5 6 7 測(cè)量方法： 先將游標(biāo)卡尺跨 K 個(gè)齒測(cè)量，使其兩足與齒廓相切，取不同的三組 K 個(gè)齒，可得三組不同的 平均值即可。以同樣方法測(cè)量 。 當(dāng)齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，齒頂圓直徑用卡尺直接量是，當(dāng)齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，由以下公式修正： 900 ， 實(shí)測(cè)齒頂圓直徑 Z 2、用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量弦齒厚及齒高，如用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)，可松開(kāi)螺釘 11 并擰緊螺釘 10，再調(diào)整微調(diào)螺母 8 使高度游標(biāo)尺的示值為 h；然后固緊螺 11 測(cè)量時(shí)將支承 5置于被測(cè)齒頂，并使齒厚游標(biāo)卡尺的量爪 2垂直于齒輪的軸線(xiàn)，再用同樣的方法調(diào)整水平游標(biāo)卡尺的微調(diào)螺母，使可動(dòng)量爪與固定量爪與齒面對(duì)稱(chēng)接觸，這時(shí)水平游標(biāo)尺示值即為實(shí)際弦齒厚 用它還可測(cè)得全齒高 h， 則齒根圓直徑為： df=d 2h （ 1） 五、有關(guān)齒輪基本參數(shù)的計(jì)算 1、模數(shù) m，壓力角 a 由 圖 1知： 12 ( K 1 ) （ 2） 1 = （ 3） 基節(jié) b = （ 4） 而 以 m= （ 5） 將 a=150 ， a=200 分別代入（ 5）式，將 值最接近 標(biāo)準(zhǔn)值的一級(jí) m、 可參照有關(guān)手冊(cè)） 當(dāng) a=200 時(shí)，還可有照下表： 、變值系數(shù) X 當(dāng)被測(cè)齒輪為變位齒輪時(shí)，設(shè)其公法線(xiàn)長(zhǎng)度 則由公式 =k X = 212）求得： 3、齒頂高降 低系數(shù) y y= 2m 實(shí)測(cè)值 y 還可由一對(duì)已知 m、 a、 x 的嚙合齒輪的有關(guān)參數(shù)來(lái)確定齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù) C 。本實(shí)驗(yàn)用齒輪配對(duì)如參數(shù)表。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪： 1 da = ( Z ) （ 8） 2 m 13 = 2 （ 9） 2m 變位齒輪： 1 da = ( Z ) X + y （ 10） 2 m C = 2 + y （ 11） 2m 六、本實(shí)驗(yàn)使用的被測(cè)齒輪的有關(guān)參數(shù)表 齒輪編號(hào) 模數(shù) 齒數(shù) 變位系數(shù) 齒頂降低系數(shù) 1# 5 12 2# 5 18 3# 5 18 +4# 5 30 5# 5 12 +# 5 25 +# 5 25 # 5 31 、思考題 1. 決定齒廓形狀的基本參數(shù)有哪些？ 2. 測(cè)量公法線(xiàn)長(zhǎng)度時(shí)，卡尺的卡腳若放在漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的不同位置上，對(duì)所測(cè)定的公法線(xiàn)長(zhǎng)度1什么？ 1. 在測(cè)量頂圓直徑 偶數(shù)齒和奇數(shù)齒的齒數(shù)的齒輪在測(cè)量方法上有什么不同？ 八、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 14 實(shí)驗(yàn)四 軸系結(jié)構(gòu)測(cè)繪實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)對(duì)實(shí)際軸系結(jié)構(gòu)（或模型）的觀察測(cè)繪，熟悉并掌握軸系零件結(jié)構(gòu)形狀與功用，工藝要求，尺寸裝配關(guān)系，安裝調(diào)整以及軸、軸上零件的定位固定方式等，為軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)提供感情認(rèn)識(shí)。 二、測(cè)繪步驟及要求 1、軸系結(jié)構(gòu)分析 對(duì)所選測(cè)繪的軸系實(shí)物（或模型）進(jìn)行觀察分析，明確軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足的要求，軸上各零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、作用。例如某個(gè)零件是如何從結(jié)構(gòu)形狀上、裝配尺寸上和材料上滿(mǎn)足該零件受力、安裝、調(diào)整 、周向和軸向定位，以及潤(rùn)滑、密封等要求，可結(jié)合回簽實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的思考題進(jìn)行觀察分析。 2、測(cè)量軸系零件尺寸 （ 1）測(cè)量精度，一般準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，并要測(cè)取零件全部尺寸，否則給后面繪圖帶來(lái)困難。 （ 2）對(duì)于因拆卸困難或別的原因而難以直接測(cè)量的尺寸，允許根據(jù)實(shí)物相對(duì)大小和結(jié)構(gòu)關(guān)系估算出來(lái)，或利用有并標(biāo)準(zhǔn)查出尺寸。 （ 3）軸系零件主要配合關(guān)系見(jiàn)附錄 1。 （ 4）一些特殊零件如斜齒輪，基法向模數(shù) 旋角的測(cè)定參考實(shí)驗(yàn)五的有關(guān)內(nèi)容測(cè)定和計(jì)算。 （ 5）因?yàn)檩S系內(nèi)圈與軸按工作要求二者需周向固定，采用的是過(guò)盈配合或緊過(guò) 配合的方法。所以，在測(cè)量時(shí)，軸承取不下來(lái)，可記下軸承代號(hào)，再由手冊(cè)查出寬度，內(nèi)外徑主要參數(shù)，如果在實(shí)驗(yàn)中軸承可以從軸上取下，那是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中拆裝，測(cè)繪方便，已有意識(shí)將軸磨小了，已不再是原來(lái)的配合狀態(tài)。同學(xué)們?cè)跍y(cè)繪時(shí)還應(yīng)在圖紙上標(biāo)明原來(lái)的配合關(guān)系。 （ 6）對(duì)于支承軸系部件的箱體部分，只要求用雙點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出與軸承，端蓋等配合的局部，而不必過(guò)多測(cè)量尺寸。 15 3、繪制軸系結(jié)構(gòu)裝配圖 利用測(cè)量所得各零件尺寸，對(duì)照軸系實(shí)物，畫(huà)出軸系結(jié)構(gòu)裝配圖一張。圖副及比例自定，一般以 3號(hào)圖紙大小為宜。要求所繪圖結(jié)構(gòu)合理，裝配關(guān)系清楚，按裝 配圖要求注明必要的尺寸，如軸孔之間的配合尺寸等。最后填寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表，其格式見(jiàn)附錄 示。明細(xì)表中材料欄的填寫(xiě)，若系測(cè)繪的模型，則要求學(xué)生自己選定材料再填入。 4、測(cè)繪完畢后，將軸系部件復(fù)原，放回原處。 三、測(cè)繪設(shè)備及量具 實(shí)驗(yàn)設(shè)備有軸系結(jié)構(gòu)模型、減速器等。 量具有游標(biāo)卡尺，其它量具自備。 四、附錄 1、軸上零件用配合關(guān)系表： 配合零件 常 用 配 合 軸承內(nèi)圈與軸 J6 k6 m6 了外圈與機(jī)座位 7 齒輪、蝸輪孔與軸（帶鍵） H7 7 7 7 套、擋油環(huán)與軸 H7 8 8 9 入、輸出軸（帶鍵） 16 1、標(biāo)題欄、明細(xì)表格式 8 箱體 1 40 7 滾動(dòng)軸承 2 208 64 6 端蓋 2 40 5 軸套 1 4 齒輪軸 1 45 M=2=22 3 密封圈 1 毛氈 2 調(diào)整墊片 1 1 擋油環(huán) 2 序號(hào) 名稱(chēng) 數(shù)量 材料 備 注 班級(jí) 比例 制圖 審批 圖號(hào) 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 17 實(shí)驗(yàn)四 減速器拆裝實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解減速器的功能、分類(lèi)和傳動(dòng)路線(xiàn)。 2、了解減速器中各零件作用、結(jié)構(gòu)形態(tài)及裝配關(guān)系。 3、了解減速器的潤(rùn)滑和密封。 4、了解減速器的基本要求。 二、實(shí)驗(yàn)要求 1. 按正確程序拆開(kāi)減速器，分析減速器結(jié)構(gòu)及各零件功用。 2. 測(cè)定減速器的主要參數(shù)，繪出傳動(dòng)示意圖。畫(huà)軸系結(jié)構(gòu)裝配圖一張。 3. 測(cè)量減速器傳動(dòng)副的齒側(cè)間隙及接觸斑點(diǎn)。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具 齒輪減速器、蝸桿減速器、鋼尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)、外卡尺、鉛絲、涂料等。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 開(kāi)箱蓋前先觀察減速器外部形狀，判斷傳動(dòng)方式、級(jí)數(shù)、輸入和輸出軸。并觀察有哪些箱體附件。 2. 擰下箱蓋與底座聯(lián)接螺栓及端蓋螺釘，拔出定位銷(xiāo)，借助起蓋螺釘頂起減速器箱蓋。 3. 邊拆卸邊觀察，并就箱體形狀，軸系零件的定位的固定，潤(rùn)滑密封方式，箱體附件（如通氣器、油標(biāo)、油塞、起蓋螺釘、定位銷(xiāo)等）結(jié)構(gòu)和作用，位置要求和零件材料等進(jìn)行分析。 4. 畫(huà)傳動(dòng)示意圖，測(cè)定減速器的主要參數(shù) a、 m、 等，測(cè)得的參數(shù)或計(jì)算得出的參數(shù)記錄于表中。傳動(dòng)示意圖也應(yīng)注明必要的參數(shù)。 5. 軸系結(jié)構(gòu)測(cè)繪 軸系結(jié)構(gòu)分析：分析和測(cè)繪軸系結(jié)構(gòu)，明確軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足的要求。應(yīng)了解軸的各部分結(jié)構(gòu)作用，形狀尺寸，它與強(qiáng)度、剛度、加工裝配的關(guān)系，軸上各零件的用途、軸承類(lèi)型、布置、安裝調(diào)整方式、軸和軸上零件的定位及固定方法、潤(rùn)滑和密封等。 18 畫(huà)軸系結(jié)構(gòu)裝配圖一張：將測(cè)得各零件的定位及固定方法、潤(rùn)滑和密封等。 6. 測(cè)量齒側(cè)間隙：在兩輪齒之間插入一鉛絲，其厚度稍大于所假設(shè)的側(cè)隙，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，使兩齒面間的鉛絲被輾壓，然后取出鉛絲，用游標(biāo)卡尺測(cè)出被輾壓后鉛絲的厚度，以檢驗(yàn)該對(duì)齒輪的齒側(cè)間隙是否符合 83標(biāo)準(zhǔn)的要求。 7. 檢查接觸斑點(diǎn)。仔細(xì)擦凈每一個(gè)輪齒在主動(dòng)輪 3 4個(gè)輪齒上均勻地涂上一薄層涂料（如紅丹油），在從動(dòng)輪被輕輕制動(dòng)下，用手轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)輪，然后確定從動(dòng)輪輪齒上接觸斑點(diǎn)的分布情況和尺寸。接觸斑點(diǎn)的大小在齒面展開(kāi)圖上用百分比計(jì)算（下圖一）。 圖一 齒面接觸痕跡斑點(diǎn) 沿齒長(zhǎng)方向：接觸斑點(diǎn)的長(zhǎng)度 b （除去超過(guò)模數(shù)值的的斷開(kāi)的部分 C）與工作長(zhǎng)度 b之比，即 %100b 沿齒高方向，接觸斑 點(diǎn)的平均高度 h 和工作高度 h 之比，即 %100檢查是否符合 五、思考題 1. 試說(shuō)明減速器各零件的名稱(chēng)及其作用？ 2. 試述減速器的拆裝步驟？ 3. 試以中間軸或低速軸為例，說(shuō)明軸上零件的周向固定和軸向固定？ 4. 減速器的齒輪和軸承采用什么方法潤(rùn)滑？ 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 19 實(shí)驗(yàn)六 帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、觀察帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象以及它們與 帶傳遞的載荷之間的關(guān)系。 2、測(cè)定彈性滑動(dòng)率與所傳遞的載荷和帶傳效率之間的關(guān)系，繪制帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)曲線(xiàn)和效率曲線(xiàn)。 3、了解帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)原理與扭矩、轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法。 二、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)造和工作原理 由于彈性滑動(dòng)率之值與打滑現(xiàn)象的出現(xiàn)，以及帶傳動(dòng)的效率都與帶傳遞的載荷的大小有密切關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)用燈泡作負(fù)荷。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)由主機(jī)和測(cè)量系統(tǒng)兩大部分組成。 1、主機(jī) 主機(jī)是一個(gè)裝有平帶的傳動(dòng)裝置。 主電機(jī)是直流電動(dòng)機(jī)裝在滑座上，可沿滑座滑動(dòng)，電機(jī)軸上裝有主動(dòng)輪，通過(guò)平帶帶動(dòng)從動(dòng)輪，從動(dòng)輪裝在直流發(fā)電機(jī)的軸上，在 直流發(fā)電機(jī)的輸出電路上，并接了八個(gè)燈泡，每個(gè) 40 瓦，作為帶傳動(dòng)的加載裝置，砝碼通過(guò)鋼絲繩，定滑輪拉緊滑座，從而使帶張緊，并保證一定的初拉力。開(kāi)啟燈泡，以改變發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻，隨著開(kāi)啟燈泡的增多，發(fā)電機(jī)的負(fù)載增大，帶的受力增大，兩邊拉力差也增大，帶的彈性滑動(dòng)逐步增加。當(dāng)帶斷傳遞的載荷剛好達(dá)到所能傳遞的最大有效圓周力時(shí)，帶開(kāi)始打滑，當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增加時(shí)則安全打滑。 2、測(cè)量系統(tǒng) 測(cè)量系統(tǒng)由電轉(zhuǎn)速測(cè)定裝置和電機(jī)的測(cè)扭矩裝置兩部分組成。 A、光電測(cè)轉(zhuǎn)速裝置 主動(dòng)輪的扭矩下 2均通過(guò)在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的軸 上分別安裝一同步轉(zhuǎn)盤(pán)，在轉(zhuǎn)盤(pán)的同一半徑上鉆有一個(gè)小孔，在小孔一側(cè)固定有光電傳感器，并使傳感器的測(cè)頭已對(duì)小孔。帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可在數(shù)碼管上直接讀20 出帶輪的轉(zhuǎn)跡。 B、扭矩測(cè)量裝置 主動(dòng)輪的矩 2下均通過(guò)電動(dòng)機(jī)外殼來(lái)測(cè)定。 電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的外殼支承在支座的滾動(dòng)軸承中，并可繞與轉(zhuǎn)子相重合的軸線(xiàn)擺動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和發(fā)電機(jī)負(fù)載后，由于定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用，電動(dòng)機(jī)的外殼將向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同向傾倒，發(fā)電機(jī)的外殼將向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的反向傾倒，它們的傾倒力矩可分別通過(guò)固定在定子外殼上的測(cè)力計(jì)所測(cè)得的力矩來(lái)平衡。即 ： 主動(dòng)輪上的扭矩 N 從動(dòng)輪上的扭矩 N 式中 測(cè)力計(jì)上百分表的讀數(shù) 測(cè)力計(jì)算定值 測(cè)力計(jì)的力臂 120從動(dòng)輪的功率 傳動(dòng)的效率 = = 主動(dòng)輪的功率 學(xué)們只要測(cè)得不同負(fù)載下主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 2以及主動(dòng)輪的扭矩下 2，就可算 出在不同的有效拉力下的彈性滑動(dòng)率以及效率之值。以有效拉力 F 為橫坐標(biāo)，分別以不同載荷下的和之值為縱坐標(biāo)，就可以畫(huà)出帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)曲線(xiàn)和效率曲線(xiàn)。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1、接通電源，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的指示燈亮，檢查一下測(cè)力計(jì)的測(cè)力桿是否處于平衡狀態(tài)，若不平衡則調(diào)整到平衡。 2、加砝碼 3帶具有初拉力。 3、慢慢地洞順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)調(diào)速按鈕，使電機(jī)從開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸加速到000轉(zhuǎn) /分左右，記錄 4、打開(kāi)一個(gè)燈泡（即加載），記錄一組 據(jù)，注意此時(shí) 2之間的差值 ，即觀察帶的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象。 5、逐漸增加負(fù)載（即每次打開(kāi)一個(gè) 40瓦的燈泡）重復(fù)第 4步，直到21 3%左右，即圓 2 上的 A 點(diǎn)，帶傳動(dòng)開(kāi)始進(jìn)入打滑區(qū)，若再打開(kāi)燈泡，則 2之差值迅速增大。 四、實(shí)驗(yàn)時(shí)注意事項(xiàng) 1、調(diào)速時(shí)應(yīng)緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)速按鈕，若使電機(jī)突然旋轉(zhuǎn)很快，容易使設(shè)備中保險(xiǎn)燒斷。 2、設(shè)備連續(xù)使用不得超過(guò) 3個(gè)小時(shí)。 3、本實(shí)驗(yàn)主要參數(shù)： 帶輪直徑 2020力