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

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 二零零九年十一月機(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，了解實(shí)訓(xùn)的步驟和方法。（2）對(duì)實(shí)訓(xùn)中所使用的儀器、實(shí)訓(xùn)裝置等應(yīng)了解其工作原理，以及操作注意事項(xiàng)。（3）必須清楚地知道本次實(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，不得擅自處理。（4）實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，應(yīng)將所

2、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）接受教師對(duì)預(yù)習(xí)情況的抽查、質(zhì)疑，仔細(xì)聽(tīng)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，仔細(xì)地按實(shí)訓(xùn)步驟、方法逐步進(jìn)行。 （3）實(shí)訓(xùn)過(guò)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)老師審閱。四、 實(shí)訓(xùn)報(bào)告的一般要求實(shí)訓(xùn)報(bào)告是對(duì)所完成的實(shí)訓(xùn)結(jié)果整理成書(shū)面形式的綜合資料。通過(guò)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書(shū)寫，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者準(zhǔn)確有效地用文字來(lái)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(yǔ)言扼要地?cái)⑹鰧?shí)訓(xùn)目的、原理、步驟和方法，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(wèn)題討論等內(nèi)容，獨(dú)立地寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告，并

3、做到字跡端正、繪圖清晰、表格簡(jiǎn)明。目 錄實(shí)驗(yàn)一 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪和分析實(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(kāi)線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)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(cè)試實(shí)驗(yàn). 32實(shí)驗(yàn)一 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪和分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際機(jī)械或模型的結(jié)構(gòu)測(cè)繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；（2）驗(yàn)證和鞏固機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算。二、實(shí)驗(yàn)要求（1）正確判別兩種運(yùn)動(dòng)副及其數(shù)量；（2）繪制出種平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；（3）對(duì)照實(shí)驗(yàn)機(jī)械，理解計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的目的。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具（1）各種機(jī)械實(shí)物；（2）各種機(jī)構(gòu)模型；（3）鋼板尺；（4）外卡鉗；（5

4、）鉛筆與橡皮（自備）；（6）草稿紙（自備）。四、實(shí)驗(yàn)原理在分析和研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，便于分析，可以不考慮構(gòu)件的外形、構(gòu)件的截面尺寸和運(yùn)動(dòng)副的實(shí)際構(gòu)造，只用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)來(lái)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例尺表示運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，以此來(lái)說(shuō)明實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征。五、測(cè)繪步驟和方法（1）測(cè)繪時(shí)使被測(cè)的機(jī)器或模型緩慢地運(yùn)動(dòng)，從原動(dòng)件開(kāi)始仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，分清各運(yùn)動(dòng)單元，從而確定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目；（2）根據(jù)相互聯(lián)接兩構(gòu)件的接觸情況和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的種類；（3）選取平行于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平面為視圖平面，使其能表示某一個(gè)瞬時(shí)的機(jī)構(gòu)位置，且要求在此位置時(shí)的各構(gòu)件不相互重疊；（4）在草稿

5、紙上徒手按規(guī)定的符號(hào)和構(gòu)件聯(lián)接的次序逐步畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的草圖。然后用數(shù)字1、2、3分別標(biāo)注各構(gòu)件，用字母a、b、c分別標(biāo)注各運(yùn)動(dòng)副；（5）仔細(xì)測(cè)量機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸（如回轉(zhuǎn)副的中心距，移動(dòng)副導(dǎo)路間的夾角等），任意假設(shè)原動(dòng)件的位置，并按一定的比例尺將草圖蘇畫(huà)成規(guī)范的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，簡(jiǎn)圖比例尺用表示，即（6）計(jì)算各機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，并將結(jié)果與實(shí)際相對(duì)照，觀察是否相符。六、思考題11 一個(gè)正確的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，應(yīng)能說(shuō)明哪些內(nèi)容？12 繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，原動(dòng)件的位置為什么可以任意假定？會(huì)不會(huì)影響簡(jiǎn)圖的正確性？13 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，對(duì)測(cè)繪平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何幫助？平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪和分析姓

6、 名班 級(jí)成 績(jī)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(cè)尺寸自由度計(jì)算n= p1= pn=n= p1= ph=w=w=機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)名稱3、4、實(shí)測(cè)尺寸自由度計(jì)算n= p1= pn=n= p1= ph=w=w=機(jī)構(gòu)示意圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論實(shí)驗(yàn)二 齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握用范成法加工漸開(kāi)線齒廓的切齒原理，觀察齒廓的漸開(kāi)線及過(guò)渡曲線的形成過(guò)程；2、了解漸開(kāi)線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象和齒頂變尖現(xiàn)象的原因及用變位來(lái)避免發(fā)生根切的方法；3、分析、比較漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪和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)不同的兩種標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪齒形的異同點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和用具：1、

7、齒輪范成儀；2、自備：220圓形繪圖紙一張（圓心要標(biāo)記清楚）；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（或齒條與齒輪）相互嚙合時(shí)其共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來(lái)加工齒廓的方法。刀具刃廓為漸開(kāi)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m1=20mm和m2=8，a=20，ha*=1，c*=0.25。儀器構(gòu)造簡(jiǎn)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

8、表被加工齒輪的輪坯，它們可以繞機(jī)架5上的軸線o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)出漸開(kāi)線齒廓。齒條刀具3可以相對(duì)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xm時(shí)（由滑板4上的刻度指示）， 被切齒輪分度圓則和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（xm=0）或正變位（xm0）、負(fù)變位（xm0齒輪的齒廓。圖11、 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。必須要求完成切制m=20mm、z=8的標(biāo)準(zhǔn)、正變位（x1=0.5）和負(fù)變位（

9、x2=-0.5）漸開(kāi)線齒廓，三種齒廓每種都須畫(huà)出兩個(gè)完整的齒形，比較這三種齒廓。 選做要求完成切制m1=20mm、z1=8和m2=8mm、z2=20的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒廓，兩種齒廓每種都須畫(huà)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m=20mm、z=8、=20、ha*=1、c*=0.25、x1=0.5、x2=-0.5分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)、正復(fù)位、負(fù)變位三種漸開(kāi)線齒廓的分度圓直徑d、齒頂圓直徑da 、齒根圓直徑df 、基圓直徑db和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的周節(jié)p 、分度圓齒厚s、齒間距e 。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(huà)出三種齒廓的上述四個(gè)圓d、da 、df 、db 。此步驟應(yīng)在

10、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(guò)1mm），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(cè)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x1 m=0.520=10mm處，并將齒條刀3與滑板4固緊；

11、（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）。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m1=20mm、z1=8、=20、ha*=1、c*=0.25及m2=8mm、=20、ha*=1、c*=0.25 制作輪坯分別計(jì)算并畫(huà)出上述兩種廓標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓d、齒頂圓d

12、a 、齒根圓df 、基圓db；（2） 繪制m1=20mm、z1=8、=20、ha*=1、c*=0.25的標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓；（3） 繪制m2=8mm、z2=20、=20、ha*=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同？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)不同的兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形異同點(diǎn)是什么？七、漸開(kāi)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(jiàn)圖2）漸開(kāi)線齒廓的范成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)班級(jí) 姓名

13、日期 同組人 指導(dǎo)老師 成績(jī) 1、 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：第一組 m1=20mm、z1=8、=20、ha*=1、c*=0.25第二組 m2=8mm、z2=20、=20、ha*=1、c*=0.25序號(hào)項(xiàng) 目公 式計(jì)算結(jié)果第一組第二組1分度圓直徑d2齒頂圓直徑da3齒根圓直徑df4基圓直徑db5分度圓齒厚s6分度圓齒間e2、 變位齒輪：m=20mm、z=8、=20、ha*=1、c*=0.25；正變位：x1=0.5； 負(fù)變位：x2= -0.5。序號(hào)項(xiàng) 目公 式標(biāo) 準(zhǔn)正變位負(fù)變位1分度圓直徑d2齒頂圓直徑da3齒根圓直徑df4基圓直徑db5齒條刀移距xm6分度圓齒厚s7齒頂圓齒厚sa8齒根圓齒厚sf3、心得體會(huì)實(shí)

14、驗(yàn)三 漸開(kāi)線齒輪參數(shù)測(cè)定及嚙合傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的幾何參數(shù)；（1）通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度確定模數(shù)m和壓力角：（2）通過(guò)測(cè)量齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df，確定齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*；（3）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長(zhǎng)度與實(shí)測(cè)公法線長(zhǎng)度的比較，判斷齒輪的變位類型，并計(jì)算變位系數(shù)x，確定齒輪是否根切；2. 觀察直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)過(guò)程，測(cè)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：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1000.027mm，齒輪1的軸頸上可分別安裝2#、3#、5#、6#實(shí)驗(yàn)

15、齒輪，齒輪2的軸頸上可分別安裝1#、4#實(shí)驗(yàn)齒輪，1#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，共組成四對(duì)不同的齒輪傳動(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和面板ii分別用于齒輪12和齒輪13兩對(duì)嚙合傳動(dòng)，面板iii和面板iv分別用于齒輪45和齒輪46兩對(duì)嚙合傳動(dòng)。2. 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)測(cè)定原理 漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)有五個(gè)：z、m、ha*、c*，其中m、ha*、c*均應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，z為正整數(shù)。對(duì)于變位齒輪，還有一個(gè)重要參數(shù)，即變位系數(shù)x，變位齒輪及變位齒輪傳

16、動(dòng)的諸多尺寸均與x有關(guān)。（1）通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度確定模數(shù)m和壓力角，見(jiàn)圖2。 確定跨齒數(shù)k： 測(cè)量公法線長(zhǎng)度和。 確定模數(shù)m、壓力角：圖2 用游標(biāo)卡尺測(cè)公法線長(zhǎng)度根據(jù)漸開(kāi)線性質(zhì)：發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)。 所以式中因一般只為20?；?5。，m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)m和壓力角。（2）通過(guò)測(cè)量齒頂圓直徑da與齒根圓直徑df，確定齒頂高系數(shù)ha*和頂隙系數(shù)c*：a）偶數(shù)齒齒輪 b）奇數(shù)齒齒輪 圖3 齒輪da與df的測(cè)量 偶數(shù)齒齒輪的da、df可直接用游標(biāo)卡尺測(cè)得，如圖3（a）示。奇數(shù)齒齒輪的da、df須間接測(cè)量，如圖3（b）示。 da=d+2h1 df=d

17、+2h2則： h=（dadf）/2= h1h2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪h=（2ha*+c*）m，分別將ha*=1、c*=0.25（正常齒制）或ha*=0.8、c*=0.3（短齒制）代入，若等式成立，即可確定齒輪是正常齒或是短齒，進(jìn)而確定ha*、c*。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，進(jìn)而確定ha*、c*。（3）計(jì)算變位系數(shù)x： 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的公法線長(zhǎng)度=mcos (k0.5)+zinv 變位齒輪的公法線長(zhǎng)度= mcos (k0.5)+zinv+2xmsin 若測(cè)得與計(jì)算值相等，則x=0，該齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪； 若，則齒輪為變位齒輪，變位系數(shù)x： （4）計(jì)算不根切

18、的最小變位系數(shù)xmin：要保證變位齒輪不產(chǎn)生根切，應(yīng)滿足：sin2標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最小齒數(shù)為：所以：3. 漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程圖4 漸開(kāi)線齒輪的嚙合過(guò)程一對(duì)漸開(kāi)線出輪嚙合傳動(dòng)，其理論嚙合線是兩基圓的內(nèi)公切線n1n2，其實(shí)際嚙合線是兩齒頂圓與理論嚙合線交點(diǎn)之間的線段（見(jiàn)圖4），兩輪輪齒在b2點(diǎn)開(kāi)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，由齒根逐漸移向齒頂；沿著從動(dòng)輪的齒廓，由齒頂逐漸移向齒根。當(dāng)嚙合進(jìn)行到b1點(diǎn)時(shí)，兩輪齒廓即將脫離嚙合。為使兩輪能夠連續(xù)嚙合傳動(dòng)，實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度應(yīng)大于（至少等于）齒輪的法向齒距pn（亦即基節(jié)pb）

19、，重合度a：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)和（x1+x2）值的不同，可將變位齒輪傳動(dòng)分為三種基本類型：（1）x1+x2=0，且x1=x2=0即標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。（2）x1+x2=0，且x1=-x20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）x1+x20，稱不等變位齒輪傳動(dòng)，又稱角度變位齒輪傳動(dòng)。其中： x1+x20，稱正傳動(dòng)； x1+x20，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(cè)量公法線長(zhǎng)度的跨齒k。確定跨齒數(shù)是為了保證在測(cè)量時(shí)，跨k及k+1個(gè)齒時(shí)卡尺的量爪均能與齒廓漸開(kāi)線相切，并且最好能切于分度圓附近。因式中，各輪的變位系數(shù)x和

20、壓力角尚未知，k無(wú)法算出?，F(xiàn)推薦各齒輪的跨齒數(shù)為：k1=4；k2=2；k3=3；k4=3；k5=2；k6=4。2. 分別測(cè)出各齒輪的公法線長(zhǎng)度、+1；3. 通過(guò)pb= +1=mcos確定各齒輪m、；4. 測(cè)量各偶數(shù)齒齒輪的da、df ；5. 測(cè)量各奇數(shù)齒齒輪的d、h1、h2 ，算出da、df ；6. 計(jì)算齒高，通過(guò)h=（2ha*+c*）m確定ha*、c*；7. 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)齒輪公法線長(zhǎng)度=mcos (k0.5)+zinv； 與比較： 若=，齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪 x=0； 若，齒輪為變位齒輪，x=（）/（2mcos）8. 通過(guò)判斷各齒輪有無(wú)根切；9. 分別將齒輪1、2，齒輪 1、3，齒輪4、5，齒輪4、6

21、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(huà)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(guò)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(cè)這四對(duì)齒輪的實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度 (當(dāng)齒項(xiàng)頂圓與理論嚙合線交點(diǎn)b2超出n1點(diǎn)位置時(shí)，實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度為)，并計(jì)算重合度a；11. 判斷這四對(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(cè)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(kāi)線函數(shù)表、計(jì)算器、刻度尺等。4. 實(shí)驗(yàn)步驟18為單個(gè)齒輪進(jìn)行，911

22、為裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)板上進(jìn)行。漸開(kāi)線齒輪參數(shù)測(cè)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(jī) 實(shí)驗(yàn)儀器：一、漸開(kāi)線齒輪參數(shù)測(cè)定被測(cè)齒輪1#2#3#4#5#6#z跨齒數(shù)km(mm)da(mm)df(mm)ha*c*wkxxmin19二、外嚙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12齒輪13齒輪45齒輪46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圓齒厚實(shí)際嚙合線長(zhǎng)（測(cè)試）重合度38三、思考題1. 齒輪的模數(shù)m和壓力角是如何確定的？測(cè)量齒輪的公法線長(zhǎng)度應(yīng)注意什么？2. 奇數(shù)齒齒輪的

23、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df是如何測(cè)出的？3. 齒輪的齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*是如何確定的？4. 如何確定所測(cè)齒輪是否變位，變位系數(shù)如何確定？5. 如何判斷所測(cè)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)的類型有哪些？實(shí)際中心距a與標(biāo)準(zhǔn)中心距a有何不同？嚙合角與壓力角有何不同？7. 變位齒輪無(wú)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(wú)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)y和齒頂高變動(dòng)系數(shù)y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(huà)出來(lái)的？10. 1齒輪在分別與2、3齒輪嚙合時(shí)，計(jì)算出的

24、齒頂圓直徑da為何不一樣？其實(shí)際的齒頂圓直徑應(yīng)如何選??？12. 簡(jiǎn)述直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的嚙合過(guò)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a？它是如何計(jì)算的？14. 試比較當(dāng)其它參數(shù)相同時(shí)=20與=15齒輪、正常制與短齒制齒輪在漸開(kāi)線齒形、主要幾何參數(shù)及嚙合傳動(dòng)性能方面各有何不同？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) 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜げ⒄莆蛰S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、

25、測(cè)量及繪圖工具300mm鋼板尺、游標(biāo)卡尺、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)題號(hào)已 知 條 件齒輪類型載荷轉(zhuǎn)速其他條件示意圖1小直齒輪輕低2中高3大直齒輪中低4重中5小斜齒輪輕中6中高7大斜齒輪中中8重低9小錐齒輪輕低錐齒輪軸10中高錐齒輪與軸分開(kāi)11蝸桿輕低發(fā)熱量小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(rùn)滑及密封等問(wèn)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，理解設(shè)計(jì)要求;2、

26、復(fù)習(xí)有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)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(rùn)滑方式(脂潤(rùn)滑、油潤(rùn)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(wèn)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(cè)量零件結(jié)構(gòu)尺寸(支座不用測(cè)量)，并作好記錄。7、將

27、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(cè)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、主要配合尺寸)，填寫標(biāo)題欄和明細(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)康亩?、?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(shuō)明(說(shuō)明軸上零件的定位固定，滾動(dòng)軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑與密封方法)實(shí)驗(yàn) 軸系結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉并掌握軸、軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用、工藝要求和裝配關(guān)系;2、熟悉并掌握軸及軸上零件的定位

28、與固定方法;3、了解軸承的類型、布置、安裝及調(diào)整方法，以及潤(rùn)滑和密封方式。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)箱。箱內(nèi)提供可組成圓柱齒輪軸系小圓錐齒輪軸系和蝸桿軸系三類軸系結(jié)構(gòu)模型的成套零件。2、測(cè)量及繪圖工具。如300mm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、小圓錐齒輪軸系或蝸桿分析);2、分析并測(cè)繪軸系部件，畫(huà)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結(jié)構(gòu)草圖。4、測(cè)量軸系主要裝配尺寸(如支承跨距)和

29、零件主要結(jié)構(gòu)尺寸(支座不用測(cè)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)裝配草圖和測(cè)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)康亩?、?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(jiǎn)要說(shuō)明軸上零件定位固定，滾動(dòng)軸承安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑與密封等問(wèn)題)實(shí)驗(yàn)五 機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)測(cè)試常見(jiàn)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(guò)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(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)性能的

30、認(rèn)識(shí)和理解；2. 通過(guò)測(cè)試由常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)組成的不同傳動(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(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)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(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)”上進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由不同種類的機(jī)械傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、變頻電機(jī)、加載裝置和工控機(jī)等模塊組成，學(xué)生可以根據(jù)選擇或設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型、方案和內(nèi)容，自己動(dòng)手進(jìn)行傳動(dòng)連接、安裝調(diào)試和測(cè)試，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)各硬件組成部件的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。342252621378圖1實(shí)驗(yàn)臺(tái)

31、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-電器控制柜 8-臺(tái)座 實(shí)驗(yàn)臺(tái)組成部件的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1序號(hào)組 成 部 件技 術(shù) 參 數(shù)備 注1變頻調(diào)速電機(jī)550w2zj型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器. 規(guī)格 10n.m ;輸出訊號(hào)幅度不小于100mv. 規(guī)格 50n.m;輸出訊號(hào)幅度不小于100mv3機(jī)械傳動(dòng)裝置(試件)直齒圓柱齒輪減速器 i=5擺線針輪減速器蝸桿減速器 i=10v型帶傳動(dòng)齒形帶傳動(dòng) pb=9.525 zb =80套筒滾子鏈傳動(dòng) z1=17 z2=251臺(tái)1臺(tái)wpa50-1/10o型帶3根1根08a型3根4磁粉制動(dòng)器額定轉(zhuǎn)矩

32、: 50 n.m激磁電流: 2a允許滑差功率: 1.1kw5工控機(jī)為了提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的精度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用兩個(gè)扭矩測(cè)量卡進(jìn)行采樣。測(cè)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(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用自動(dòng)控制測(cè)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(cè)量卡替代扭矩測(cè)量?jī)x，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。其控制系統(tǒng)主界面如圖2所示。圖2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)主界面機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理如圖3所示。負(fù)載zj扭矩傳感器機(jī)械傳動(dòng)裝置（試件）zj扭矩傳感器變頻電機(jī)扭矩測(cè)量卡扭矩測(cè)量卡負(fù)載調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)工控機(jī)圖3 實(shí)

33、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(cè)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)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革需要指定，也可以讓學(xué)生自主選擇或設(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(cè)試件項(xiàng)目適用對(duì)象備 注a典型機(jī)械傳動(dòng)裝置性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)在帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)（新增）、蝸桿傳動(dòng)等中選擇專科本科b組合傳動(dòng)系統(tǒng)布置優(yōu)化實(shí)驗(yàn)由典型機(jī)械傳動(dòng)裝置按設(shè)計(jì)思路組合本科部分被測(cè)試件由教師提供,或另購(gòu)?fù)卣剐詫?shí)驗(yàn)設(shè)備c新型機(jī)械傳動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)新開(kāi)發(fā)研制的機(jī)械傳動(dòng)裝置研究生被測(cè)試件由教師提供,或另購(gòu)?fù)卣剐詫?shí)驗(yàn)設(shè)備 無(wú)論選擇哪類實(shí)驗(yàn), 其基本內(nèi)容都是通過(guò)對(duì)某種機(jī)械傳動(dòng)裝置或傳動(dòng)方案性能參數(shù)曲線的測(cè)試, 來(lái)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)控制測(cè)試技術(shù)，能自動(dòng)測(cè)試出機(jī)械傳動(dòng)的性能參數(shù), 如轉(zhuǎn)速n (r/min)、扭矩m (n.m)、功率n(kw)。并按照以下關(guān)系自動(dòng)繪制參數(shù)曲線：傳功比 i = n1/n2扭矩 m = 9550 n/n (nm)傳功效率 = n2/n1 = m1 n2 / m2 n1根據(jù)參數(shù)曲線（圖4所示）可以對(duì)被測(cè)機(jī)械傳動(dòng)裝置或傳動(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