--3-試驗一：平面機構認知試驗一、試驗目的和要求機構分類、組成、運動特性及應用。加深對本課程學習內容及爭論對象的了解。要求：1、認真觀看陳設柜，認真揣摩分析2、結合有關的試驗展柜和教材的相關章節內容答復以下簡答題，完成試驗報告。二、試驗原理分批地組織學生觀看、聽講陳設柜的展出和演示。初步了解《機械設計根底》課程所爭論的各種常用機構的構造、類型、組成、運動特性及應用。三、主要儀器設備及材料JY-10B1080四、試驗方法與步驟1柜機構的組成機構的組成：蒸汽機、內燃機運動副模型：平面運動副、空間運動副。2鉸鏈四桿機構三種形式：①曲柄搖桿機構；②雙曲柄機構；③雙搖桿機構平面四桿機構的演化形式①對心曲柄滑塊機構②偏置取冰滑塊機構③正弦機構④偏心輪機構⑤雙重偏心機構⑥直動滑桿機構⑦搖塊機構⑧轉動導桿機構⑨搖擺導桿機構⑩雙滑塊機構31鄂式裂開機、飛剪；2慣性篩；3攝影機平臺、機車車輪聯動機構；4鶴式起重機；5牛頭刨床的主體機構；6插床模型。4RSSR空間機構、4R萬向節、RRSRRRCCRRCRCSARRUT5盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪、圓錐凸輪、槽狀凸輪、等寬凸輪、等徑凸輪和主回凸輪等多種形式；移動和搖擺從動件；尖頂、棍子和平底從動件等；空間凸輪機構6柜齒輪機構類型1平行軸齒輪機構；237依據輪系中各齒輪的幾何軸線是否變動分：定軸輪系、周轉輪系、復合輪系89間歇運動機構的類型：齒式棘輪機構、摩擦式棘輪機構、超越離合器、外槽輪機構、內槽輪機構、球面槽輪機構、不完全齒輪機構、凸輪式間歇運動機構。10反響組合機構、疊加組合機構、串聯組合機構、并聯組合機構、復合組合機構五、試驗數據記錄、處理及結果分析思考題1：機構由哪幾局部組成？解答：機構由構件和運動副組成。其中，機構中的構件又可分成機架、原動件和從動件；而運動副又有低副和高副之分。思考題2：平面連桿機構的特點是什么？解答：優點：①平面連桿機構中的運動副都是低副，組成運動副的兩構件之間為面接觸，壓強小、耐磨損，可承受較大的載荷；②低副的接觸面簡潔加工，簡潔獲得較高的制造精度；幾何約束，無需附加約束裝置。缺點：①低副有間隙，會引起運動誤差積存，運動精度不高。②連桿機構設計簡單，難于實現簡單的運動規律。③連桿機構運動時產生慣性力難以平衡，所以不適用于高速的場合。思考3：輪系的功用？解答：1實現大功率傳動；2獲得較大傳動比；3用作運動合成；4用作運動分解；5實現變速傳動；6實現換向運動。六、爭論、心得通過試驗了解了機構的根本組成、分類及實際模型。試驗二：機構運動簡圖測繪與分析試驗一、試驗目的和要求把握依據實際的機器繪制機構運動簡圖的方法案。二、試驗原理對運動關系的工程圖形稱為機構運動簡圖。三、主要儀器設備及材料1、測繪的機構2、草紙、鉛筆、橡皮、直尺、圓規等用品〔自備。四、試驗方法與步驟1、分析機構的運動狀況，判別運動副的性質通過觀看和分析機構的運動狀況和實際組成，先搞清楚機構的原動局部和執行局部，使型、數目及各運動副的相對位置。2、恰當地選擇投影面選擇時應以能簡潔、清楚地把機構運動狀況表示清楚為原則。一般選機構中多數構件的面上。3、選擇適當的比例尺依據機構的運動尺寸，先確定各運動副的位置〔如轉動副的中心位置、移動副的導路方位及高副接觸點的位置等，并畫上相應運動副的符號，然后用簡潔的線條和規定的符號畫出機構運動簡圖，最終要標出構件號數、運動副的代號字母及原動件的轉向箭頭。比例尺：實際長度l AB

(m)l 圖上長度AB(mm)4、計算機構自由度并推斷該機構是否具有確定運動否具有確定的運動。機構自由度計算公式為F3n2PPL H五、試驗數據記錄、處理及結果分析見附頁：試驗報告六、爭論、心得通過對模型的實際測繪，了解并把握了機構的運動簡圖的實際繪制方法。--5-附頁：平面機構運動簡圖測繪試驗報告機構名稱回轉偏心泵機構名稱回轉偏心泵比例尺：機構運動簡圖原動件數：1機構自由度計算：n=3；PL=4；PH=0；F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1該機構是否具有確定運動規律？由于：F=原動件數=1>0所以：機構具有確定的運動機構名稱牛頭刨床機構機構名稱牛頭刨床機構比例尺：機構運動簡圖原動件數：1機構自由度計算：n=6；PL=8；PH=1；F=3n-2PL-PH=3X6-2X8-1=1該機構是否具有確定運動規律？由于：F=原動件數=1>0所以：機構具有確定的運動機構運動簡圖應包括哪些內容？解答：比例尺、機架、原動件、從動件、運動副。自由度大于或小于原動件數目時，會產生什么結果？解答：Ｆ=原動件數：機構各構件間的相對運動確定原動件數<F：構件間的運動是不確定的原動件數>F：構件間不能運動或產生破壞--6-試驗三：漸開線齒輪齒廓范成原理試驗一、試驗目的和要求的方法；分析比較標準齒輪與變位齒輪的異同點。二、試驗原理范成儀上所用的刀具模型為齒條插刀。范成儀的構造如下圖，圓盤1繞其固定的軸心O轉動，在圓盤的周緣有凹槽，槽內繞有尼龍繩2，尼龍繩在槽內以后，其中心線所形成的圓應當3ab處。橫拖板可以在機架4上沿水平方向移動，通過尼龍繩的作用，使圓盤相對于橫拖板的運動等于被加工齒輪相對齒條的運動〔的范成儀依據此原理已承受齒輪與齒條傳動。在橫拖65，轉動螺旋8動，以調整刀具中線到輪抷中心的距離。圖齒輪展成儀構造示意圖1-托盤；2-輪坯分度圓；3-4-支座；5-齒條〔刀具；6-調整螺旋；79810-壓環三、主要儀器設備及材料1儀器：齒輪范成儀2自備：圓規、鉛筆、剪刀、三角板、繪圖紙。四、試驗方法與步驟切制標準齒輪時，將刀具中線調整至與被加工分度圓相切的位置。切制變位齒輪時，將刀具中線調整至離開被加工齒輪分度圓的切線一段距離xm，此值可由橫拖板端面上的刻度讀出。依據刀具的原始參數和被加工齒輪分度圓直徑，計算出被加工的標準齒輪和變位齒輪的基--10-圓、根圓以及頂圓的直徑，并將上述四個圓畫在紙上。然后將紙剪成比頂圓直徑大出1-2mm的圓形作為輪抷。變位齒輪頂圓直徑以高度變位傳動計算。把代表輪抷的圖紙放在圓盤上，對準中心后用壓環壓緊。2-3個完整的輪齒為止。用漸開線標準齒形樣板檢驗齒輪的漸開線齒廓則分析其緣由，并計算出最小變位系數Xmin。X和步驟2所述的方法，重調切刀具的位置，使其處于切削變位齒輪的位置進展切制齒輪。然后進展變位齒輪的齒廓檢驗。分度圓和基圓的相對變化狀況。五、試驗數據記錄、處理及結果分析附頁：漸開線齒輪范成原理試驗報告六、爭論、心得通過試驗，對漸開線標準齒輪以及變位齒輪的形成過程進展了深入了解，對它們的區分有了了深入生疏附頁： 漸開線齒輪范成原理試驗報告模數壓力角齒頂高系數模數壓力角齒頂高系數頂隙系數分度圓直徑齒數變位系數m=20ɑ=20ha*=1c*=0.25d=160z=8x1=0.5/x2=-0.51齒廓圖齒廓圖標準正變位負變位如：手工輪廓圖2工程齒距psdf思考題：

相對標準齒輪結果比較定性說明正變位齒輪 負變位齒輪不變 不變減小 增大增大 減小增大 減小增大 減小這樣的要求？解答：當切制標準齒輪時，相當于齒輪與齒條處于“標準安裝”位置，即：齒坯的分度圓與節分度圓與齒條刀具的中線亦在做無摩擦的純滾動，即在節點處Ｖ＝Ｖ＝rω。刀 坯 1 坯齒條刀具的齒頂高為什么等于〔ha*+c*〕m?解答：與齒條不同的是，在刀具的齒頂多了一個頂部C＝C※m局部，以便于在齒坯的根部切制出頂隙C＝C※m。通過試驗，你認為根切現象產生的緣由是什么？避開根切的方法有哪些？解答：根切現象緣由：刀具的齒頂線〔或齒頂圓〕超過理論嚙合線極限點N避開根切：變位修正試驗四：漸開線齒輪參數測量試驗一、試驗目的和要求通過測量公法線長度確定模數m和壓力角：daha*c；x，確定齒輪是否根切；二、試驗原理1mα。

180o

z0.52xcot②測量公法線長度W和W 。k m、壓力角：依據漸開線性質：發生線沿基圓滾過的長度，等于基圓上被滾過的弧長。W(k1)ps

W kps所以

pW Wmcosk b

k1 b

b k1 k式中因20。15m和壓力角。df，ha*和頂隙系h2ha*+cha*1c*0.2〔正常齒制ha*0.8、c*=0.3〔短齒制〕代入，假設等式成立，即可確定齒輪是正常齒或是短齒，進而確定ha*、c*。假設等式都不成立，則齒輪是變位齒輪，依據等式接近成立的原則，可確c*。x：標準齒輪的公法線長度Wk

=mcos [(k－0.5)π+zinv]變位齒輪的公法線長度W=mcos [(k－0.5)π+zinv]+2xmsink假設測得W與計算值Wx=0，該齒輪為標準齒輪；k k WW假設W≠Wk k

，則齒輪為變位齒輪，變位系數x：x k kzmcos三、主要儀器設備及材料齒輪模型、游標卡尺、公法線千分尺四、試驗方法與步驟k。分別測出各齒輪的公法線長度Wk

、W+1；Pb

kkk

－W=πmcosαm、；+1 k、c*；計算標準齒輪公法線長度Wk

=mcos [(k－0.5)π+zinvα]；W與W比較：k k假設W=W

x=0；k k假設W≠W，齒輪為變位齒輪，x=〔W－W

〕/〔2mcos〕k k k kxmin

a

min

z)/z

min

推斷各齒輪有無根切；五、試驗數據記錄、處理及結果分析附頁：漸開線齒輪參數測定試驗報告六、爭論、心得通過測量漸開線齒輪的根本參數，對齒輪的主要尺寸計算公式進展了驗證。--11-附頁： 漸開線齒輪參數測定試驗報告被測齒輪1#2#3#4#5#6#z4014362722k252434W13.8732.5130.96544.19kW43.0856.31m(mm)2.52.53344202020201515da(mm)41.5103.548114113.8998.4df(mm)30.2592.2534.5100.599.283.712ha*11110.80.8c*0.250.250.250.250.30.3Wk12.0234.0913.8732.5130.9943.01x+0.3—0.3000+0.57--16-試驗五：機械零件認知試驗一、試驗目的和要求1．初步了解《機械設計》課程所爭論的各種常用零件的構造、類型、特點及應用。了解各種標準零件的構造形式及相關的國家標準。了解各種傳動的特點及應用。增加對各種零部的構造及機器的感性生疏。二、試驗原理觀看陳設柜、聽講解。三、主要儀器設備及材料機械零件設計陳設教學柜〔18〕各種通用機械零件實物四、試驗方法與步驟〔一〕螺紋聯接性，同學們應了解如下內容：螺紋的種類螺紋聯接的根本類型螺紋聯接的防松提高螺紋聯接強度的措施〔二〕標準聯接零件標準聯接零件一般是由專業企業按國標〔GB〕成批生產，供給市場的零件。這類零件的構造對標準化意識。螺栓；2螺釘；3．螺母；4．墊圈；5．擋圈?！踩虫I、花鍵及銷聯接1．鍵聯接；2．花鍵聯接；3．銷聯接?！菜摹硻C械傳動1．螺旋傳動；帶傳動：類型、張緊裝置和初拉力的掌握。鏈傳動：類型、張緊齒輪傳動：齒輪傳動及失效形式、齒輪與蝸桿構造(五)軸系零、部件軸承：滑動軸承和滾動軸承的類型、典型滾動軸承的組合設計、軸承的潤滑與密封。軸：軸的類型及軸上零件的應用、軸的典型構造及軸上零件的固定方法。聯軸器和離合器：固定剛式聯軸器、可移式剛式聯軸器、彈性聯軸器、安全聯軸器、牙嵌式離合器、摩擦式離合器。(六)彈簧彈簧的類型及構造、彈簧的變形。主要應用于：1．掌握機構的運動；2．減振和緩沖；3．儲存及輸出能量；4．測量力的大小。(七)潤滑劑及密封1．潤滑劑；2．密封。(八)機座及箱體軸承座孔、支撐肋板或凸壁式箱體、軸承座凸臺、凸緣的厚度。五、試驗數據記錄、處理及結果分析見附頁：試驗報告六、爭論、心得的各種常用零件的構造、類型、特點及應用有了更直觀的深入了解。附頁:機械零件認知試驗報告一、哪些是可拆聯接、哪些是不行拆聯接，各有什么特點？解答：可拆連接：螺紋連接、鍵連接、花鍵連接、銷聯接、無鍵連接、過盈連接?？刹疬B接的特點是：允很屢次拆裝而無須損壞連接中的零件，且不影響其使用性能不行拆連接：焊接、粘結、鉚接不行拆連接的特點：在拆開連接時，至少要損壞連接中的一個零件。二、帶傳動正常運轉的條件是什么？F1≧12超速以免造成打滑現象；帶運行過程中必需加防護罩。三、齒輪失效形式有哪幾種？各常發生在哪種場合？解答：齒面點蝕——閉式軟齒面齒輪主要失效形式齒根折斷——閉式硬齒面齒輪主要失效形式齒面磨粒磨損——開式齒輪傳動的主要失效形式齒面膠合——高速重載傳動塑性變形——齒面硬度不夠，齒面發熱，造成齒面甚至整個輪齒發生塑性變形四、軸的構造設計應滿足哪些根本條件？解答：1.軸應便于制造，軸上零件要易于裝拆；(制造安裝)2各零件要結實而牢靠地相對固定； (固定)改善應力狀況，減小應力集中。試驗六：帶傳動性能試驗一、試驗目的和要求觀看帶傳開工作中的彈性滑動和打滑現象并分析其產生緣由。測定帶傳動在試驗條件下的彈性滑動率與傳動效率，并繪制彈性滑動曲線和傳動效率曲線。了解本試驗所用設備的工作原理和使用方法。二、試驗原理1109811098237465調速負載轉速、轉矩顯示工作時電動機通過V帶傳動把動力傳給發電機，發電機把所得到的機械恩那個轉變為電能，使作為負載的發熱絲繞組升溫。假設轉變發熱絲的電流強度，即可轉變負載大小。載荷不同〔由五個發光二極管沿徑1向排列而成〕發轉速度之快慢顯示出來。依據光軸逆轉速度n和電動機轉速n1

之比即可求得2滑動系數T2

，它與其角速度

之積為發電機的輸出功率222PP率222

與由電動機輸出的功率P之比值就是帶傳動的效率。1動力及傳動系統1電動機拖動發電機靠V帶傳動。主動輪裝在電動機軸上，從動輪裝在發電機軸上，主、從動輪直徑相等，V帶一根，它的張緊是靠砝碼力拉緊鋼絲繩，使電動機及其支撐罩沿滾珠導軌移動來實現。負載調整發電機之激磁繞組兩端接在外界直流電源上，電路接通后，激磁繞組獲得0-2.5A的可調電流，轉變激磁電流，可使發電機的發熱絲負載盤電流獲得調整，從而實現負載值轉變。彈性滑動顯示裝置有一個舌簧管，裝在發電機主軸另一端的測轉差盤沿徑向排列了五個高頻發光二極管，他們與舌簧管組成一回路。當電動機圓盤上的磁鋼轉到舌簧管正上方時，舌簧管迅即閉合，五個二極管同時發光，形成“一”字形光軸。當磁鋼轉離舌簧管上方，電路斷開，光軸熄滅。就這樣主動輪每轉一周，舌簧管閉合一次，光軸亮一次。由于帶傳動有彈性滑動，當磁鋼其次次到達舌簧管正上方時，光軸則滯后于從前位置發光，每轉都這樣滯后某一角度。高速運轉時，由于視4.轉矩測量電動機和發電機的定子側邊均裝有一根等長桿——測力桿LLLL。電動機啟1 2 1 2121

ff”

力的作用，111其大小與f相等，方向則相反。通過測力桿，對拉力計產生向下的作用力F，它與測力桿長111L之積為電動機輸出的轉矩TTFL1 1 1 1 12通過帶傳動，發電機軸和轉子將按n方向旋轉，當定子繞組中有電流流過時定子受力方2=2f”=2

，通過測力桿，對2號拉力計產生向下的作用力F

，它與測力桿長度L

之積為發電機222對電動機的阻轉矩T222

，即:T FL22 22 帶傳動試驗臺、轉速表和秒表等。四、試驗方法與步驟1焦耳-楞次熱。PT

n

T

2FL

n 2FL1 11

60 11

30 11

22 60 22

30 22效率： P nFL 2 222P nFL1 111 nFQLL

1 2 nF11由上式可知，只要測出兩輪轉速和兩個拉力計讀出的示值，即可計算出效率。2動系數： VV

DnDn 1 2V

11 22Dn1 11QDD1 2 nn n 1 2n n

D,D1 1 〔1

2為主、從動輪直徑〕帶傳動的彈性滑動現象可從發電機的測轉差盤上光軸逆轉速度之快慢直接地看到。32T 2FLF 1 111帶傳動的有效拉力為 D D1DLFFF大小表征有效驅動力的大小。依據1 1 1 11F,,4五、試驗數據記錄、處理及結果分析1見附頁：帶傳動特性試驗報告六、試驗結果分析與爭論1、在彈性滑動的范圍內，滑動效率與F成線性關系，隨著F的增大而提高。1 12F比較小的時候，傳動效率FF到達某個臨界值后，效率達1 1 1到最大值，幾乎不再變化。3、當帶傳動的有效拉力到達最大臨界值時，假設工作載荷進一步增大，則帶與帶輪間就將發生明顯的相對滑動，即打滑，此時效率和滑動率都會急劇下降。附頁： 帶傳動特性試驗報告工程工程n1從動輪n2轉速差nF1發電機測力F2滑動系數傳動效率單位12345678rpm14451435142514151405139513851375rpm1452.31442.31432.31422.31412.31402.31392.31382.3rpm7.37.37.37.37.37.37.37.3kgf100200300400500600700800kgf53.89156.39258.89361.39463.89566.39668.89771.395.055.095.125.165.205.235.275.31％54.1678.8586.7490.8193.2694.8996.0696.941F曲線，2F曲線1F曲線，2F曲線1 11 1試驗七：減速器拆裝試驗一、試驗目的和要求要參數和精度，培育和提高機械構造的設計力量。二、試驗原理1、依據正確的挨次拆開減速器和軸系，分析減速器中各個零件的功用；2、測定減速器的主要參數，畫出減速器傳動布置簡圖三、主要儀器設備及材料試驗設備：級開放式圓柱齒輪減速器模型。拆裝和測量的工具：扳手、鋼板尺、木棰、起子、內外卡鉗、卡尺。四、試驗方法與步驟1、認真觀看減速器外面各局部的構造。2、用扳手拆下觀看孔的蓋板，觀看觀看孔的位置是否恰當，大小是否適宜。3、擰下箱蓋和箱座聯接螺栓以及軸承端蓋螺釘，拔出定位銷，借助起蓋螺釘翻開箱蓋。4、分析軸系構造5、測定減速器的主要參數，記錄在表中。6、測量箱座上、下凸緣的寬度和厚度，箱壁厚度。7、測量齒輪端面與箱體內壁的距離；大齒輪的頂圓與箱體內壁之間的距離；軸承內端面到箱體內壁之間的距離。8、將減速器復原。依據先內部后外部的合理挨次進展；裝配軸套和滾動軸承時候應當留意方向等。五、試驗數據記錄、處理及結果分析見附頁：減速器拆裝試驗報告六、爭論、心得通過對減速器進展拆裝，對其構造有了進一步了解，為接下來的《機械設計根底》課程設計，進展減速器的設計很有幫助。附頁： 減速器拆裝試驗報告基本參數高速級低速級中心距α１、α２100.53149.42小齒輪齒數Z1、Z31114大齒輪齒數Z2、Z48885大齒輪齒寬B2、B4B1=58B2=65B3=40B4=78傳動比i12、i3486.07箱座上凸緣的厚度b14.08/14.93/19.27箱座上凸緣的寬度k100.07/101.66/149.53箱座下凸緣的厚度p13.55/14.50/22.04箱座下凸緣的寬度k198.09/100.25/154.16上筋板厚度m114.08下筋板厚度m28.23齒輪端面與箱體內壁的間距a11.20/55.1大齒輪頂圓與箱體內壁的間隙Δ15.51大齒輪頂圓與箱體底面的距離Δ215軸承內端面至箱內壁的距離l211.1思考題軸上零件是如何定位和固定的?答：齒輪：中間的帶鍵槽的是安裝齒輪的，進展周向固定，通過軸肩和軸套徑向固定；軸承：軸承端蓋用螺釘或箱體連接而使軸承外圈得到軸向定位；聯軸器：鍵槽固定，防止軸向滑動；定位螺絲固定，定位位置。滾動軸承在安裝時為什么要留出軸向間隙？應如何調整？答：軸承一般是配對使用，安裝方向相反，在軸上它有一個調整螺母，安裝時留一點軸向間隙防止軸承工作時溫度上升膨脹而卡死從而損壞設備。間隙的大小視負荷輕重即軸承大小而定。軸承使用一段時間后還應重調整軸承間隙，不然會加速軸承的損壞。滾動軸承的安裝、調整、潤滑與密封等問題〔〕這些零件的變形都要阻滯滾動體的滾動而使軸承提前破壞。一般來說，一根軸需要兩個支點，每個支點可由一個或一個以上的軸承組成，常用的軸承配置方法有：雙支點各單向固定、一支點雙向固定，另一端支點游動、兩端游動支承。錐齒輪或蝸桿在裝配時，通常需要進展軸向位置的調整。軸承的協作是指內圈與軸頸及外圈與外殼孔的協作。潤滑對于滾動軸承具有重要意義，軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著散熱、減小接觸應力、吸取振動、防止銹蝕等作用，常用的潤滑方式有油潤滑及脂潤滑兩類。軸承的密封裝置是為了阻擋灰塵、水、酸氣和其他雜物進入軸承，并阻擋潤滑劑流失而設置的，可分為接觸式和非接觸式兩大類。箱體的中心高度確實定應考慮哪些因素？答：箱體中心高度打算于安裝在它的內部或外部的零件和部件的尺寸和外形及其相互配置、受力與運動狀況。其次，還需到達需求剛度，滿足力學性能和工藝要求。減速器中哪些零件需要潤滑？如何選擇潤滑劑？答：齒輪、軸承、傳動軸等等。選用潤滑劑時要考慮的幾個主要因素：運動速度、載荷大小、工作環境溫度、摩擦副外表、四周環境、潤滑裝置。如何選擇減速器主要零件的協作與精度？如齒輪、聯軸器與軸的協作，滾動軸承與軸及箱體孔的協作。答：齒輪和聯軸器與軸使用的是鍵連接的方式，有定心要求且是可拆連接，固承受有肯定過盈量的過渡協作，公差等級可均為IT9。滾動軸承與軸需要有較高的相對轉動，固承受基孔制間隙協作，軸的精度可為IT8；滾動軸承與箱體孔可承受基軸