机械原理实验报告

机械原理实验指导 实验一 机构运动简图的测绘

一、 实验目的

1．掌握根据各种机构实物或模型绘制机构运动简图的方法； 2．验证机构自由度的计算公式； 3．分析某些四杆机构的演化过程。

二、 实验设备和工具

1．各类机构的模型和实物； 2．钢板尺、量角器、内外卡钳等；

3．三角尺、铅笔、橡皮、草稿纸等（自备）。

三、 实验原理

由于机构的运动仅与机构中构件的数目和构件所组成的运动副数目、类型和相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，用简单的线条来表示构件，用规定的或惯用的符号来表示运动副，并按一定的比例画出运动副的相对位置，这种简单的图形即为机构运动简图。

四、 实验步骤

1．使被测机构缓慢运动，从原动件开始，循着传动路线观察机构的运动，分清各个运动单元，确定组成机构的构件数目；

2．根据直接相联接两构件的接触情况及相对运动性质，确定运动副的种类； 3．选择能清楚表达各构件相互关系的投影面，从原动件开始，按传动路线用规定的符号，以目测的比例画出机构运动示意图，再仔细测量与机构有关的尺寸，按确定的比例再画出机构运动简图，用数字1、2、3……分别标注各构件，用字母A 、B 、C ……分别标注各运动副；

比例尺）

（构件在图纸上的长度）

（构件实际长度mm AB cm L AB L =

μ

4．分析机构运动的确定性，计算机构运动的自由度。

五、思考题

1．一张正确的机构运动简图应包括哪些内容？

2．绘制机构运动简图时，原动件的位置能否任意选择？是否会影响简图的正确性？

3．机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？

六、实验报告

实验二 渐开线齿轮的范成原理

一、 实验目的

1．掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓曲线的原理； 2．了解齿廓产生根切现象的原因及避免根切的方法； 3．了解刀具径向变位对齿轮的齿形和几何尺寸的影响。

二、 实验设备和工具

1．齿轮范成仪； 2．剪刀、绘图仪；

3．圆规、三角尺、两种颜色的铅笔或圆珠笔（自备）。

三、 实验原理

范成法是利用齿轮啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的一种方法。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。他们之间保持固定的角速度比传动，好象一对真正的齿轮啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，这样制得的齿轮齿廓就是刀具的刀刃在各个位置的包络线。为了能清楚地看到包络线的形成，我们用范成仪来模拟实现齿轮轮坯与刀具间的传动“切削”过程。

齿轮范成仪构造如图2——1所示，半圆盘2绕固定于机架上的轴心转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，凹槽内嵌有两条钢丝3，钢丝绕在凹槽内，其中心线形成的圆相当于被加工齿轮的分度圆。两条钢丝的一端固定在圆盘2上的B 、B ‘

点，另一端固定在拖板4的A 、A ’

点，拖板可水平方向移动，这与被加工齿轮相对齿条刀具的运动方向相同。

在拖板4上还装有带有刀具的小拖板5，转动螺钉7可以调节刀具中线至轮坯中心的距离。

齿轮范成仪中，已知基本参数为：

1． 齿条刀具：压力角0

20=α，模数mm m 25=，

齿顶高系数0.1*=a h ，径向间隙系数25.0*

=C

2． 被加工齿轮：分度圆直径mm d 200=

四、 实验步骤

1．根据已知基本参数分别计算被加工齿轮的基圆直径d b 、最小变位系数x min ，标准齿轮和变位齿轮的齿顶圆直径d a1和d a2、齿根圆直径d f1和d f2，将上述六个圆

画在一张绘图纸上，并沿最大的圆周剪下制成被加工齿轮的“毛坯”；

2．把齿轮“毛坯”安装到范成仪的半圆盘上，注意对准圆心；

3．调整刀具，使其中线与被加工齿轮分度圆相切，此时刀具处于“切制”标准齿轮位置；

4．“切制”齿廓时，把刀具移向范成仪的一端，然后每当刀具向另一端移动一个不大的距离（2~3mm），描下刀刃在图纸上的位置，直到形成两个完整的齿廓为止；

5．调整刀具的位置，使其中线远离轮坯中心。移动距离为避免根切的最小变位量mx，即刀具顶刃与变位齿轮齿根圆相切。重复上述“切制”过程，得到两个完整的变位齿轮齿廓，为便于比较，此齿廓可以用另一种颜色画出。

五、思考题

1．根切现象是怎样产生的？如何避免根切？

2．比较用同一把齿条形刀具加工的标准齿轮和变位齿轮下述几何参数的变化： 、m、d、d a、d f、d b、h a、h f、S、S b、S a、S f、e、P。

3．这两种齿轮的齿廓曲线是否全是渐开线？

六、 实验报告

1．已知参数

齿条刀具：模数=m 压力角=α

齿顶高系数=*a h 顶隙系数=*

C

被加工齿轮：分度圆直径d=

实验三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定

一、 实验目的

1．掌握用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法； 2．通过测量和计算，熟练掌握齿轮各几何参数之间的相互关系。

二、 实验设备和工具

1．被测齿轮一对；

2．游标卡尺（精度0.02mm ）； 3．机械零件手册；

4．渐开线函数表、纸、笔、计算器（自备）。

三、 实验原理

本实验是用游标卡尺来测量，通过计算得出一对直齿圆柱齿轮的基本参数。 渐开线直齿圆柱的基本参数有：齿数Z 、模数m 、分度圆压力角α、齿顶高系数h a *、径向间隙系数C *、变位系数x 。

一对互相啮合的齿轮的基本参数有：啮合角'

α、中心距a 。 以上各参数的测量原理和方法如下：

1．测定模数m 和压力角α 如图3——1所示，当量具在被测齿轮上跨K 个齿时，其公法线长度应为

b b K S P K W +-=)1(

若所跨齿数为K+1时，则公法线长度为

b b K S KP W +=+1

所以b K K P W W =-+1 （1） 有因为απαcos cos m P P b == 所以α

πcos b

P m =

（2）

P b 为齿轮基圆周节，可以从（1）式中求得，由齿轮标准可知，α可能为150，也可能为200，故分别用150和200代入式（2），算得两个模数，取数值接近于标准模数的一组m 和α为被测齿轮的模数和压力角。

为保证量具的卡脚与齿廓的渐开线部分相切，所需的跨齿数可参照表3——1。