机械设计基础实验指导书
机械设计基础实验指导书
机械设计基础实验指导书2009年6月实验一机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、掌握根据实际机器或模型绘制机构运动简图的基本技能；2、通过实验进一步加深理解机构的组成原理，熟悉构件和运动副的代表符号、机构自由度的含义及自由度的计算；并判断该机构在何种条件下具有确定的运动；3、通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别。
二、实验设备和工具1、机器（牛头刨床、插齿机、内燃机等），机构模型；2、测量工具：钢尺、内外卡规、量角器；3、绘图工具：三角板、园规、铅笔、橡皮擦、草稿纸（学生自备）。
三、实验原理任何机构都是由若干构件和运动副组合而成的。
从运动学的观点看，机构的运动仅与构件数目、运动副的数目、种类和相对位置有关。
因此，在绘制机构运动简图时可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，而用统一规定的符号来表示构件和运动副，并按一定的比例尺绘出各运动副的相对位置和机构结构，以此表明实际机构的运动征。
从而便于进行机构的运动分析和动力分析。
凡不按比例绘出的图称机构示意图，它只能定性地研究机构的某些运动特性（如自由度）；凡按比例尺绘出的图称机构运动简图，根据机构运动简图可定量地分析机构的运动特性。
四、方法与步骤1、使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动的传递路线仔细观察机构的运动，从而确定组成机构的构件数目。
2、根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的类型。
3、适当选择最能清楚表达各构件相互关系的面为投影面，选定原动件的位置，按构件的顺序，用规定的符号画出机构示意图。
然后用数字1，2，3……分别标出各构件，用字母A，B，C……分别标出各运动副。
4、计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图草图是否正确。
应当注意，在计算自由度时应除去虚约束及局部自由度。
5、测量与机构运动有关的尺寸（转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等），按确定的比例尺画出机构运动简图。
1=图示长度（mm）比例尺实际长度（m）6、在草图上自检无误后，将图交指导教师签字。
机械设计基础实验指导书
机械设计基础实验指导书目录实验一机构运动简图绘制 (1)实验二齿轮范成原理 (2)实验三带传动实验 (3)实验四齿轮效率实验 (6)实验五减速器拆装 (9)实验报告一 (10)实验报告二 (11)实验报告三 (12)实验报告四 (14)实验报告五 (15)实验一 机构运动简图的测绘和分析一.实验目的1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备1. 机械实物及机械模型。
2. 钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。
3. 三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等（自备）。
三.原理和方法1. 原理机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。
因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。
这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为机构示意图。
2. 测绘方法⑴缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定机构构件的数目。
⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。
⑶在草稿纸上绘出机构示意图。
用1,2,3…依次标注各构件，用A,B,C …分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。
⑷测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。
⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ （m/mm ）。
在实验报告纸上画出机构运动简图。
实验二 齿轮范成原理一.实验目的1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。
2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二.实验设备与工具1. 齿轮范成仪，剪刀，绘图纸齿轮范成仪基本参数：25.0120mm 20**a ==︒==c h m ，，，α，被加工齿轮齿数z =10。
2. 同学自备：圆规，三角板，铅笔，橡皮，计算工具。
山东大学实验指导书-机械设计基础(控制学院学生用)
机械设计基础实验指导书专业班级：学号：姓名：国家级机械基础实验教学示范中心编学生实验守则1.必须按指定的时间参加实验，不得迟到、早退，迟到10分钟以上者不得参加本次实验。
2.实验前必须认真预习实验指导书及实验内容，明确实验目的、步骤和原理，并完成预习作业。
未完成预习作业和回答教师提问不合格者，不得参加本次实验。
3.由于特殊原因，不能参加实验者，经指导教师同意方可补做。
4.实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备操作规程。
如实记录数据，不抄袭他人实验结果。
5.爱护仪器设备，节约使用材料。
不得动用与本实验无关的仪器设备及其他物品，不准将实验室内的物品带出室外。
6.实验中要切实注意安全，若发生事故，应立即切断电源，保持现场，及时向指导教师报告，待查明原因并排除后，方可继续实验。
7.进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准抽烟，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑杂物，要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。
8.实验完毕后，仪器物品应恢复原位，整理场地，关闭电源。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料及实验记录后，方可离开实验室。
9.私自拆卸仪器设备并造成事故和损失的，肇事者应写出书面检查，并按学校的有关规定进行赔偿和处罚。
10.按照要求撰写实验报告，在实验室结束实验后1周内上交实验报告。
实验一 机械结构分析及运动简图测绘一、概述我们在对机构进行分析和设计时，常常撇开构件的实际外形、运动副的具体结构和组成构件的零件数目等与运动无关的因素，而用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置和构件尺寸，这种表明机构各构件相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。
机构运动简图可以简明地表达一部机器的传动原理，是工程技术人员进行机构设计、分析和交流的工具，工科学生应当加强机构运动简图测绘的训练。
二、实验目的1.了解所研究机构的实际应用及运动变换功能；2. 掌握机构运动简图的测绘方法；3. 掌握机构自由度的计算并判定机构运动是否确定。
机械设计基础B实验指导书
实验一 机构运动简图测绘与结构分析实验一、实验目的：1、对运动副、另件、构件及机构等概念建立实感；2、熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号；3、培养根据实际机械绘制机构运动简图的能力；4、掌握机构自由度的计算方法。
二、机构运动简图的测绘 （一）机构简图测绘步骤： 1、认清构件数目。
2、判断各构件间的运动副性质3、画出运动副的构件符号4、测量构件尺寸并按比例绘制机构简图。
μe=（二）自由度计算 1、计算机构自由度F自由度公式 32P P L h F n =-- 2、核对计算结果是否正确。
三、实验内容绘制以下机构模型或机器，并计算其自由度 1、牛头刨床机构模型2、YJ －79插齿原理教具（从电机→插齿刀上下运动）3、汽车、拖拉机差速器模型4、参观典型的机械原理教具 四、实验设备及用具1、所要绘制的机构模型及机器(实验室提供)2、圆规、分规、有刻度的直尺、铅笔、橡皮、白纸（学生自备） 五、实验报告在实验报告中应画出上述机构的运动简图。
构件的实际长度（mm ） 简图上所画的构件长度（mm ）机构运动简图测绘及分析实验报告实验二渐开线齿廓范成法加工原理实验一、目的：1、掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理。
2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的办法。
建立变位齿轮的基本概念。
二、设备和工具：1、齿轮范成仪。
2、绘图纸、圆规、三角板、剪刀、2－3支2H铅笔。
三、原理：范成法是利用一对齿轮互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。
它们保持固定的角速比传动。
完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向做切削运动。
由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，故通过齿廓范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程；范成仪所用刀具模型是齿条刀。
轮坯用绘图纸代表。
传动中，将刀具刀刃的各个位置用铅笔记录在绘图纸上。
这样，我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
《机械设计基础》实验指导书及报告
《机械设计基础》实验指导书及报告姓名______________________学号______________________自然班级______________________成绩任课教师______________________兰州理工大学机电学院目录1、实验一机构运动简图测绘与分析 (1)2、实验二齿轮齿廓范成原理 (4)3、实验三轴系结构测绘与分析 (7)4、实验四减速器拆装 (8)实验报告 (10)实验须知1.开课后根据自己课程安排要及时选课，不要多选或者少选；2.如有特殊情况不能参加实验，应提前向实验室老师请假。
进行必要调换。
否则一律按自己选定的时间参加实验，并在规定的时间内完成实验；3.参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习；4.携带实验指导书及实验相关的用具；5.在实验的过程中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要做与实验无关的事情；6.各种实验设备在使用前要仔细检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好，发现丢失或损坏应立即报告；7.要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全；8.要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。
工作台面要干净并要搞好室内卫生；9.在离开实验室前，应由指导教师在相关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作；10.对实验结果要进行分析、整理和计算，认真填写实验报告；11.按要求及时交实验报告；12.由于结课后实验报告要由实验室统一保管，因此做过的实验报告若有丢失其成绩只能按不及格处理；13.考核按五级记分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。
没有实验成绩以及实验成绩不合格的同学不能参加正式考试（确有特殊原因者可申请补做或重做实验）。
兰州理工大学机电学院2015年11月实验一机构运动简图的测绘与分析一、实验目的1、能够熟练的掌握测绘实际机器和模型机构运动简图的基本技能；2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法；3、加深对机构结构的了解。
安工机械设计基础实验指导书
机构运动简图测绘一、实验目的1 . 学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图；2 . 分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法；二、实验设备和工具1 .各类机构模型及实物机械（如：内燃机模型.油泵模型等）；2 .钢皮尺，内外卡钳.量角器（根据需要选用）；3 .三角板.铅笔.橡皮.草稿纸（自备）；三、实验原理和方法1. 实验原理由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号（见教科书或机械设计手册中有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。
表1—1为常用符号示例。
2.实验方法（1）测绘时使测绘的机械缓慢的运动，从原动构件开始，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
（2）根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的特点，确定各个运动副的种类。
（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接次序，从原动机构开始，逐步画出机构运动的简图的草图。
用数字1、2、3、……分别标注各构件，用拉丁字母A、B、C……分别标注各运动副。
（4）仔细测量与机构有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例尺画成正式的机构运动简图。
比例尺μl=实际长度l AB（m）/图上长度AB（mm）四、步骤和要求1.对绘制指定的几种机器或机构模型的机构运动简图，其中至少有一种需按确定的比例尺绘制，其余的可凭目测，使图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。
2.计算机构自由度数，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。
五、思考题1.一个正确的“机构与动简图”应能说明那些内容？2.机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构演示室本演示室是为了加强对机构与机器的认识，配合《机械原理》课程而设置的，它实际上是一部直观的、活动的《机械原理》教材。
机械设计基础实训指导书
机械设计基础实训指导书1. 实训简介机械设计基础是机械工程专业的核心课程之一，本实训旨在帮助学生通过实际操作来巩固理论知识，掌握机械设计的基本原理和方法。
本指导书将详细介绍实训内容、要求和步骤，帮助学生顺利完成实训任务。
2. 实训目标通过本次实训，学生应能够：•理解机械设计的基本原理和方法；•掌握常用的机械设计软件；•运用机械设计软件进行简单的机械设计；•完成一种简单机械零件的设计和制造。
3. 实训内容本实训包括以下内容：1.机械设计基础知识的学习和总结；2.机械设计软件的学习和使用；3.机械零件设计和制造。
4. 实训要求•遵循实训安全规范，确保人身和设备安全；•严格按照实训指导书进行操作，不得随意修改操作步骤；•结合实际案例，掌握机械设计的实际应用；•合理安排时间，保证实训任务的顺利完成。
5. 实训步骤步骤一：机械设计基础知识学习和总结1.学习机械设计的基本原理和方法；–理解机械设计的概念和作用；–掌握机械设计的基本流程。
2.总结机械设计基础知识；–编写机械设计基础知识笔记；–复习和巩固机械设计基础知识。
步骤二：机械设计软件的学习和使用1.学习常用的机械设计软件；–介绍常用的机械设计软件，如SolidWorks、AutoCAD 等；–学习软件的基本操作和功能。
2.完成机械设计软件的练习；–实际操作机械设计软件，绘制简单的零件和装配图；–学习使用软件进行模拟和分析。
步骤三：机械零件设计和制造1.确定机械零件设计和制造任务；–选择一个简单的机械零件进行设计和制造；–确定零件的尺寸、材料和加工工艺。
2.使用机械设计软件进行零件设计；–绘制零件的草图和三维模型；–进行零件的装配和运动仿真。
3.制造机械零件；–使用适当的加工设备和工具进行零件制造；–完成零件的加工和组装。
6. 实训评估本次实训将根据以下几个方面进行评估：•实训过程的操作规范性和安全性；•实训任务的完成情况和质量；•实训报告的撰写和总结能力。
机械设计基础实验指导书
《机械设计基础》实验指导书《机械设计基础》课题组编景德镇陶瓷学院机电学院机设教研室2006年5月目录实验一：机构和机械传动的陈列演示实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定实验三、平面机构运动简图测绘实验四、渐开线齿廓的范成实验实验五、减速器的拆装实验六、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验七、轴系结构组合设计实验八、机械传动测试实验实验九、回转体动平衡实验实验一：机构和机械传动的陈列演示一、实验目的1、“机械基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，是一门实践性很强的课程。
学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。
通过本实验学生可以初步了解机构及机械零件的组成，建立一定的工程背景知识。
2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通用零部件结构特点、组成、运动和传动特点。
3、增加学生的感性认识，培养他们对机械基础课程学习的兴趣，使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。
二、实验步骤1、实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。
首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。
实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。
2、观看通用零部件。
因每种零部件上都有说明。
所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法，让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。
三、实验设备模型陈列柜，分机械原理部分和机械设计部分。
机械原理部分有：第一柜：机器的组成及特征；第二柜：平面连杆机构；第三柜：平面连杆机构的应用；第四柜：齿轮的基本参数；第五柜：齿轮机构；第六柜：凸轮机构；第七柜：组合机构；第八柜：周转轮系功用；第九柜：停歇和间歇运动机构；第十柜：空间机构机械设计部分有：第十一柜：机座及箱体；第十二柜：润滑与密封；第十三柜：齿轮传动；第十四柜：滑动轴承；第十五柜：滚动轴承；第十六柜：轴的类型及轴上零件应用；第十七柜：联轴器；第十八柜：轴的典型结构及轴上零件固定方法；第十九柜：铆接、焊接、胶接、过盈配合；第二十柜：离合器；第二十一柜：常用标准件及键联接第二十二柜：常用标准件及螺纹联接；第二十三柜：键、销及其联接；第二十四柜：常用标准件及螺旋传动；第二十五柜：典型滚动轴承的组合设计；第二十六柜：齿轮与蜗杆结构；第二十七柜：带传动；第二十八柜：带的张紧装置及初拉力控制；第二十九柜：链传动；第三十柜：弹簧。
机电专业《机械设计基础》实验指导书
目录实验一减速器拆装实验 (2)实验二机械零件拆装实验 (6)实验三轴系结构设计实验 (11)实验四渐开线齿轮参数的测定 (20)实验一减速器拆装实验学时：2学时一、概述由于减速器在机械和建筑等行业中应用比较广泛，所以对于机械专业的学生有必要了解减速器的用途、类型及结构等方面。
减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗轮蜗杆等传动零件所组成的独立部件，常安装在原动机和工作机之间，用以降低输入轴的转速并相应地增加输出轴的转矩。
其基本结构由箱体、轴系零件和附件三部分组成。
学生通过减速器的拆装实验可以进一步了解和掌握各零部件结构布置、加工工艺、密封方式、安装方法等内容。
二、实验目的（1）速器的结构，各零件的名称、形状、用途及相互装配关系；（2）观察齿轮和轴承的轴向及周向固定方式和安装顺序；（3）了解减速器各附件的名称、结构、安置位置及作用；（4）掌握高、低速齿轮侧向间隙的测量方法及轴向间隙的调整和测量方法。
三、减速器的类型与布置方式（1）减速器根据不同的用途可分为以下三种类型：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器，如图1-1a、b、c所示。
1-1 减速器的类型在圆柱齿轮减速器中，按齿轮传动级数可分为单级、两级和多级。
蜗轮蜗杆减速器又可分为蜗杆上置式和蜗杆下置式。
（2）两级或两级以上减速器的传动布置形式有展开式、分流式、同轴式三种形式，如图1-2a、b、c所示。
展开式用于载荷平稳的场合，分流式用于变载荷的场合，同轴式用于原动机与工作机同轴的特殊的工作场合。
图1-2 减速器传动布置形式四、减速器的箱体结构与附件减速器的箱体结构与附件如图1-3所示。
1．箱体结构减速器的箱体用来支撑和固定轴系零件，可分为箱盖与箱座两部分，剖分面通过齿轮轴线平面。
一般先将箱盖与箱座的剖分面加工平整，合上后用定位销定位将螺栓联接，对支承同一轴的轴承孔应一次镗出。
箱体应有足够的强度和刚度,除适当的壁厚外，还要在轴承座孔处设加强筋以增加支撑的刚度。
机械设计基础实验指导书(修订版)
机械设计基础实验指导书（修订版）实验一机构测绘实验（2学时）一、实验目的（1）进行机构和简单机械的认知能力的培养。
（2）通过对实际机械或机构模型的直接测绘掌握绘制机构运动简图的方法。
（3）验证机构自由度的计算。
（4）加深对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具（1）各种机器实物和机构模型。
（2）钢板尺、内外卡钳等测量工具（根据需要选用）。
（3）铅笔、三角板、圆规、橡皮、草稿纸（学生自备）。
三、实验步骤（1）找出机构主动件和从动件，驱动主动件使机构缓慢运动，观察机构的组成情况和运动情况。
（2）从主动件开始，确认活动构件及其数目，以及固定件（机架）。
（3）从主动件开始，按照运动的传递顺序，仔细观察两连接构件之间的接触性质及相对运动，以确认运动副的类型。
最后找出各运动副的数目。
（4）合理选择视图平面，在草纸上徒手画出机构示意图。
并从主动件开始，依次用数字表示各构件，用字母表示各运动副。
（5）计算机构自由度，并检验与机构主动件数目是否一致。
（6）仔细测量机构的运动学尺寸，以确定机构位置。
（7）选取适当的比例尺：长度比例尺μl = 实际长度（mm）/ 图示（mm）（8）绘制机构运动简图，按一定比例尺，用制图仪器画出机构运动简图。
实验二齿轮范成原理实验（1学时）一、实验目的：1．掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理，观察轮齿渐开线部分和过渡曲线的形成过程；2．了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；3．分析比较渐开线标准齿轮和变化齿轮的异同点。
二、设备和工具：1．齿轮范成仪（参数见表2-1）2．圆规、三角板、铅笔等自备；3．充作毛坯的绘图纸（ 260）。
三、原理和方法：1．原理：范成法是利用一对齿轮传动时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮轮齿的方法。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，它们之间仍保持固定的角速比的传动（强制的），完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。
《机械设计基础》实验指导书
机械设计基础实验指导书适用专业：上海第二工业大学实验一：机构运动简图的绘制一、实验目的1．了解几种典型的机构特征。
训练机构运动简图的绘制技能。
2．了解机构的组成形式，机构自由度的计算及其意义。
二、实验基本要求1．每位学生能够绘制3个典型机构的运动简图。
2．计算机构的自由度，并检验运动的确定性。
三、实验原理机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人对机器的动作一目了然。
在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构，其运动简图都是相同的。
机构的运动仅与机构所具有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。
因此在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。
四、实验设备和工具1．机构模型（实验室自备）2．尺、铅笔、纸张（学生自备）五、实验内容及主要步骤1．实验内容运动简图绘制和计算机构自由度，并回答思考题。
2．主要步骤（1）缓慢驱动机构模型，仔细观察并分析各运动单元，从而确定构件的数目。
（2）仔细观察并判定各直接接触构件之间的接触情况及其相对运动性质，从而确定各运动副的类型，并用规定符号表示。
（3）根据机构的运动尺寸选择适当的比例尺μl 。
μl =实际长度/图上长度（4）用符号代表运动副，用线条代表构件，并标出机架、原动件。
一般以1、2、3、…表示构件，以A、B、C、…表示运动副，得出机构示意图。
（5）根据绘制结果，计算机构的自由度。
实验二：齿轮范成原理一、实验目的了解范成法切制渐开线齿轮的基本原理，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、实验基本要求要求每位学生学会使用齿轮范成仪绘制标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮。
三、实验原理范成法是利用一对齿轮互相啮合时其齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。
机械设计基础实训指导书
《机械设计基础》实验指导书二零零九年十一月机械设计基础实训规则及要求一、作好实训前的准备工作（1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。
（2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。
（3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。
二、严格遵守实训室的规章制度（1）课程规定的时间准时进入实训室。
保持实训室整洁、安静。
（2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。
（3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。
（4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。
三、认真做好实训（1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。
（2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。
（3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。
四、实训报告的一般要求实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。
通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。
因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。
目录实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4)实验二齿轮范成原理实验 (8)实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13)实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19)实验五机械传动性能综合测试实验 (32)实验一平面机构运动简图的测绘和分析一、实验目的（1）学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图；（2）验证和巩固机构自由度计算。
二、实验要求（1）正确判别两种运动副及其数量；（2）绘制出２～４种平面机构的运动简图；（3）对照实验机械，理解计算机构自由度的目的。
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6、 观察各零部件间的相互位置，并进行必要的测量（附表中序号 1，14，15，16）。 7、 取出轴承压盖，取出轴系部件放于朩板上，详细观察了解齿轮、轴和箱体的结构。 并进行必要的测量。 8、 全部工作完成后，用棉丝擦净各零部件，首先放入轴系部件，再装上轴承压盖并旋 入下箱体上的压盖螺钉。然后旋回起盖螺钉再装好箱盖，打入定位销钉，旋入箱盖上的压盖 螺钉，亦不要拧紧。装入箱体联接螺钉并拧紧。然后拧紧压盖螺钉。最后装好观察孔盖。
13
L1 箱体外壁至轴承座端面距离
14
△ 大小齿轮顶圆至箱体内侧距离
15
A1 齿轮端面至箱体内侧距离
16
E 轴承端面至箱体内侧距离
17
M 上箱体筋板厚
18
M1 下箱体筋板厚
19
D2 轴承压盖最大外径
20
S 轴承旁联接螺钉距离
21
S1 地脚螺钉间距
22
Cn 齿侧间隙
23 Dδ 轴向游隙
24
f 轴承压盖垫片厚度
7
尺 寸(mm)
五、实验注意事项
1、遵守操作规程，注意人身安全。 2、遵守实验室实验规则，爱护实验设备，不得随意用工具敲打减速器及其零件，以免 损坏设备。 3、实验结束后，清点好工、量具，擦净后交指导老师验收。
六、思考题
1．圆柱齿轮减速器箱体为什么沿轴线平面做成剖分式？蜗杆减速器箱体沿蜗杆轴线为 什么不剖分？
2． 圆锥-圆柱齿轮减速器为什么把圆锥齿轮放在高速级？ 3．箱体上的筋板起什么作用？ 4．上下箱联接的凸缘为什么在轴承两侧要比其它地方高？ 5．上箱体上有吊环（或钩），为什么下箱体还设计有吊钩？ 6．上下箱体联接螺钉处及地脚螺钉处的凸缘宽度，受何因素影响？ 7．你认为该减速器轴承是采用何种方式润滑？有的轴承孔内侧设计有挡油环，有的没 有，为什么？ 8．如果该减速器轴承反装时，轴和箱体的结构应作哪些变化，为什么？ 9．高低速轴上的齿轮、齿顶圆距箱体内侧的距离为什么不同？ 10．你认为该减速器的结构是否有不合理的地方？
PH＝
F＝
2、 机构名称： 实测尺寸： 比例尺：uL＝ 运动简图：
自由度计算： n＝
PL＝
PH＝
F＝
3、 机构名称： 实测尺寸： 比例尺：uL＝ 运动简图：
自由度计算： n＝
PL＝
PH＝
F＝
思考题讨论：
3
附：常用运动副、构件的表示法（选自 GB4460） 常用运动副、构件的表示法（选自 GB4460）的表示法（选自 GB4460）
的位置、结构特点及其功能。 5、了解各部件之间的相对位置，例如齿轮啮合的侧隙；轴系的轴向游隙;齿轮顶面和端
面与箱体间的距离;轴承端面与箱体内侧的距离等。 6、进行必要的参数测量。
（二）实验步骤 1、观察减速器外貌，了解各零部件所处的位置和结构特点及其功能。正反转动高速轴、
手感齿轮啮合的侧隙。轴向移动高速轴和低速轴，手感轴系的轴向游隙。 2、打开观察孔盖，转动高速轴，观察齿轮啮合情况，注意观察孔的数目和所在位置。
4
实验项目 2：减速器拆装
一、实验目的
1．了解减速器的整体结构及工作要求。 2．了解减速器的箱体零件、轴、齿轮等主要零件的结构及加工工艺。 3．了解减速器主要部件及整机的装配工艺。 4．了解齿轮、轴承的润滑、冷却及密封。 5．通过自己动手拆装，了解轴承及轴上零件的调整、固定方法，及消除和防止零件间 发生干涉的方法。 6．了解拆装工具与减速器结构设计间的关系，为课程设计做好前期准备。
三、主要仪器及耗材
1. 若干个机器和机构模型； 2. 自备三角尺或直尺、铅笔、橡皮、草稿纸等。
四、实验内容和步骤
(一) 实验内容 分析机构的组成，绘制机构运动简图，计算机构自由度，理解各种运动副的组成和特点， 分析机构中的虚约束、局部自由度和复合铰链，判断机构具有确定运动的条件。 （二）实验步骤 1. 缓慢地转动被测的机器或模型，从原动件开始观察机构的运动，认清机架，原动件 和从动件； 2. 根据运动传递的顺序，仔细分析相互连接两构件间的接触方式及相对运动形式，确 定组成机构的构件数目及运动副类型和数目； 3. 合理选择投影面，一般选择能够表达机构中多数构件的运动平面为投影面； 4. 绘制机构的运动简图的草图。首先将原动件固定在适当的位置（避开构件之间重合）， 大致定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出运动副，并用线条连接起来，然后用 数字 1、2、3……及字母 A、B、C……分别标注相应的构件和运动副，并用箭头表示原动件 的运动方向和运动形式，量出机构对应构件的长度尺寸，再将草图按比例画入实验报告中； 5. 计算自由度，并与实际机构对照，观察原动件数与自由度是否相等； 计算公式：F＝3n－2PL－PH 。 6．对机构进行结构分析，并判断机构的级别。
三、主要仪器及耗材
1．圆柱齿轮减速器 2. 活动扳手、钢皮尺、游标卡尺、木锤、螺丝刀 3. 润滑油，抹布
四、实验内容和步骤
（一) 实验内容 1、 了解各种类型减速器的特点及其使用范围。 2、 了解一级或二级圆柱齿轮减速器箱体的结构特点及其功能。 3、 了解轴和齿轮的结构特点和功能。 4、 了解轴承端盖、观察孔、油面指示器、通气器、出油孔、定位销，起盖螺钉等所处
用细铅丝一段（直径不超过侧间隙的 3~4 倍）放于非工作齿面上，旋转一周后，取出，测量 铅丝的厚度，即为齿侧间隙（数据填入附表中序号 22）。
5
3、取下高速轴或低速轴一端的轴承压盖，用三段细铅丝均匀置于压盖的凸台上，重新 装好盖于箱体上，再取下压盖并测量铅丝厚度，其值即为轴系的轴向游隙（数据填入附表中 序号 23）。如果装配减速器，在压盖与箱体端面间放入细铅丝，拧紧端盖螺钉至轴不能转动 为止，取出并测量铅丝厚度，再加上轴向游隙，即为压盖的垫片厚度（数据填入附表中序号 24）。
由上述分析可知，该机构活动杆件数为 8，转动副数为 7，移动副数为 3，高副为 2。但构 件 4 与凸轮 8′之间以滚子 5 实现滚动接触，故此处引进了一个局部自由度，应排除(即设想将 滚子与构件 4 焊成一体)。这样 n=7； PL=9； PH=2； 计算自由度得
F＝3×7-2×9-2=1
五、实验注意事项
实验中应遵守实验室实验规则。各种模型观察和分析后，放回原处，不得损坏或任意放 置。
2
六、思考题
1.一个正确的“机构运动简图”能说明那些问题？ 2.机构自由度的计算对测量绘制机构运动简图有何帮助？
附：实验报告主要内容及要求
1、 机构名称： 实测尺寸： 比例尺：uL＝ 运动简图：
自由度计算： n＝
PL＝
实验项目 1：机构运动简图测绘与分析
一、实验目的
1. 初步掌握根据实际机器或机构模型绘制机构运动简图的技能。 2. 验证和巩固机构自由度的计算方法。 3. 通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析的了解。
二、实验原理
机构运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明地表达出机构的 运动情况，使人看了对机器的动作一目了然。在机器中各种机构尽管外形和功用各不相同， 但只要是同种机构 其运动简图都是相同的。
仔细观察各连接构件之间的相对运动特点后可知，构件 0 和 1(1′)、1′和 2、2 和 3、3 和 4、4 和 5、6 和 7 及 0 和 8(8′)之间构成转动副；而构件 0 和 3、4 和 6 及 0 和 7 之间构成 移动副；高副为 1 和 8、8′和 5 之间形成。
选定视图投影面及比例尺 uL＝0.001m/mm,顺序确定转动副 A、H 和移动副导路 D、M 的位 置，根据原动件 1′的位置及各杆长等绘出转动副 B、C、E、F、J 的位置按规定符号绘出各 运动副(包括高副 G、N)及各构件等，最后得到该压力机的机构运动简图，如图 1—1（b）所 示。
6
附表：
序号 符号
测量数据记录表
名
称
1
A 中心距
2
δ 箱座壁厚
3
δ1 箱盖壁厚
4
b 箱座凸缘厚度
5
b1 箱盖凸缘厚度
6
b2 箱座底部凸缘厚度
7
df 地脚螺钉孔直径
8
d1 轴承旁联接螺栓直径
9
d2 箱盖与箱座凸缘联接螺栓直径
10
d3 轴承压盖螺钉直径
11
d4 观察孔盖板螺钉直径
12
H 轴承旁凸台高度
机构的运动仅与机构所具有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置 有关。因此在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用 简单的线条和规定的符号(参看附表 GB4460)来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表 示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。
二、实验原理
减速器由封闭在刚性箱体内的齿轮传动或蜗杆传动等所组成，具有固定传动比的独立的 传动部件。减速器具有结构紧凑、效率高和维护方便等特点，广泛应用于各种机器传动中。 减速器通常用来降低转速传递动力以适应机器的要求。在少数情况下，来增速传递动力，这 时称为增速器。由于减速器具有的特点和应用的广泛性，所以它的主要参数（中心距、传动 比、模数、齿宽系数与齿数和等）已标准化，并由专业工厂成批生产。当然亦可根据具体情 况和需要自行设计和制造。
1
例：绘制如图 1-1（a）所示的小型压力机的机构运动简图。
（a）
图 1—1 小型压力机机构简图
（b）Biblioteka 解： 该小型压力机的工作原理是电机带动偏心轮 1′作顺时针转动，通过构件 2、3 将主 运动传给构件 4；同时另一路运动自与偏心轮 1′固联的齿轮 1 输出，经齿轮 8 及与其固联的 槽型凸轮 8′，传递给构件 4；两路运动经构件 4 合成，由滑块 6 带动压头 7 作上下移动，实 现冲压工艺动作。显然该压力机的机架是构件 0，原动件为组件 1-1′，其他为从动件。