机械原理实验报告
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建议：希望可以多几次这样的实验安排，使我们更加深刻的结合理论。
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
报告人
杨龙
一、实验目的
1.观察渐开线齿廓的形成过程，掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理。
2.观察渐开线齿轮加工时的根切现象，了解产生根切现象的原因和避免根切的方法。
2、齿轮公法线长度公式 是根据渐开线的什么性质推导得到的？
答：法线切于基圆，基圆切线必为两侧齿廓的法线。
3、在测量齿根圆直径 时，对奇数齿和偶数齿的齿轮在测量方法上有何不同？为什么？
答：当被测齿轮齿数为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径da及齿根圆直径df；
如果为奇数时，则应先测量出轮轴孔直径d，然后再测量孔到齿顶的距离ha和轴孔到齿根的距离hf。
示意图
五、体会与建议（或实验曲线）
实验用具：
三、
1、按拟定的功能要求自主拼装能够满足要求的机构，并按规范绘制实际拼装机构的运动简图。分别标出活动构件、原动件、移动副、转动副、低副、高副、复合铰链、局部自由度、虚约束等的位置和个数，以及机构的运动学尺寸。计算自由度。
机构名称
机构运动简图
计算机构的自由度：
2、进行机构分析：高副低代、杆组划分，简要说明机构杆组的拆组过程，并画出所拆机构的杆组简图。
齿轮传动类型为：
其主要特征：实际中心距 标准中心距
啮合角 标准压力角
四、问答题
1、在测量齿轮公法线长度时，为什么要对跨测齿数 提出要求？
答：在测量公法线时，必须首先确定跨齿数K，当齿数Z一定时，如果跨齿数太多，卡尺的卡爪就可能与齿轮顶部的棱角接触，如果跨齿数太少，卡爪就可能与齿根部的非渐开线接触，其测量的结果都不是真正的公法线，为了使卡尺的卡爪与分度圆的渐开线齿廓接触。
机构分析
机构杆组简图
3、利用你所拆分的杆组，按不同的顺序排列杆组，可能组合的机构运动方案有哪一些？要求用机构运动简图表示出来，就运动传递情况作方案比较，并简要说明。
机构运动简图
说明
四、创新机构运动方案
利用不同的杆组进行机构拼接，你得到了哪一些有创意的机构运动方案？用机构示意图表示创新机构运动方案。
简述
2）局部自由度：计算机构自由度是局部自由度应当合并不计，可减少高副元素接触处的磨损。
3）虚约束：预先将生产虚约束的构件个运动副去掉，然后进行自由度计算，可改善构件的受力，增加机构的刚度。
五、体会与建议
体会：在进行试验时，深刻体会到理论需要与实践相结合才能真正学到知识，在课堂上学到的东西是从人们实践中总结出来的，所以要得到真知就必须进行实物上的操作，这点特别是在绘制“创新机构”的简图中体现出来，有些部件的运动状态并非靠个人的想法便能描绘出来，各个构件间的关系也要在相当谨慎的态度下才能确定，否则之后的自由度计算便会出现差池。
三、测试和计算结果
测量数据
齿轮编号
齿数
跨齿数
测量次数
1
2
3
平均值
1
2
3
平均值
齿公法线长
齿公法线长
齿顶圆直径
齿根圆直径
距离
孔径
尺寸 （两轮孔壁距）
计算数据
项目
计算公式
结果
基圆齿距
模数 ；
压力角
基圆齿厚
公法线长度
变位系数
或
该齿轮为：
该齿轮为：
齿根高
计算数据
齿顶高系数 ；
顶隙系数
标准中心距
实际中心距
啮合角
2.避免方法
1）选用Z>Zmin的齿数2）采用X>Xmin的变位齿轮
3）改变齿形参数，如减少ha*或加大a均可使Zmin减小以避免根切，由于又可以提高齿轮承载能力当Z<Zmin时为避免根切，须采用变位根切，即X>0:；而当Z>Zmin时，也许一定的负变位（X<0）也不至于产生根切。
2、在用齿条刀具加工齿轮过程中，刀具与轮坯之间的相对运动有哪些要求？
六、体会与建议
体会：此次实验使我们对齿轮齿廓的形成有了形象的认识，也了解了产生根切的原因及避免根切的方法，对我来说结合《机械原理》教材中的知识点对齿轮这一章有了感性的认识。
附图：范成齿形图
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
r=r‘=mz /2sa’=da’(s/mz + invα-invαa)
rb-rb’=mzcosα/2da=d+2hada’=d+2ha’
ha=ha*m ha’=m(ha*+x)∴ha≠ha‘∴sa≠sa’
hf=m(ha*+c*) hf’=m(ha*+c*-x)∴hf≠hf’
h=m(ha*+c*) h’=ha’+hf’∴h≠h‘
p=p‘=πm
4、若加工负变位齿轮，其齿廓形状是否会发生变化？如何发生变化？为什么？
答：不会发生变化
对于负变位齿轮；X<0其分度圆齿厚比标准齿轮小，变位齿轮的齿形随变位系数的改变而变化较大，实际上其分度圆压力角仍等于刀具节线压力角，即等于刀具的齿形角α，其基圆半径不变，因此变位齿轮与标准齿轮的齿廓曲线，均应为同一基圆所产生的同一条渐开线，只是它们分别应用同一渐开线的不同段而已。
五、体会与建议
体会：再次使用游标卡尺，加强了使用卡尺的熟练度，对一对啮合齿轮的各项基本尺寸也加深了印象。熟悉了计算公式，对今后的课程设计也打好了基础。
建议：个人认为本实验应该穿插在其他实验中进行，无需单独进行。
实验名称：
实验地点
实验日期
指导教师
班级
小组成员
报告人
一、实验目的
二、实验设备及用具
实验设备：
3.分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、实验设备及用具
实验设备：
齿轮范成仪、渐开线齿轮、模型、挂图
实验用具：
圆规、绘图纸（或200×200白纸）、三角尺、游标卡尺、剪刀、铅笔
三、
齿条刀
模数
压力角
齿顶高系数
顶隙系数
被加工齿轮
模数
压力角
齿顶高系数
顶隙系数
齿数
分度圆直径 （mm）
四、实ຫໍສະໝຸດ Baidu结果
尺寸名称
符号
答：当齿条刀具的分度线（中线）与齿轮毛坯的分度圆相切做纯滚动时，刀具的线速度v等于轮坯分度圆的线速度wr，即v=wr。
3、用同一把齿条刀加工标准齿轮和正变位齿轮，定性分析以下参数 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 的异同，试解释原因。
答：m=m’s=s‘=πm/2
α=α‘sa=da(s/mz + invα-invαa)
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
活动构件数
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
活动构件数
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
四、
1、一个正确的平面机构运动简图应能说明哪些内容？
答：它能准确的表达机构运动特征以及机构中的活动构件，运动低副，高副的个数，还能以此计算出机构的自由度并判断机构是否具有确定运动。
2、机构自由度大于或小于原动件数时，各会产生什么结果？
报告人
杨龙
一、实验目的
1.掌握应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，熟练掌握齿轮几何尺寸的计算方法，明确各参数间的相互关系，进一步理解渐开线的性质。
3.熟练掌握测量工具的名称、用途和使用方法。
二、实验设备及用具
实验设备：
被测直齿圆柱齿轮减速器
实验用具：
游标卡尺和公法线千分尺计算器及笔、纸等文具
3．联系人类的生产、生活，提出一种可以完成某些功能的机械结构，并绘制机构运动简图。
二、实验设备及用具
实验设备：
多功能护理床、球杆系统、机加设备、缝纫机、内燃机等机器和机构的实物或模型
实验用具：
草稿纸、铅笔、橡皮、直尺、圆规、游标卡尺等用品
三、实验结果
机构名称
机构运动简图
比例尺
自由度计算
运动是否确定
活动构件数
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
报告人
杨龙
一、实验目的
1．掌握根据实际的机械或机械模型测绘机构运动简图的方法，学会用机构运动简图来表达机械系统设计方案。
2．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。
计算公式
计算结果（精度0.01mm）
标准齿轮
变位齿轮（ =）
分度圆半径（mm）
最小变位系数
最小变位量（mm）
基圆半径（mm）
齿顶圆半径（mm）
齿根圆半径（mm）
五、问答题
1、齿轮切齿时，什么条件下产生根切？如何避免？
答：1.根切现象是因为刀具齿顶线（齿条形刀具，不包括圆角部分）或齿顶圆（齿轮插刀）超过了极限啮合点（啮合线于被切齿轮基圆的切点）而产生的。
答：1）若F>0，而F>原动件数，则机构可以运动，但构件间的运动不确定。
2）若F<0，而F<原动件数，则构件间不能实现确定的相对运动或产生破坏。
3、在本次实验中是否遇到复合铰链、局部自由度或虚约束等情况。在机构自由度计算中你是如何处理的？说明它们在实际机构中所起的作用。
答：没有
1）复合铰链：由m个构件汇集而成的复合铰链应当包括（m-1）个转动副
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
报告人
杨龙
一、实验目的
1.观察渐开线齿廓的形成过程，掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理。
2.观察渐开线齿轮加工时的根切现象，了解产生根切现象的原因和避免根切的方法。
2、齿轮公法线长度公式 是根据渐开线的什么性质推导得到的？
答：法线切于基圆，基圆切线必为两侧齿廓的法线。
3、在测量齿根圆直径 时，对奇数齿和偶数齿的齿轮在测量方法上有何不同？为什么？
答：当被测齿轮齿数为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径da及齿根圆直径df；
如果为奇数时，则应先测量出轮轴孔直径d，然后再测量孔到齿顶的距离ha和轴孔到齿根的距离hf。
示意图
五、体会与建议（或实验曲线）
实验用具：
三、
1、按拟定的功能要求自主拼装能够满足要求的机构，并按规范绘制实际拼装机构的运动简图。分别标出活动构件、原动件、移动副、转动副、低副、高副、复合铰链、局部自由度、虚约束等的位置和个数，以及机构的运动学尺寸。计算自由度。
机构名称
机构运动简图
计算机构的自由度：
2、进行机构分析：高副低代、杆组划分，简要说明机构杆组的拆组过程，并画出所拆机构的杆组简图。
齿轮传动类型为：
其主要特征：实际中心距 标准中心距
啮合角 标准压力角
四、问答题
1、在测量齿轮公法线长度时，为什么要对跨测齿数 提出要求？
答：在测量公法线时，必须首先确定跨齿数K，当齿数Z一定时，如果跨齿数太多，卡尺的卡爪就可能与齿轮顶部的棱角接触，如果跨齿数太少，卡爪就可能与齿根部的非渐开线接触，其测量的结果都不是真正的公法线，为了使卡尺的卡爪与分度圆的渐开线齿廓接触。
机构分析
机构杆组简图
3、利用你所拆分的杆组，按不同的顺序排列杆组，可能组合的机构运动方案有哪一些？要求用机构运动简图表示出来，就运动传递情况作方案比较，并简要说明。
机构运动简图
说明
四、创新机构运动方案
利用不同的杆组进行机构拼接，你得到了哪一些有创意的机构运动方案？用机构示意图表示创新机构运动方案。
简述
2）局部自由度：计算机构自由度是局部自由度应当合并不计，可减少高副元素接触处的磨损。
3）虚约束：预先将生产虚约束的构件个运动副去掉，然后进行自由度计算，可改善构件的受力，增加机构的刚度。
五、体会与建议
体会：在进行试验时，深刻体会到理论需要与实践相结合才能真正学到知识，在课堂上学到的东西是从人们实践中总结出来的，所以要得到真知就必须进行实物上的操作，这点特别是在绘制“创新机构”的简图中体现出来，有些部件的运动状态并非靠个人的想法便能描绘出来，各个构件间的关系也要在相当谨慎的态度下才能确定，否则之后的自由度计算便会出现差池。
三、测试和计算结果
测量数据
齿轮编号
齿数
跨齿数
测量次数
1
2
3
平均值
1
2
3
平均值
齿公法线长
齿公法线长
齿顶圆直径
齿根圆直径
距离
孔径
尺寸 （两轮孔壁距）
计算数据
项目
计算公式
结果
基圆齿距
模数 ；
压力角
基圆齿厚
公法线长度
变位系数
或
该齿轮为：
该齿轮为：
齿根高
计算数据
齿顶高系数 ；
顶隙系数
标准中心距
实际中心距
啮合角
2.避免方法
1）选用Z>Zmin的齿数2）采用X>Xmin的变位齿轮
3）改变齿形参数，如减少ha*或加大a均可使Zmin减小以避免根切，由于又可以提高齿轮承载能力当Z<Zmin时为避免根切，须采用变位根切，即X>0:；而当Z>Zmin时，也许一定的负变位（X<0）也不至于产生根切。
2、在用齿条刀具加工齿轮过程中，刀具与轮坯之间的相对运动有哪些要求？
六、体会与建议
体会：此次实验使我们对齿轮齿廓的形成有了形象的认识，也了解了产生根切的原因及避免根切的方法，对我来说结合《机械原理》教材中的知识点对齿轮这一章有了感性的认识。
附图：范成齿形图
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
r=r‘=mz /2sa’=da’(s/mz + invα-invαa)
rb-rb’=mzcosα/2da=d+2hada’=d+2ha’
ha=ha*m ha’=m(ha*+x)∴ha≠ha‘∴sa≠sa’
hf=m(ha*+c*) hf’=m(ha*+c*-x)∴hf≠hf’
h=m(ha*+c*) h’=ha’+hf’∴h≠h‘
p=p‘=πm
4、若加工负变位齿轮，其齿廓形状是否会发生变化？如何发生变化？为什么？
答：不会发生变化
对于负变位齿轮；X<0其分度圆齿厚比标准齿轮小，变位齿轮的齿形随变位系数的改变而变化较大，实际上其分度圆压力角仍等于刀具节线压力角，即等于刀具的齿形角α，其基圆半径不变，因此变位齿轮与标准齿轮的齿廓曲线，均应为同一基圆所产生的同一条渐开线，只是它们分别应用同一渐开线的不同段而已。
五、体会与建议
体会：再次使用游标卡尺，加强了使用卡尺的熟练度，对一对啮合齿轮的各项基本尺寸也加深了印象。熟悉了计算公式，对今后的课程设计也打好了基础。
建议：个人认为本实验应该穿插在其他实验中进行，无需单独进行。
实验名称：
实验地点
实验日期
指导教师
班级
小组成员
报告人
一、实验目的
二、实验设备及用具
实验设备：
3.分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、实验设备及用具
实验设备：
齿轮范成仪、渐开线齿轮、模型、挂图
实验用具：
圆规、绘图纸（或200×200白纸）、三角尺、游标卡尺、剪刀、铅笔
三、
齿条刀
模数
压力角
齿顶高系数
顶隙系数
被加工齿轮
模数
压力角
齿顶高系数
顶隙系数
齿数
分度圆直径 （mm）
四、实ຫໍສະໝຸດ Baidu结果
尺寸名称
符号
答：当齿条刀具的分度线（中线）与齿轮毛坯的分度圆相切做纯滚动时，刀具的线速度v等于轮坯分度圆的线速度wr，即v=wr。
3、用同一把齿条刀加工标准齿轮和正变位齿轮，定性分析以下参数 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 的异同，试解释原因。
答：m=m’s=s‘=πm/2
α=α‘sa=da(s/mz + invα-invαa)
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
活动构件数
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
活动构件数
低副数
高副数
机构自由度数
原动件数
四、
1、一个正确的平面机构运动简图应能说明哪些内容？
答：它能准确的表达机构运动特征以及机构中的活动构件，运动低副，高副的个数，还能以此计算出机构的自由度并判断机构是否具有确定运动。
2、机构自由度大于或小于原动件数时，各会产生什么结果？
报告人
杨龙
一、实验目的
1.掌握应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，熟练掌握齿轮几何尺寸的计算方法，明确各参数间的相互关系，进一步理解渐开线的性质。
3.熟练掌握测量工具的名称、用途和使用方法。
二、实验设备及用具
实验设备：
被测直齿圆柱齿轮减速器
实验用具：
游标卡尺和公法线千分尺计算器及笔、纸等文具
3．联系人类的生产、生活，提出一种可以完成某些功能的机械结构，并绘制机构运动简图。
二、实验设备及用具
实验设备：
多功能护理床、球杆系统、机加设备、缝纫机、内燃机等机器和机构的实物或模型
实验用具：
草稿纸、铅笔、橡皮、直尺、圆规、游标卡尺等用品
三、实验结果
机构名称
机构运动简图
比例尺
自由度计算
运动是否确定
活动构件数
实验名称：
实验地点
工业中心C楼206室
实验日期
2013年3月10日
指导教师
赵爽邓亚
班级
BJ0907
小组成员
崔亚飞杨龙陈欢欢
报告人
杨龙
一、实验目的
1．掌握根据实际的机械或机械模型测绘机构运动简图的方法，学会用机构运动简图来表达机械系统设计方案。
2．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。
计算公式
计算结果（精度0.01mm）
标准齿轮
变位齿轮（ =）
分度圆半径（mm）
最小变位系数
最小变位量（mm）
基圆半径（mm）
齿顶圆半径（mm）
齿根圆半径（mm）
五、问答题
1、齿轮切齿时，什么条件下产生根切？如何避免？
答：1.根切现象是因为刀具齿顶线（齿条形刀具，不包括圆角部分）或齿顶圆（齿轮插刀）超过了极限啮合点（啮合线于被切齿轮基圆的切点）而产生的。
答：1）若F>0，而F>原动件数，则机构可以运动，但构件间的运动不确定。
2）若F<0，而F<原动件数，则构件间不能实现确定的相对运动或产生破坏。
3、在本次实验中是否遇到复合铰链、局部自由度或虚约束等情况。在机构自由度计算中你是如何处理的？说明它们在实际机构中所起的作用。
答：没有
1）复合铰链：由m个构件汇集而成的复合铰链应当包括（m-1）个转动副