机械设计基础实验1.docVIP

机械设计基础 实验指导书 曹淑伟 徐州师范大学机电工程学院目 录 实验一．机构运动简图的测绘与分析机构运动简图的测绘与分析机构运动简图的测绘与分析 5. 计算机构的自由度 平面机构自由度F的计算公式为： F=3n?2PL?PH 式中：n为活动构件的数目，PL为低副数目，PH为高副数目。 6. 分析机构运动的确定性 将计算得到的机构自由度数与所测绘机构的原动件数比较，两者应相等。若与实际情况不符，要找出原因及时改正。 举例：绘制如图1-1（a）所示的小型压力机的机构运动简图。 了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。 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μL=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2—1（b）所示。 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 实验二　 渐开线齿轮范成原理 　与几何参数的测定实验 一、实验目的 1.掌握用范成法加工渐开线齿轮的原理，了解根切现象。 2.了解变位修正法加工渐开线齿轮的基本概念，分析比较变位齿轮与标准齿轮的异同，加深对变位齿轮的认识。 3.巩固渐开线齿轮基本尺寸的计算公式，掌握测定齿轮基本参数的方法。 二、实验设备和用具 1.渐开线齿廓范成仪 图3-1 齿廓范成仪简图 本实验所用范成仪其上的刀具模型为齿条刀，结构如图1所示。托板可绕机架上的固定轴心转动，齿条刀可沿水平方向移动，且通过齿轮齿条的啮合关系保持托板与齿条刀之间作无滑动的相对运动。 当齿条刀两端的短横线对准刻度尺的零位时，齿条刀中线恰好和齿轮毛坯的分度圆相切，此时切出的齿轮是标准齿轮。松开调节螺钉，可使齿条刀沿铅垂方向适当移动，移动的距离可在刻度尺上读出，此时切出的齿轮便是变位齿轮。 2. φ290 mm 圆形图纸一张、铅笔、圆规、直尺、计算器 （学生自备）。 3.被测标准齿轮或变位齿轮、游标卡尺。 实验内容 1.实验前认真预习教材中“渐开线标准齿轮的基本参数及几何尺寸”和“渐开线齿轮的变位与加工”的有关内容，完成实验报告中的预习作业。 2.绘制标准齿轮及变位齿轮的齿廓图形各2~3个完整齿形，比较异同。 3.测量齿轮的有关尺寸，确定其主要参数，判断它为何种齿轮。 4.填写实验报告。 四、实验原理 范成法是根据渐开线齿轮与齿条（或一对渐开线齿轮）相互啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切制齿轮的一种方法。如果把其中的齿条（或一个齿轮）作成刀具，另一个齿轮当作齿坯，使两者作纯滚动，则在各个不同位置上，刀刃轮廓线在齿坯上所依次占据的位置线就会形成包络线，这种在齿坯上形成的包络线就是渐开线齿廓。为了能清楚地观察到刀刃相对齿坯的各个位置形成包络线的过程，了解用范成法加工形成渐开线齿廓的原理，通常用齿轮范成仪模拟进行实验。 五、实验步骤 1.渐开线齿廓形成 (1) 根据指导教师给出的齿轮参数，计算并在绘图纸上绘出标准齿轮的齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆和变位齿轮的齿根圆、齿顶圆（变位系数x值由指导教师给出或者按不根切的最小变位系数确定）。用剪刀沿比齿顶圆稍大一些的圆周剪下得到齿坯。 (2) 绘制标准齿轮齿廓 ① 将齿坯安装到托盘1上，注意两者圆心重合。 ② 调整齿条刀具2的径向位置，使刀具中线与齿坯分度圆相切。 ③ 将齿条刀具推至左（或右）极限位置，用笔在齿坯上画出齿条刀具的齿廓线，然后向右（或向左）每次移动刀具约3~5mm画一次刀具齿廓线，直到绘出2至3个完整的齿廓为止。这些齿廓线所形成的包络线即为标准渐开线齿轮的齿廓，如图3-2所示。 图3-2范成绘制出的标准齿轮 (3) 绘制变位齿轮齿廓 ① 将齿坯取下，相对于托盘1转动大约180°，重新安装固定齿坯。 ② 调整刀具的径