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1、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗指導(dǎo)書 課程編號：02106220、02106420、02107220、02106520 課程名稱：機械設(shè)計基礎(chǔ)（A）、機械設(shè)計基礎(chǔ)（B）、機械設(shè)計基礎(chǔ)（C） 實驗總體狀況： 序號 實驗名稱 實驗時數(shù) 實驗類型 每組人數(shù) 01 機構(gòu)認識實驗 1 演示 18 02 機構(gòu)運動簡圖測繪實驗 1 綜合 1 03 齒輪范成原理實驗 1 驗證 1 04 齒輪范成原理虛擬實驗 1 綜合 1 05 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗 1 驗證 5～10 06 機械運動方案創(chuàng)意設(shè)計實驗 16 設(shè)計 2 07 凸輪機構(gòu)綜合實驗

2、16 綜合 8 08 “慧魚”機構(gòu)綜合設(shè)計實驗 6 綜合 18 09 連桿圖譜和機構(gòu)設(shè)計虛擬實驗 2 設(shè)計 2 10 機械零件認識實驗 1 演示 18 11 齒輪傳動設(shè)計虛擬實驗 2 設(shè)計 2 12 帶傳動實驗 1 驗證 5～7 13 機械傳動方案設(shè)計實驗 6 綜合 8 14 滑動軸承實驗 1 驗證 5～7 15 減速器結(jié)構(gòu)分析及拆裝實驗 2～3 綜合 5～7 16 機器拆裝與結(jié)構(gòu)分析實驗 4 綜合 8 注：1、實驗01和10可合并在一起，分兩個單元進行； 2、實驗03和04應(yīng)根據(jù)學時和專業(yè)方向從

3、中選擇一個。 實驗一 機構(gòu)認識實驗 一、實驗?zāi)康? 1.初步了解《機械原理》課程所研究的各種常用機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類型、特點及應(yīng)用實例。 2.增強學生對機構(gòu)與機器的感性認識。 二、實驗內(nèi)容 陳列室展示各種常用機構(gòu)的模型，通過模型的動態(tài)展示，增強學生對機構(gòu)與機器的感性認識。實驗教師只作簡單介紹，提出問題，供學生思考，學生通過觀察，增加對常用機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、類型、特點的理解，培養(yǎng)對課程理論學習和專業(yè)方向的興趣。 三、實驗設(shè)備和工具 機構(gòu)陳列室機構(gòu)展柜和各種機構(gòu)模型。 四、實驗原理 (一)對機器的認識：通過實物模型和機構(gòu)的觀察，學生可以認識到：機器是由一個機構(gòu)或幾個機構(gòu)按照一定運動要求組合

4、而成的。所以只要掌握各種機構(gòu)的運動特性，再去研究任何機器的特性就不困難了。在機械原理中，運動副是以兩構(gòu)件的直接接觸形式的可動聯(lián)接及運動特征來命名的。如：高副、低副、轉(zhuǎn)動副、移動副等。 (二)平面四桿機構(gòu)：平面連桿機構(gòu)中結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的是四桿機構(gòu)，四桿機構(gòu)分成三大類：即鉸鏈四桿機構(gòu)；單移動副機構(gòu)；雙移動副機構(gòu)。 1.鉸鏈四桿機構(gòu)分為：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)，即根據(jù)兩連架桿為曲柄，或搖桿來確定。 2.單移動副機構(gòu)，它是以一個移動副代替鉸鏈四桿機構(gòu)中的一個轉(zhuǎn)動副演化而成的?？煞譃椋呵瑝K機構(gòu)，曲柄搖塊機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)及擺動導(dǎo)桿機構(gòu)等。 3.雙移動副機構(gòu)是帶有兩個移動

5、副的四桿機構(gòu)，把它們倒置也可得到：曲柄移動導(dǎo)桿機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)及雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)。 (三)凸輪機構(gòu)：凸輪機構(gòu)常用于把主動構(gòu)件的連續(xù)運動，轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹栏竦匕凑疹A(yù)定規(guī)律的運動。只要適當設(shè)計凸輪廓線，便可以使從動件獲得任意的運動規(guī)律。由于凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，因此廣泛應(yīng)用于各種機械，儀器及操縱控制裝置中。 凸輪機構(gòu)主要有三部分組成，即：凸輪(它有特定的廓線)、從動件(它由凸輪廓線控制著)及機架。 凸輪機構(gòu)的類型較多，學生在參觀這部分時應(yīng)了解各種凸輪的特點和結(jié)構(gòu)，找出其中的共同特點。 (四)齒輪機構(gòu)：齒輪機構(gòu)是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動機構(gòu)。具有傳動準確、可靠、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、承載能力大、體積小、

6、效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種機器中。根據(jù)輪齒的形狀齒輪分為：直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸輪、蝸桿。根據(jù)主、從動輪的兩軸線相對位置，齒輪傳動分為：平行軸傳動、相交軸傳動、交錯軸傳動三大類。 1．平行軸傳動的類型有：外、內(nèi)嚙合直齒輪機構(gòu)、斜齒圓柱齒輪機構(gòu)、人字齒輪機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)等。 2．相交軸傳動的類型有圓錐齒輪機構(gòu)，輪齒分布在一個截錐體上，兩軸線夾角常為90。 3．交錯軸傳動的類型有：螺旋齒輪機構(gòu)、圓柱蝸輪蝸桿機構(gòu)，弧面蝸輪蝸桿機構(gòu)等。 在參觀這部分時，學生應(yīng)注意了解各種機構(gòu)的傳動特點，運動狀況及應(yīng)用范圍等。 4．齒輪機構(gòu)參數(shù)：齒輪基本參數(shù)有齒數(shù)z、模數(shù)m、分度圓壓力角

7、α、齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)c*等。 在參觀這部分時學生們一定要知道，什么是漸開線?漸開線是如何形成的?什么是基圓、發(fā)生線? 并注意觀察基圓、發(fā)生線、漸開線三者間關(guān)系，從而得出漸開線有什么性質(zhì)? 再就觀察擺線的形成，要了解什么是發(fā)生圓? 什么是基圓? 動點在發(fā)生圓上位置發(fā)生變化時，能得到什么樣軌跡的擺線? 同時還要通過參觀總結(jié)出：齒數(shù)、模數(shù)、壓力角等參數(shù)變化對齒形有何影響? (五)周轉(zhuǎn)輪系：通過各種類型周轉(zhuǎn)輪系的動態(tài)模型演示，學生應(yīng)該了解什么是定軸輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系？根據(jù)自由度不同，周轉(zhuǎn)輪系又分為行星輪系和差動輪系。它們有什么差異和共同點？差動輪系為什么能將一個運動分解為兩個運動或

8、將兩個運動合成為一個運動? 周轉(zhuǎn)輪系的功用、形式很多，各種類型都有它自己的缺點和優(yōu)點。在我們今后的應(yīng)用中應(yīng)如何避開缺點，發(fā)揮優(yōu)點等等都是需要學生實驗后認真思考和總結(jié)的問題。 (六)其他常用機構(gòu)：其他常用機構(gòu)常見的有棘輪機構(gòu)；摩擦式棘輪機構(gòu)；槽輪機構(gòu)；不完全齒輪機構(gòu)；凸輪式間歇運動機構(gòu)；萬向節(jié)及非圓齒輪機構(gòu)等。通過各種機構(gòu)的動態(tài)演示學生應(yīng)知道各種機構(gòu)的運動特點及應(yīng)用范圍。 (七)機構(gòu)的串、并聯(lián)：展柜中展示有實際應(yīng)用的機器設(shè)備、儀器儀表的運動機構(gòu)。從這里可以看出，機器都是由一個或幾個機構(gòu)按照一定的運動要求串、并聯(lián)組合而成的。所以在學習機械原理課程中一定要掌握好各類基本機構(gòu)的運動特性，才能更好

9、地去研究任何機構(gòu)(復(fù)雜機構(gòu))特性。 五、實驗方法和步驟 1、 認真閱讀和掌握教材中相關(guān)部分的理論知識； 2、 現(xiàn)場觀察各種機構(gòu)模型及其運動規(guī)律和特點，聽錄音和實驗教師講解； 3、 認真完成實驗報告。 六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 根據(jù)現(xiàn)場觀察結(jié)果，分析至少六種常見機構(gòu)，包括機構(gòu)的組成、基本原理和運動特點。 七、實驗注意事項 實驗中應(yīng)嚴格遵守實驗室實驗規(guī)則。各種模型觀察和分析后，放回原處，不得損化或任意放置。 實驗二 機構(gòu)運動簡圖測繪實驗 一、實驗?zāi)康? 1.初步掌握根據(jù)實際機器或機構(gòu)模型繪制機構(gòu)運動簡圖的技能。 2.驗證和鞏固機構(gòu)自由度的計算方法。 3.通過實驗機構(gòu)的比

10、較，鞏固對機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的了解。 二、實驗的主要內(nèi)容 分析機構(gòu)的組成，繪制機構(gòu)運動簡圖，計算機構(gòu)自由度，理解各種運動副的組成和特點，分析機構(gòu)中的虛約束、局部自由度和復(fù)合鉸鏈，判斷機構(gòu)具有確定運動的條件。 三、實驗設(shè)備和工具 1.若干個機器和機構(gòu)模型； 2.自備三角尺、圓規(guī)、鉛筆、稿紙等。 四、實驗原理 機構(gòu)的運動簡圖是工程上常用的一種圖形，是用符號和線條來清晰、簡明的表達出機構(gòu)的運動情況，使人看了對機器的動作一目了然。在機器中各種機構(gòu)盡管它們的外形和功用各不相同，但只要是同種機構(gòu) 其運動簡圖都是相同的。 機構(gòu)的運動僅與機構(gòu)所具有的構(gòu)件數(shù)目和構(gòu)件所組成的運動副的數(shù)目、類型、相對位置

11、有關(guān)。因此在繪制機構(gòu)運動簡圖時，可以不考慮構(gòu)件的復(fù)雜外形，運動副的具體構(gòu)造，而用簡單的線條和規(guī)定的符號(參看附表GB4460)來代表構(gòu)件和運動副，并按一定的比例尺寸表示各運動副的相對位置，畫出能準確表達機構(gòu)運動特性的機構(gòu)運動簡圖。 五、實驗方法和步驟 1.選擇5～8種機構(gòu)模型和機器(根據(jù)不同專業(yè)要求，規(guī)定必畫和選畫模型)； 2.選好模型后緩慢地轉(zhuǎn)動被測的機器或模型，從原動件開始觀察機構(gòu)的運動，認清機架，原動件和從動件； 3.根據(jù)運動傳遞的順序，仔細分析相互連接兩構(gòu)件間的接觸方式及相對運動形式，確定組成機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目及運動副類型和數(shù)目； 4.合理選擇投影面，一般選擇能夠表達機構(gòu)中多數(shù)構(gòu)

12、件的運動平面為投影面； 5.繪制機構(gòu)的運動簡圖的草圖。首先將原動件固定在適當?shù)奈恢?，（避開構(gòu)件之間重合）大致定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號畫出運動副，并用線條連接起來，然后用數(shù)字1、2、3……及字母A、B、C……分別標注相應(yīng)的構(gòu)件和運動副，并用箭頭表示原動件的運動方向和運動形式，量出機構(gòu)對應(yīng)運動副間的尺寸，再將草圖按比例畫入實驗報告中； 6.計算自由度，并與實際機構(gòu)對照，觀察原動件數(shù)與自由度是否相等；計算公式：F=3n-2PL-PH； 7．對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析，并判斷機械的級別。 舉例：繪制如圖2-1（a）所示的小型壓力機的機構(gòu)運動簡圖。

13、 （a） 圖2—1 （b） 解 該小型壓力機的工作原理是電機帶動偏心輪1′作順時針轉(zhuǎn)動，通過構(gòu)件2、3將主運動傳給構(gòu)件4；同時另一路運動自與偏心輪1′固聯(lián)的齒輪1輸出，經(jīng)齒輪8及與其固聯(lián)的槽型凸輪8′，傳遞給構(gòu)件4；兩路運動經(jīng)構(gòu)件4合成，由滑塊6帶動壓頭7作上下移動，實現(xiàn)沖壓工藝動作。顯然該壓力機的機架是構(gòu)件0，原動件為組件1-1′，其他為從動件。 仔細觀察各連接構(gòu)件之間的相對運動特點后可知，構(gòu)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′)之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；而構(gòu)件0和3、4和6及0

14、和7之間構(gòu)成移動副；高副為1和8、8′和5之間形成。 選定視圖投影面及比例尺μL=0.001m/mm,順序確定轉(zhuǎn)動副A、H和移動副導(dǎo)路D、M的位置，根據(jù)原動件1′的位置及各桿長等繪出轉(zhuǎn)動副B、C、E、F、J的位置按規(guī)定符號繪出各運動副(包括高副G、N)及各構(gòu)件等，最后得到該壓力機的機構(gòu)運動簡圖，如圖2—1（b）所示。 由上述分析可知，該機構(gòu)活動桿件數(shù)為8，轉(zhuǎn)動副數(shù)為7，移動副數(shù)為3，高副為2。但構(gòu)件4與凸輪8′之間以滾子5實現(xiàn)滾動接觸，故此處引進了一個局部自由度，應(yīng)排除(即設(shè)想將滾子與構(gòu)件4焊成一體)。這樣n=7； PL=9； PH=2； 計算自由度得 F=37-29-2=1

15、六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 編號 機構(gòu)名稱 運 動 簡 圖 自由度計算 判 斷原動件數(shù)及機構(gòu)級別 1 n= PL= PH= F= 2 n= PL= PH= F= 3 n= PL= PH= F= 4 n= PL= PH= F= 5 n= PL= PH= F= 6 n= PL= PH= F= 7 n= PL= PH= F= 8 n= PL

16、= PH= F= 思考題 1.一個正確的“機構(gòu)運動簡圖”能說明那些問題？ 2.機構(gòu)自由度的計算對測量繪制機構(gòu)運動簡圖有何幫助？ 七、實驗注意事項 實驗中應(yīng)遵守實驗室實驗規(guī)則。各種模型觀察和分析后，放回原處，不得損化或任意放置。 實驗三 齒輪范成原理實驗 一、實驗?zāi)康? 1．掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒輪齒廓曲線的形成過程。 2．了解漸開線齒輪齒廓的根切現(xiàn)象和用徑向變位避免根切的方法。 3．分析比較標準齒輪與變位齒輪齒形的異同。 二、實驗內(nèi)容 本實驗所用的范成儀有三種規(guī)格；齒輪的壓力角α=20；齒頂高系數(shù)h*a=1；頂隙

17、系數(shù)c*=0.25；但齒數(shù)z與模數(shù)m不同，它們分別是： A、m=20 Z=10；B、m=15 Z=10；C、m=16 Z=17。 每個同學只用其中一種范成儀。 實驗時每個同學須完成以下內(nèi)容： 1．范成標準齒輪 使用A、B兩種范成儀的學生可看到所范成的齒廓有明顯的根切現(xiàn)象，其原因這是齒數(shù)Z=10，少于不根切的最少齒數(shù)Zmin，范成時刀具的齒頂線超過嚙合極限點N，而產(chǎn)生根切。 使用C種范成儀的學生所范成的齒廓沒有根切現(xiàn)象，這是因為所范成的齒輪的齒數(shù)Z=17=Zmin，范成時刀具的齒頂線通過N點，因而沒有根切。 2．范成變位齒輪 使用A、B兩種范成儀的學生范成變位系數(shù)X=

18、0.5的正變位齒輪，其齒廓沒有根切現(xiàn)象。這是因為在Z=10時不根切的最小變位系數(shù) 而實驗所用的變位系數(shù)x=0.5，x>xmin。因此把刀具由加工標準齒輪的位置遠離輪心平移xm距離后，刀具的齒頂線就低于N點，因而根切消除。 使用C種范成儀的學生范成變位系數(shù)x=-0.5的負變位齒輪，其齒廓有根切現(xiàn)象。這是因為在范成Z=17的標準齒輪時刀具的齒頂通過N點，而將刀具向輪心平移xm距離，刀具的齒頂線超過N點，因而產(chǎn)生根切。 三、實驗設(shè)備和工具 1．齒輪范成儀(每人一臺)。 2．鉛筆、橡皮、剪刀(學生自備)。 齒輪范成儀的結(jié)構(gòu)及使用方法： 實驗所用的范成儀有三種規(guī)格，它們的結(jié)構(gòu)原理相同，

19、僅介紹一種。范成儀結(jié)構(gòu)如圖3—1所示，由機座1，扇形盤2，旋鈕3，齒條刀4，溜板5，螺母6等組成。機座上有兩孔為O1和O2；扇形盤可繞軸心(大扇繞O1，小扇O2)轉(zhuǎn)動，扇形盤上裝有扇形齒輪，溜板上裝有齒條，它與扇形齒輪相嚙合，在扇形齒輪的分度圓與溜板齒條的節(jié)線(分度線)上該有數(shù)字，移動溜板時可看到它們一一對應(yīng)，即表示齒輪的分度圓與齒條的節(jié)線(分度線)作純滾動。把一個分度圓直徑與扇形齒輪的分度圓直徑相等的待加工齒輪的紙坯固聯(lián)在扇形盤上，把齒條型刀具固聯(lián)在溜板上，隨著扇形齒輪與溜板齒條的嚙合傳動，輪坯的分度圓與齒條型刀具的某條節(jié)線作純滾動。旋鈕3是用來固聯(lián)紙坯，螺母6可把齒條刀具固聯(lián)在溜板上，松開

20、螺母后可調(diào)整刀具與輪坯的相對位置。如果齒條刀具的中線與輪坯的分度圓相切(此時刀具的標線與溜板兩側(cè)標尺的“O”線對齊)，范成出標準齒輪的齒廓。如果改變齒條刀具與輪坯的相對位置，即刀具的中線與輪坯的分度圓不相切，有一段距離(距離xm值可在溜板兩側(cè)的標尺上直接讀出)，則可按移距變位值的大小及方向分別范成出正變位齒輪或負變位齒輪。 圖3-1 齒輪范成儀 四、實驗原理 由齒輪嚙合原理可知：一對漸開線齒輪(或齒輪和齒條)嚙合傳動時，兩輪的齒廓曲線互為包絡(luò)線。范成法就是利用這一原理來加工齒輪的。用范成法加工齒輪時，其中一輪為形同齒輪

21、或齒條的刀具，另一輪為待加工齒輪的輪坯。刀具與輪坯都安裝在機床上，在機床傳動鏈的作用下，刀具與輪坯按齒數(shù)比作定傳動比的回轉(zhuǎn)運動，與一對齒輪(它們的齒數(shù)分別與刀具和待加工齒輪的齒數(shù)相同)的嚙合傳動完全相同。在對滾中刀具齒廓曲線的包絡(luò)線就是待加工齒輪的齒廓曲線。與此同時，刀具還一面作徑向進給運動(直至全齒高)，另一面沿輪坯的軸線作切削運動，這樣刀具的刀刃就可切削出待加工齒輪的齒廓。由于在實際加工時看不到刀刃包絡(luò)出齒輪的過程，故通過齒輪范成實驗來表現(xiàn)這一過程。在實驗中所用的齒輪范成儀相當于用齒條型刀具加工齒輪的機床，待加工齒輪的紙坯與刀具模型都安裝在范成儀上，由范成儀來保證刀具與輪坯的對滾運動(待加

22、工齒輪的分度圓線速度與刀具的移動速度相等)。對于在對滾中的刀具與輪坯的各個對應(yīng)位置，依次用鉛筆在紙上描繪出刀具的刀刃廓線，每次所描下的刀刃廓線相當于齒坯在該位置被刀刃所切去的部分。這樣我們就能清楚地觀察到刀刃廓線逐漸包絡(luò)出待加工齒輪的漸開線齒廓，形成輪齒切削加工的全過程。 五、實驗方法和步驟 1．按照指導(dǎo)教師的要求剪好輪坯紙。 2．標準齒輪的繪制。 (1)松開螺母6及旋鈕3，將輪坯紙放在刀具下面，且在圓盤上面，然后旋上旋鈕3，此時暫不要旋緊，將輪坯紙上已印好的X=O的區(qū)域轉(zhuǎn)到下方正中。 (2)調(diào)節(jié)齒條插刀，使刀具標線對準溜板兩側(cè)標尺上的O線，此時刀具中線與輪坯分度圓相切，然后旋緊旋鈕

23、3及螺母6。 (3)開始“切制”齒廓時，先將溜板5推向左端，然后用左手將溜板向右推進2-3mm，右手用鉛筆在輪坯紙上描下刀具刀刃齒廓。隨后依此重復(fù)，直到刀具推到右端為止，輪坯上所描下的一系列刀具齒廓所包絡(luò)出的曲線就是漸開線齒形。最后用鉛筆鉤下一個你認為是完整的齒形(即用“√”表示) 3．正變位齒輪的繪制 (1)松開旋鈕3，將輪坯紙旋轉(zhuǎn)120，使紙坯上印好的X=0.5的區(qū)域位下方正中，旋緊旋鈕3。松開螺母6，將齒條刀具遠離輪坯中心xm距離，其數(shù)據(jù)可在標尺上讀出，然后將螺母6擰緊。 (2)重復(fù)標準齒輪繪制方法的第(3)步驟。 4．負變位齒輪的繪制 其繪制方法和步驟與正變位齒輪基本相同，

24、其不同的是將齒條刀具向著輪坯中心移動∣xm∣距離。 5．繪制完畢后取下圖紙，并將范成儀恢復(fù)到原狀態(tài)。 六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 漸開線齒輪范成原理實驗報告 班級＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿組別 ＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿ (一)齒輪的基本參數(shù) m z α h*a x x1 x2 x3 20 0 0.5 -0.5 (二)記錄有關(guān)數(shù)據(jù)(單位：mm) 標準 正變位 負變位 變位量xm 分別計算下列參數(shù) 分度圓直徑d 齒頂圓直徑da 齒根圓直徑df 從齒廓圖上量出下列參數(shù)

25、分度圓齒厚 齒頂圓齒厚 齒根圓齒厚 (三)比較和結(jié)論 用上面數(shù)據(jù)，將下面各項與標準齒輪進行定性比較得出相應(yīng)的結(jié)論： 正變位 負變位 正變位 負變位 1.分度圓齒厚 3.齒根圓齒厚 2.齒頂圓齒厚 4.根切 七、實驗注意事項 實驗中應(yīng)遵守實驗室實驗規(guī)則。 實驗四　　齒輪范成原理虛擬實驗 一、實驗?zāi)康? 1．掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒輪齒廓曲線的形成過程。 2．了解漸開線齒輪齒廓的根切現(xiàn)象和用徑向變位避免根切的方法。 3．分析比較標準齒輪與變位齒輪齒形的異

26、同。 二、實驗的主要內(nèi)容 在本實驗中，每位學生應(yīng)至少完成如下6個實驗。 表1　齒輪范成實驗數(shù)據(jù) 序號 模數(shù) 齒數(shù) 壓力角 （度） 變位 系數(shù) 齒頂高 系數(shù) 徑向間隙 系數(shù) 說　　　明 1 20 17 20 0.00 1.00 0.25 標準齒輪，不發(fā)生根切 2 20 17 20 -0.70 1.00 0.25 負變位齒輪，有小量根切 3 20 10 20 0.000 1.00 0.25 標準齒輪，有明顯根切 4 20 14 20 0.70 1.00 0.25 正變位齒輪，沒有根切 5 20 17

27、 14.5 0.00 1.00 0.25 壓力角不同，比較齒形 6 20 17 20 0.00 0.80 0.30 齒頂高系數(shù)不同，比較齒形 另外，學生還可以取一些特殊的參數(shù)進行實驗，如：齒數(shù)很少的齒輪，即齒數(shù)為4等；壓力角很大、或很小，觀察壓力角的變化對齒形的影響。 三、實驗設(shè)備和工具 1．每1～2人一臺計算機，安裝“齒輪范成實驗程序GearView2005”，并通過網(wǎng)絡(luò)連接打印機。 2．學生自備筆、紙和相關(guān)的文具，并帶《機械原理》或《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材。 四、實驗原理 由齒輪嚙合原理可知：一對漸開線齒輪(或齒輪和齒條)嚙合傳動時，兩輪的齒廓曲線互為包

28、絡(luò)線。范成法就是利用這一原理來加工齒輪的。用范成法加工齒輪時，其中一輪為形同齒輪或齒條的刀具，另一輪為待加工齒輪的輪坯。刀具與輪坯都安裝在機床上，在機床傳動鏈的作用下，刀具與輪坯按齒數(shù)比作定傳動比的回轉(zhuǎn)運動，與一對齒輪(它們的齒數(shù)分別與刀具和待加工齒輪的齒數(shù)相同)的嚙合傳動完全相同。在對滾中刀具齒廓曲線的包絡(luò)線就是待加工齒輪的齒廓曲線。與此同時，刀具還一面作徑向進給運動(直至全齒高)，另一面沿輪坯的軸線作切削運動，這樣刀具的刀刃就可切削出待加工齒輪的齒廓。由于在實際加工時看不到刀刃包絡(luò)出齒輪的過程，故通過齒輪范成實驗來表現(xiàn)這一過程。在實驗中所用的齒輪范成儀相當于用齒條型刀具加工齒輪的機床，待加

29、工齒輪的紙坯與刀具模型都安裝在范成儀上，由范成儀來保證刀具與輪坯的對滾運動(待加工齒輪的分度圓線速度與刀具的移動速度相等)。對于在對滾中的刀具與輪坯的各個對應(yīng)位置，依次用鉛筆在紙上描繪出刀具的刀刃廓線，每次所描下的刀刃廓線相當于齒坯在該位置被刀刃所切去的部分。這樣我們就能清楚地觀察到刀刃廓線逐漸包絡(luò)出待加工齒輪的漸開線齒廓，形成輪齒切削加工的全過程。 五、實驗方法和步驟 1. 根據(jù)實驗要求，設(shè)定六個齒輪參數(shù)，并按“確定”按鈕確認。 2. 按“>”按鈕，程序進行范成加工過程模擬，此時，學生應(yīng)注意觀察齒輪范成加工過程，即漸開線齒廓形成過程。 3. 加工完成后，程序自動彈出存盤對話框，如圖

30、1所示。 圖1　實驗數(shù)據(jù)存盤界面 在文件名欄中填入一定序號，如：01、02、03、04…。按1－3步驟做6個以上的實驗。 4. 生成實驗報告 完成了6個以上實驗后，就可以生成實驗報告。按“打印”按鈕進入。程序顯示如圖5所示界面。 界面中顯示有學生的學號和姓名。還有“實驗一”、“實驗二”、…“實驗六”等。選定“實驗一”，并按“讀取”按鈕從已做實驗中選一個實驗數(shù)據(jù)；再選“實驗二”按鈕，再選一個實驗數(shù)據(jù)，這樣，最多可選6個實驗數(shù)據(jù)。 學生在班級欄中填入班級。 在簡要說明中填入對實驗數(shù)據(jù)的分析。就可形成實驗報告。 實驗報告可直接在打印機上打印出來，也可以文件的形式存在子目錄中。

31、 六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 1． 實驗報告中的應(yīng)有六個實驗數(shù)據(jù)； 2． 應(yīng)對每個實驗數(shù)據(jù)進行分析； 3． 對不同的實驗數(shù)據(jù)進行比較，說明：齒形的變化與齒數(shù)的關(guān)系、標準齒輪與變位齒輪的不同點，以及變位系數(shù)對齒形的影響。壓力角的變化對齒形的影響等。 輸入的實驗報告如圖2所示。 七、實驗注意事項 1． 實驗前應(yīng)充分做好準備，了解齒輪范成的基本原理，以及虛擬實驗程序的使用方法； 2． 實驗時，應(yīng)正確使用計算機和相關(guān)軟件； 實驗五 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗 一、實驗?zāi)康? 1．鞏固剛性轉(zhuǎn)子動平衡的理論知識。 2．了解閃光式動平衡試驗機的工作原理和轉(zhuǎn)子動平衡的基本方法和操作技能。

32、 二、實驗內(nèi)容 1．平衡兩個不平衡量所在軸位置不同的試件。 試件(一)，不平衡量在兩校正面之間。 試件(二)，不平衡量在兩校正面之外。 2．根據(jù)所給試驗轉(zhuǎn)子的已知條件進行動平衡計算，并與實驗結(jié)果對照分析比較。 三、實驗設(shè)備和用具 1．DS—5型，DS—100型閃光式動平衡試驗機，試驗轉(zhuǎn)子。 2．架盤天平及砝碼，活動板手及螺絲刀等。 3．配重—螺母、墊圈、橡皮泥等。 四、閃光式動平衡試驗機的結(jié)構(gòu)及工作原理 閃光式動平衡試驗機是一種工業(yè)用試驗機，它采用電子技術(shù)測量校正面上不平衡量的大小和相位，用電流表顯不平衡量的大小，用閃光燈顯示不平衡量的相位，因此平衡精度較高。 現(xiàn)以

33、DS—5型為例來說明該類試驗機的結(jié)構(gòu)和工作原理，其他型號的閃光式動平衡試驗機與此類同。 圖5—1 DS—5型試驗機部分結(jié)構(gòu)示意圖 試驗機由床身，傳動系統(tǒng)，擺架系統(tǒng)，傳感器和電測系統(tǒng)等五部分組成，見圖5—1。 1．床身 床身用于安裝機件，床面采用導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同長度的試驗轉(zhuǎn)子。 2．傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)由電動機，塔形帶輪和傳動帶等所構(gòu)成。轉(zhuǎn)子由電動機通過傳動帶來驅(qū)動。塔形帶輪有三個不同的直徑，可使用試驗轉(zhuǎn)子獲得不同的轉(zhuǎn)速。 3．擺架系統(tǒng) 床身上裝有兩個距離，高度都可調(diào)整的擺架，擺架上裝有V型軸瓦用于支承不同直徑的轉(zhuǎn)子旋

34、轉(zhuǎn)。擺架采用簧片懸掛方式，用兩個簧片懸掛固定在托架上，構(gòu)成了一個彈性系統(tǒng)。它可以非常靈敏地作水平方向的擺動，以傳輸微小和不失真的機械振動。當試驗轉(zhuǎn)子在V型軸瓦上由傳動系統(tǒng)驅(qū)使高速傳動時，轉(zhuǎn)子上的不平衡量所產(chǎn)生的離心力的水平分力就會迫使擺架作水平方向振動，其振幅與不平衡量的大小成正比。 4．傳感器 在左、右擺架的后面各裝有一個電感式傳感器。傳感器中的測振絲一端與擺架相連，另一端與線圈相連。當擺架作水平振動時就由測絲帶動線圈往復(fù)移動切割磁力線，從而在線圈中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢，其幅值與擺架的振幅成正比，即與轉(zhuǎn)子校正面上的不平衡量成正比。其頻率與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率相同。 這樣，轉(zhuǎn)子高速旋

35、轉(zhuǎn)時校正面上不平衡量所產(chǎn)生的離心力經(jīng)過擺架轉(zhuǎn)變成機械振動量，又經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)變成電訊號。 5．電測系統(tǒng) 電測系統(tǒng)包括電路，操作面板和閃光燈，見圖5—2，圖5—3。 傳感器 線圈 傳感器 磁鋼 面的分離 橋式整流 左 右 測振絲 前置放大 試驗轉(zhuǎn)子 彈性擺架 選頻放大 量值指示 微 分 限 幅 閃光燈 圖5—2 閃光式動平衡機工作原理示意圖 圖5—3 DS—5型試驗機操作面板示意圖 左、右兩個傳

36、感器輸出的交變電訊號進入面的分離電路進行分離，它的作用是消除轉(zhuǎn)子兩個校正面之間的相互影響(在單件平衡時該電路不起作用，在大批量試件平衡時，須按一定的方法調(diào)整操作面板上的“左面”，“右面”兩個旋紐后該電路才起作用)。然后訊號輸入前置放大電路，再輸入到雙T選頻放大電路，經(jīng)選頻放大器選擇到對應(yīng)于平衡轉(zhuǎn)速頻率的訊號后(調(diào)整操作面板上的頻率調(diào)節(jié)旋紐選頻)，一路輸入到橋式整流電路，經(jīng)整流后輸入到電表作讀數(shù)指示。電表的示值與轉(zhuǎn)子校正面上不平衡量的大小成正比。這樣可測量并顯示出轉(zhuǎn)子校正面上不平衡量的值。 (注：電表每格讀數(shù)代表多大的不平衡量，對于不同形狀，不同重量的轉(zhuǎn)子都必須經(jīng)過定標后才能確定。定標方法這里

37、不作介紹。) 經(jīng)選頻后放大后的電訊號，另一路傳輸?shù)矫}沖形成電路，經(jīng)限幅、整形、微分、削波后只留下負脈沖波輸入閃光燈，觸發(fā)閃光燈閃光，閃光燈照射在轉(zhuǎn)子的水平面處，閃光頻率與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率相同。亦即轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，擺架振動一次，電路輸出一個負脈沖，閃光燈亮一次，而且閃光燈在擺架水平振幅最大時閃光，因此閃光燈每次均照亮轉(zhuǎn)子的同一位置。若事先在轉(zhuǎn)子上作好相位標記，就可看到閃光燈所照亮位置的相位標號，它就是轉(zhuǎn)子校正面上不平衡量所在的相位，(操作面板上的“輕重”開關(guān)指向“重”)或與不平衡量所在相位成180的相位，(操作面板上的“輕重”開關(guān)指向“輕”)。因此利用閃光燈的成像原理就可指示出轉(zhuǎn)子校正面上不平衡的

38、相位。 操作面板上各器件的名稱及功用如下： （1）微安表： 用來指示轉(zhuǎn)子校正面上不平衡量的大小。 （2）轉(zhuǎn)速范圍旋紐： 旋紐檔位須和試驗轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，否則選頻電路不能發(fā)揮作用 DS—5型有三檔轉(zhuǎn)速范圍，分別為 Ⅰ：n=2000～3000 r/min Ⅱ：n=3000～6000 r/min Ⅲ：n=6000～10000 r/min DS—100型有兩檔轉(zhuǎn)速范圍，分別為 Ⅰ：n=1700 r/min Ⅱ：n=2700 r/min （3）頻率調(diào)節(jié)旋紐 用于選頻調(diào)節(jié)。旋動該旋紐，使電表讀數(shù)達最大值，該示值為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率下擺架水平振動的幅值。 （4）“左靜右”

39、變換旋紐 用于左，右校正面平衡量的轉(zhuǎn)換。 旋紐指向“左”，電表與閃光燈顯示的是左校正面上不平衡量的大小與相位。 旋紐指向“右”，電表與閃光燈顯示的是右校正面上不平衡量的大小與相位。 旋紐指向“靜”，用于靜平衡—單面平衡時的測量與顯示。 （5）“輕重”變換旋紐 當對試驗轉(zhuǎn)子采用“去重”平衡時，旋紐拔向“重”，此時閃光燈顯示的相位是“偏重”所在的相位，應(yīng)在該相位上去除重量平衡。 當對試驗轉(zhuǎn)子采用“加重”平衡時，旋紐拔向“輕”，此時閃光燈顯示的相位是“偏輕”抽在的相位，應(yīng)在該相位上加上重量平衡。 （6）衰減器旋紐 衰減器的作用是把較大的不平衡量所產(chǎn)生的電訊號衰減后輸入電表，

40、以免電表負荷超過滿量程而損壞。其衰減倍數(shù)分別為1、2、5、10、20、接地等。 （7）閃光燈調(diào)節(jié)旋紐 閃光燈泡壽命較短，因而在看相位時開啟閃光燈，不看時應(yīng)立即關(guān)閉閃光燈，用此旋紐來開，關(guān)閃光燈。DS—100型的閃光燈調(diào)節(jié)旋紐在擺架上。 （8）“左面”，“右面”，“左量”，“右量”旋紐 在成批試件平衡時，應(yīng)調(diào)整好這些旋紐以實現(xiàn)面分離和定標，單件平衡時這些旋紐應(yīng)放在原始位置不動。 （9）指示燈 （10）電源開關(guān) 五、實驗方法和步驟 1． 接通總電源，打開操作面板上的電源開關(guān)，指示燈，預(yù)熱5～10分鐘。 2． 將試驗轉(zhuǎn)子放在擺架上，裝好傳動帶，V型軸瓦處加注潤滑油。 3． 根

41、據(jù)電機轉(zhuǎn)速，電機帶輪直徑，轉(zhuǎn)子裝傳動帶處直徑算出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，將操作面板上的轉(zhuǎn)速范圍旋紐置于與試件轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的檔位。 4． 衰減器旋紐調(diào)至接地檔，“輕重”旋紐置于“輕”(本實驗采用加重平衡)。 5． 啟動電機，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 6． 把衰減器旋紐調(diào)至適當檔位，使電表指針不超過滿量程且有較大值。轉(zhuǎn)動頻率調(diào)節(jié)旋紐使電表讀數(shù)呈最大值(調(diào)定后一般不須再動)。 7． 開啟閃光燈，分別記錄左，右校正面上不平衡量的電表示值，衰減檔位，相位標號。 8． 關(guān)閉閃光燈，停機。 9． 分別在左，右校正面上按所指示的相位加配，每次加重適量，以免相位改變。記錄下所加配量。 10． 重復(fù)5、6、7、8、9步驟，直至

42、衰減旋紐置于1時電表示值小于10格，且轉(zhuǎn)子上的相位編號已顯示不穩(wěn)定時平衡結(jié)束。 11． 分別拆下左，右校正面上同一相位處的全部配重，在天平上稱出其質(zhì)量并作記錄。 六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗報告 班級_______________姓名______________同組者學號____________ Ⅱ 60 Ⅰ 85 　　轉(zhuǎn)子總質(zhì)量m＝ 原始不平衡量W1＝ 相位： W2＝ 相位： 配重回轉(zhuǎn)半徑r= 試件一 W1 W2 Ⅱ Ⅰ 160

43、 實驗數(shù)據(jù)記錄 次 序 左　　　平　　　面 右　　平　　面 所加配重 殘余不平衡量 衰減檔位 所加配重 殘余不平衡量 衰減檔位 重量 相位 電表示值 相位 重量 相位 電表示值 相位 1 2 3 4 5 6 7 8

44、9 轉(zhuǎn)子總質(zhì)量m＝ 原始不平衡量W1＝ 相位： W2＝ 相位： 配重回轉(zhuǎn)半徑r= 55 45 試件二 W2 W1 180 實驗數(shù)據(jù)記錄 次序 左 平 面 右 平 面 所加配重 殘余不平衡量 衰減檔位 所加配重 殘余不平衡量 衰減檔位 重量 相位 電表示值 相位 重量 相位 電表示值 相位 1 2

45、 3 4 5 6 7 8 9 (一)動平衡計算 1.試件一 2.試件二 (二)對照分析比較 七、實驗注意事項 實驗中應(yīng)嚴格遵守實驗室實驗規(guī)則。 實驗六 機械運動方案創(chuàng)意設(shè)計實驗 一、實驗?zāi)康? 成功的設(shè)計往往始于方案的創(chuàng)新，而機械運動方案的選擇至今缺乏

46、實用性的理論導(dǎo)向。本實驗的核心是以“機械運動方案創(chuàng)意設(shè)計模擬實施實驗臺”為基礎(chǔ)，指導(dǎo)學生使用實驗臺多功能零件及通用零件，進行積木式組合調(diào)整，從而讓學生自己構(gòu)思創(chuàng)新設(shè)計，模擬安裝真實工況，動態(tài)演示觀察自己設(shè)計的機構(gòu)的運動情況和使用性能，通過直觀調(diào)整布局、連接方式及尺寸的更改來驗證和改進設(shè)計，使設(shè)計和組裝實驗為一體，用試驗和實物安裝方法使該機構(gòu)靈活可靠地按照設(shè)計方案和參數(shù)運行，來實現(xiàn)學生設(shè)計、動手和創(chuàng)新能力的提升。 1、 加深學生對平面設(shè)計的原理、組成的認識，了解平面機構(gòu)組成及其運動特性。 2、 培養(yǎng)學生運用實驗的方法去構(gòu)思、驗證。確定機構(gòu)運動方案及研究、分析機械運動的初步能力。 3、 培養(yǎng)

47、學生的工程的實踐創(chuàng)新和動手能力。 二、實驗的主要內(nèi)容 1、 掌握平面機構(gòu)組成原理； 2、 熟悉本實驗中的實驗設(shè)備，零部件功用和安裝、拆卸工具； 3、 自擬平面機構(gòu)運動方案，形成安裝機械運動的實驗內(nèi)容； 4、 將自擬的平面機構(gòu)運動方案正確拆分成基本桿組 5、 正確安裝各基本桿組 6、 將基本桿組按運動傳遞規(guī)律順序聯(lián)接到原動件和機架上。 針對設(shè)計的題目，初步擬定機械系統(tǒng)運動方案，尺寸及電路，繪出草圖。 三、實驗設(shè)備及工具 (一)．ZMS-A機械運動方案創(chuàng)意設(shè)計模擬實施實驗臺零件如下： 1. 齒輪：模數(shù)2，壓力角20，齒數(shù)28、35、42、56，中心距組合為：63、70、77、

48、84、91、98、mm； 2. 齒條：模數(shù)2，壓力角20，單根齒條全長420mm； 3. 凸輪：基圓半徑20mm，升回型，從動件行程為30mm； 4. 槽輪：4槽槽輪； 5. 撥盤：可形成兩銷撥盤或單銷撥盤； 6. 鏈輪：用于鏈傳動機構(gòu)裝配； 7. 鏈條：用于鏈傳動機構(gòu)裝配； 8. 主動軸：軸端有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)形式另一端主要與皮帶輪連接； 9. 從動軸：軸端有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)形式。圓頭與連桿孔配合形成轉(zhuǎn)動副，扁頭與連桿槽配合形成移動副； 10. 轉(zhuǎn)動副軸（或滑塊）：用于兩構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動副或移動副； 11. 復(fù)合鉸鏈Ⅰ（或滑塊）：用于三構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動副或形成轉(zhuǎn)動副加移動

49、副； 12. 復(fù)合鉸鏈Ⅱ（或滑塊）：用于四構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動副； 13. 主動滑塊座：裝入直線電機齒條軸上形成往復(fù)直線運動； 14. 主動滑塊插件：插入主動滑塊插孔中，使主動運動為往復(fù)直線運動； 15. 活動鉸鏈座Ⅰ：用于在滑塊導(dǎo)向桿（或連桿）以及連桿的任意位置形成移動副；轉(zhuǎn)動副加移動副； 16. 活動鉸連座Ⅱ：用于在滑塊導(dǎo)向桿（或連桿）以及連桿的任意位置形成 17. 連桿Ⅰ：有七種長度不等的連桿； 18. 連桿Ⅱ：有兩種可形成三個回轉(zhuǎn)副的連桿； 19. 壓緊墊圈：內(nèi)孔直徑5.1mm，外徑20mm，使連桿與轉(zhuǎn)動副軸固緊，無相對轉(zhuǎn)動且無軸向竄動； 20. 帶墊片墊圈：內(nèi)孔直徑5.

50、1mm，外徑9.6mm，裝配在件19與配合件之間，連桿與轉(zhuǎn)動副軸能相對轉(zhuǎn)動； 21. 緊固墊片：內(nèi)孔直徑16mm，外徑22，限制軸的回轉(zhuǎn)； 22. 層面限位套：限定不同層面間的平面間的平面運動構(gòu)件距離，防止運動構(gòu)件之間的干涉； 23. 高副鎖緊彈簧：保護凸輪與從動件間的高副接觸； 24. 齒條護板：保證齒輪與齒條間的正確嚙合； 25. T型螺母：用于電機座與行程開關(guān)座的固定； 26. 行程開關(guān)碰塊：用于直線電機往復(fù)位置； 27. 皮帶輪、皮帶：用于機構(gòu)主動件為轉(zhuǎn)動時的運動傳遞； 28. 張緊輪：用于以帶的張緊； 29. 張緊輪轉(zhuǎn)臂：調(diào)整張緊輪位置，使張其張緊或放松皮帶； 3

51、0. 張緊輪銷軸：安緊張緊輪； 31. 螺栓：M1015； 32. 螺栓：M1020； 33. 螺栓：M815：特制，用于在連桿任意位置固定緊活動鉸鏈座Ⅰ；螺栓Ⅲ； 34. 螺釘：M58； 35. 平頭緊定螺釘：M66； 36. 六角螺母：M10、M12、M8（薄型） 37. 直線電機：10mm/s，配直線電機控制器，根據(jù)主動滑塊移動的距離，調(diào)節(jié)兩行程開關(guān)的相對位置來調(diào)節(jié)齒條或滑塊往復(fù)運動距離，但調(diào)節(jié)距離不得大于400mm；（注意：機構(gòu)拼接未運動前，應(yīng)先檢查行程開關(guān)與裝在主動滑塊座上的行程開關(guān)碰塊的相對位置，以保證換向運動能正確實施，防止機件損壞； 38. 旋轉(zhuǎn)電機：10r/m

52、in，沿機架上的長形孔可改變電機的安裝位置； 39. 實驗臺機架。 (二)、組裝、拆卸工具：一字螺絲刀、十字螺絲刀、呆板手，內(nèi)六角扳手、鋼尺、卷尺。 (三)、實驗自備用紙。 四、實驗原理 由于平面機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度數(shù)目相等，因此機構(gòu)均由機架、原動件和自由度為零的從動件，通過運動副聯(lián)接而成。將從動件系統(tǒng)分成若干個不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組。由此可將機構(gòu)有組成原理概述為：任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組成連接到原動件和機架上去的方法來組成。 五、實驗方法和步驟 1、 實驗臺機架： 實驗臺機架是由機架底座立柱，左右導(dǎo)槽，上下垂立導(dǎo)

53、軌、導(dǎo)軌滑塊及旋轉(zhuǎn)（或直線）電機、電機控制電路等組成（見實物） 實驗臺機架中6根鉛垂立柱導(dǎo)軌，均可沿X方向移動，導(dǎo)軌采用雙螺釘滑動固定定位。移動前應(yīng)旋松在電機一側(cè)安裝在上、下橫梁上的立柱緊固螺釘，并用雙手移動立柱到需要的位置后，應(yīng)將立柱與上（或下）橫梁靠緊再旋緊立柱緊固螺釘（注：立柱緊固螺釘只需旋松即可，不允許將其旋下。）立柱上的滑塊可在立柱上沿Y方向移動，再移動立柱上的滑塊，只需將滑塊上的內(nèi)六角緊定螺釘旋松，可沿立柱導(dǎo)軌槽上、下移動緊固即可。按上述方法移動導(dǎo)軌和滑塊，就可在機架X、Y平面內(nèi)確定固定鉸鏈的位置，滑塊上的滑動軸承，在松下緊固螺釘后，可左右換置，方便機構(gòu)的組裝。旋轉(zhuǎn)電機通過減速器

54、減速輸出為10r/min，直線電機通過減速裝置輸出為10mm/s,并通過調(diào)整機座螺釘來調(diào)整電機位置，此裝置比較安全，可靠。 2、主、從動軸的安裝 可將主（或從）動軸件8或件9，從前（或后）插入機架件36滑塊滑動軸承內(nèi)孔中，加入墊圈22或M12螺母將軸聯(lián)接好后，主（或從）動軸相對機架不能轉(zhuǎn)動，與機架成為剛性聯(lián)接；除去墊圈21后，將軸聯(lián)接好后，則主（或從）動軸與機架可以產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運動，主動軸可與帶輪裝配提供主動力。 3、連桿間的轉(zhuǎn)動副、移動副的安裝： 將兩連桿（件17或18）間，裝入件10兩端分別插入連桿配合孔中，在端孔旋入M5螺釘及專用墊圈（件19）壓緊，兩連桿無相對運動，只能作為聯(lián)接

55、和特殊連桿使用。在前裝配基礎(chǔ)上松開M5螺釘加入另一種特殊墊圈（件20）在件19下兩連桿可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動副安裝即可完成； 如果將件10的銑平端插入連桿的長槽中，再用M5螺釘分別加上專用墊圈件19或特殊墊圈件20，即可得到固定塊或滑動塊即移動副 4、復(fù)合副的安裝 1）轉(zhuǎn)一移動副的安裝方法之一： 由件10、16、17或18，M5螺釘，19、20墊圈及32（M1020）螺釘組成，安裝時將件16與件17槽配裝，用32件固定即可組成移動副。將件16與件10配合裝配并用M5螺釘加件19、20墊圈即可組成轉(zhuǎn)動副。 2）轉(zhuǎn)一移動副的安裝方法二： 此種安裝將有連桿（2件）17或18，件15及M5螺

56、釘墊圈19、20組成，安裝時將件15凸塊裝入連桿配合槽中，并用M5螺釘加墊片19、20，即可組成移動副。將件15圓頭插入連桿配合孔中，并用M5螺釘加墊片19、20，即可組成轉(zhuǎn)動副。 3）轉(zhuǎn)一移動副的安裝方法三： 采用三件連桿，可安裝成兩個轉(zhuǎn)動副或轉(zhuǎn)一移動副，必須有三件連桿件17或18，復(fù)合鉸鏈Ⅰ（件11），M5螺釘及墊圈件19，20，22組成。安裝時將件11一頭插入連桿配合孔中在伸出部位上裝配上件22，再插入另一連桿的配合孔中，用M5螺釘加墊圈件19，20，即可組成兩個轉(zhuǎn)動副，將件11另一端插入另一連桿中，用M5螺釘加墊圈件19、20，即可組成另一個轉(zhuǎn)動副，如果插入另一連桿的配合槽中，用M

57、5螺釘加墊圈件19、20，即可組成移動副。 5、主（從）動軸與齒輪、鏈輪及凸輪的安裝： 將主（從）動軸件8或件9插入齒輪或鏈輪、凸輪的主孔中，并用M66的平頭緊固螺釘固定即可。 6、凸輪副的安裝： 凸輪副由凸輪、主（從）動軸、件8或件9（三件），從動件（采用連桿）、鎖合件（拉簧）及M5螺釘、M10螺栓、M10螺母及墊圈19、20組成。安裝時把主（從）動軸、件8或件9（三件）插入三個滑動塊的滑動軸承孔中，并調(diào)整好合適的距離，固定好滑塊，以一個作為主動軸，其余兩件作為從動軸，在主動軸上裝好凸輪，并用緊固螺釘定位。另兩件從動軸帶扁的一端插入從動件（連桿）的配合槽中，并用M5螺釘及墊片19、2

58、0裝配，使其于連桿組成移動副，把M10螺栓插入連桿的配合孔中，裝上拉簧，并用M10螺母壓緊，拉簧的另一端套入離其最近的從動軸即可。方向、大小由操作者根據(jù)需要選定。 7、間歇機構(gòu)（槽輪機構(gòu)的安裝）： 選用兩件主（從）動軸、件8或件9，主（從）動軸分別插入滑塊的滑動軸承孔中，以一件作為主動軸裝上槽輪撥盤，并用緊定螺釘固定好，槽輪裝在從動軸上，并用緊定螺釘定位好，調(diào)整好槽輪與撥盤的中心距固定好滑塊即可。 8、齒輪與齒條嚙合的安裝： 1）齒條和機架的安裝： 將齒條護板分別安裝在齒條兩側(cè)，并用螺釘固定，將兩從動軸分別固定在滑塊的軸承孔中，使其平行。兩從動軸的另一端插入齒條組合件的配合槽中，并用

59、M5螺釘及墊片19、20擰緊，此時齒條可相對機架作直線移動。 2）將與齒條配合的齒輪（主動件），安裝在另一滑塊的軸承孔中，調(diào)整好嚙合中心距即可完成。 9、主動滑塊與直線電機軸的安裝： 將主動滑塊座件13直接裝入直線電機軸（齒條）上，并裝上主動滑塊插件14及行程開關(guān)碰塊26，調(diào)整好開關(guān)距離位置，開動電機，主動滑塊即可作直線往復(fù)移動。 六、實驗報告主要內(nèi)容及要求 機構(gòu)安裝試驗完畢后，同學要寫實驗報告。 實驗報告內(nèi)容如下： 1．繪制實驗機構(gòu)的運動簡圖 2．設(shè)計的要求和有關(guān)數(shù)據(jù) 3．計算機構(gòu)的自由度及桿件數(shù) 4．總結(jié)設(shè)計的特點 5．指出設(shè)計的創(chuàng)新之處及不足之處，簡述進一步改進的設(shè)

60、想 6．完成本實驗的感受。 機械運動方案創(chuàng)意設(shè)計實驗報告 班 級 姓 名 合作者 實驗指導(dǎo)教師 時間：20 到20 學年第 學期第 周 （一）問題提出 （二）設(shè)計要求和有關(guān)數(shù)據(jù) （三）機構(gòu)運動簡圖（要求標出原動件，構(gòu)件數(shù)目，運動副符號及參數(shù)） （四）機構(gòu)照片（復(fù)印件） （五）機構(gòu)有 個活動構(gòu)件。有 個低副，其中轉(zhuǎn)動副 個，移動副個，有 個高副，其中齒輪副 個，蝸桿蝸輪副 個，凸輪副

61、 個。 個復(fù)合鉸鏈，在 處。有 個局部自由度，在 處。有 個虛約束，在 處。 （六）機構(gòu)自由主度數(shù)目計算 F=3n—2PL—PH （七）機構(gòu) 個原動件，在 處，用 驅(qū)動， 模擬 的運動；在 處，用 驅(qū)動， 模擬 的運動；在 處，用 驅(qū)動， 模擬 的運動。這些機構(gòu)在哪些機械中使用過？ （八）針對設(shè)計要求，按照實驗結(jié)果簡述機構(gòu)運動結(jié)果是否達到設(shè)計要求。并用

62、計算機模擬機構(gòu)運動，計算出運動參數(shù)（如位移、速度、加速度） （九）指出在機構(gòu)中自己所創(chuàng)新之處。 （十）指出機構(gòu)不足之處，簡述進一步改進的設(shè)想。 （十一）完成本實驗后自己有何感受，對本實驗有何建議等。 七、實驗注意事項 實驗中應(yīng)嚴格遵守實驗室實驗規(guī)則。 實驗七　　凸輪機構(gòu)綜合實驗 一、實驗?zāi)康? 1．掌握用解析法設(shè)計凸輪機構(gòu); 2．了解凸輪加工原理和方法; 3．了解凸輪尺寸測量技術(shù); 4．了解回轉(zhuǎn)體動平衡原理和平衡方法; 5．了解機構(gòu)的運動線圖,以及凸輪加工誤差、類型和尺寸變化對真實運動規(guī)律的影響。 二、實驗的主要內(nèi)容 1．解析法設(shè)計凸輪； 2．線切割加工凸輪；

63、 3．測量凸輪實際尺寸； 4．凸輪動平衡； 5．凸輪機構(gòu)運動參數(shù)的測定； 6．理論數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)的分析比較。 三、實驗設(shè)備和工具 主要設(shè)備：線切割機、坐標測量儀、動平衡實驗機、凸輪綜合實驗臺。 材料：鋁板（10mm）。 工具：常用裝拆工具和測量工具。 四、實驗原理 根據(jù)給定凸輪機構(gòu)的基本運動參數(shù)，用解析法設(shè)計凸輪廓線，用線切割機加工凸輪，測量凸輪實際尺寸，比較理論尺寸和理論尺寸的誤差，對凸輪進行動平衡，由凸輪實驗臺測量從動件真實運動規(guī)律，并和理論運動規(guī)律比較，分析誤差及產(chǎn)生誤差的原因。 凸輪機構(gòu)實驗臺由凸輪傳動部分、傳感器、測控箱、計算機四部分組成。 4.1　凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)

64、及工作原理 凸輪傳動部分 其原動力采用直流調(diào)速電機，電機轉(zhuǎn)速可在0～3600r/min范圍作無極調(diào)速。經(jīng)蝸桿減速器減速，被測凸輪安裝在減速器輸出軸上，轉(zhuǎn)速為0～100r/min。直動從動件上固聯(lián)齒條（擺動從動件上固聯(lián)扇形齒輪）與安裝在傳感器軸上的齒輪嚙合。調(diào)整機構(gòu)用于調(diào)整凸輪機構(gòu)的基本尺寸。機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。 1－電機 2—減速器 3—凸輪 4－直動從動件 4’－擺動從動件 5－調(diào)整螺桿 6－齒輪 7－齒條 8－扇形齒輪 9－碼盤 圖1 凸輪實驗臺主體結(jié)構(gòu)圖 4.2　參數(shù)測量原理 測控系統(tǒng)的原理框圖如圖4所示。其功能調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速、收集傳感器數(shù)據(jù)，并進行處理

65、顯示。機構(gòu)的速度（角速度）、加速度（角角速度）數(shù)值由位移（角位移）經(jīng)數(shù)值微分和數(shù)字濾波得到。 圖4測控系統(tǒng)原理框圖 測試系統(tǒng)工作原理：實驗系統(tǒng)中用位移傳感器來檢測凸輪從動件的位移，通過A/D轉(zhuǎn)換器把信號轉(zhuǎn)化為單片機能識別的數(shù)字信號，編碼盤與凸輪同軸，每轉(zhuǎn)過一格(2度)使得光電傳感器形成一個脈沖信號輸入單片機, 每一個脈沖單片機采集一次位移值, 并且在LCD上顯示當前位移值。同時也根據(jù)脈沖的時間間隔來計算速度，且在液晶屏上顯示。同時單片機通過RS232接口把這些信息同步的傳送給PC機。在PC機上通過相配套的軟件可以記錄，顯示并保存凸輪轉(zhuǎn)動一周的180個位移數(shù)據(jù)，并且顯示位移，角速度、角加

66、速度曲線，根據(jù)給定的基圓直徑和偏距值繪制凸輪輪廓，從而可以檢測實際加工后的凸輪是否與設(shè)計要求符合。最后可通過與PC機相連的打印機打印檢測結(jié)果。在不使用PC機的時候，可以通過4 五、實驗方法和步驟 1 根據(jù)已知條件：凸輪轉(zhuǎn)向，從動件運動規(guī)律，基圓半徑（尖端、平底從動件rb=50mm,滾子從動件rb=54.5mm，并可根據(jù)位移量調(diào)整，保證凸輪最大向徑不超過80mm。），偏置量e≤20mm，滾子半徑rr=4.5mm,擺桿長度100mm,機架長度130mm～145mm，升程h≤30mm,擺角ψ≤20，從動件的型式（尖端、滾子、平底）。參閱教材，列出相應(yīng)方程式，輸入計算機，由凸輪設(shè)計軟件得出凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)。 2用線切割機加工凸輪（見金工實習指導(dǎo)書）； 3 用坐標測量儀測量凸輪實際尺寸（見互換性與技術(shù)測量實驗指導(dǎo)書）； 4 對凸輪進行動平衡 (見動平衡試驗)； 5 由凸輪機構(gòu)實驗臺測量凸輪實際運動參數(shù)，并和理論運動參數(shù)比較。 凸輪坯料安裝尺寸如