1、1机械原理实验 班级 姓名 机构运动简图测绘 学号 一、 实验目的：1学会运用构件及其运动副联接常用符号和机械中常用机构的简图符号，正确绘制出机构运动简图；2通过实验进一步理解机构运动简图的意义；3熟练掌握机构自由度的计算方法，学会判断运动链能否成为机构。二、 实验内容：机构运动简图是用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形。不严格按比例绘制的简图称为机构示意图。在分析研究现有机械和构思设计新机械时都需要绘制机构运动简图。因此，我们必须熟练掌握正确绘制机构运动简图的方法。1绘制三个机构的运动简图，测绘对象：1）油泵摆杆式油泵
2、、摆块式油泵；2)冲床滚子式、滑块式；3)插齿机从曲柄开始到插齿刀；4)牛头刨床从小齿轮开始画起。其中，1、2 必做，3、4 选其一。对于油泵，要对其进行必要的尺寸测量，然后按比例画出其机构简图；对其余机构则绘出机构示意图。2计算所画机构的自由度，判断其能否成为机构？3在东 6D 座参观常用机构的电动模型，观察各机构的运动。三、 实验步骤：1分析机械的组成情况和运动情况：确定机械是由多少个构件组成？哪个是原动件和机架？哪部分是执行构件和传动部分？2沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目；3适当地选择运动简图的视图平面；4选择适当比例尺，绘制机构运动简图。在原动件
3、上标出代表其转动方向的箭头，并从原动件起，按传动路线标出各构件的编号（1、2、3、）和运动副的代号(A、B、C、） 。5绘制完机构运动简图和计算其自由度后，由指导教师签字认可，方可离去。四、 注意事项：1 上课时自带直尺、橡皮、铅笔和画草图用的白纸。2 课堂上只要求画出各机构简图的草图，草图应画在自带的白纸上。五、 实验报告：1 直接将报告填写在后面作业纸上。2 将课堂上所绘制的各机构简图的草图，按机械制图的要求画出正式的机构运动简图或机构示意图。3 计算机构自由度时应列出公式，并写明其活动构件数、各级运动副的数目。4 说明机构是否具有确定运动？为什么？5 将有教师签字的草图附在实验报告后一同
4、按时交上。六、 思考题：1 在计算平面机构自由度时应注意哪些事项？2 机构运动简图与机构示意图的区别？2机械原理 实验报告 姓名 机构运动简图测绘 班号 成绩 实验日期 机构名称 自由度计算 F=原动件数目 运动链能否成为机构3机构名称 自由度计算 F=原动件数目 运动链能否成 为机构4机构名称 自由度计算 F=原动件数目 运动链能否成 为机构5机械原理 实验报告 姓名 机构创新设计搭接实践 学号 一、 实验目的1、 养学生观察问题、发现问题的能力；2、 培养学生发散思维和创新设计能力；3、 提高学生综合利用所学知识解决实际问题能力、动手能力；4、 培养学生协作能力及团队精神。二、 实验内容（
5、自行选题，要有创意；或从以下内容中择一）1、 观察工程实际中遇到的产品，或日常生活中见过的装置，分析其功能，提出改进设计方案。说明方案的特点，进行设计，并将自己的设计方案利用实验室所给的散件模型化，验证方案的正确性；2、 将目前用人手完成的动作用机构来实现，给出方案进行设计，并将设计方案在实验室搭接出来；3、 从“机构构思与搭接”一书中选择题目进行设计和搭接，以班为单位到精仪系馆 3401 室找李老师购买。三、 进度安排第 1 周：布置任务，调研，制定设计规划，看录像。建议三人为一个小组，其中一人做总体协调工作（组长） ，将题目分为三个部分，每人一部分。第 2 周：方案论证，给出 2-3 个设
6、计方案，论证给出较优的方案；绘制总体方案图纸，进行必要的运动分析和其它计算。第 3 周：尺度综合与分析，建立尺度综合的数学模型；给出计算机程序框图及变量说明表；给出力、力矩（原动机）的曲线；进行改进设计；进行初步搭接。第 4 周：进行搭接（制） ，完成后由指导教师用数字相机照相。整理设计说明书，要求每一组写出一本说明书，小组成员分别负责编写自己承担部分的内容，由组长负责整个说明书的组成。（周五交设计报告） 第 5 周：开始答辩，5-10 分钟 /组。四、 设计报告要求1、 问题的提出：提出功能要求；为什么提出该项设计，其背景和意义。2、 设计要求：要实现哪些功能；需要哪些执行构件；稳定性、机构
7、优化。3、 基本工作要求：机构选型；尺度综合；位置分析；静力分析；绘制机构简图4、 运动要求：运动协调性；结构紧凑。5、 选择动力源：动力源转速或位移速度。6、 搭接出所设计的机械或机构，采用数字相机拍照。 （尽量用低副机构，若采用高副机构由学生应用硬纸等设计制作）7、 撰写设计计算说明书，本课程设计参考书目。8、 进行答辩。五、 地点地点：东 6D 座六、 考核方式书面报告 30；搭接 30；难度及创意 10；答辩 306机械原理 实验报告 姓名 家用缝纫机分析任务书 学号 一、 家用缝纫机的功能要求： 代替人手缝制各种服装、用品。 使用安全，缝纫性能良好，操作简单，省时省力。二、 家用缝纫
8、机的组成：实验室中缝纫机的线迹为双线锁缝线迹。缝纫机包括的主要机构及其作用和执行构件的运动： 引线机构：用于刺穿缝料、引过面线并形成线环。执行构件的运动：针头作往复直线运动。 钩线机构：用于钩住面线抛出的线环，使其套住底线。ta执行构件按一定规律作旋转运动或摆转运动。3 挑线机构：用于输线和收线。4 送布机构：用于推送缝料向前或向后运动。执行构件的运动轨迹为矩形轨迹。三、 缝纫机的设计分工： 引线机构、挑线机构的方案设计（1 人） 钩线机构、送布机构的方案设计（1 人）四、 报告要求： 绘制缝纫机的机构示意图（用轴测图形式） ，按比例正确绘制各执行机构（引线机构、挑线机构、钩线机构、送布机构）
9、的机构运动简图，计算机构的自由度、分析机构的结构组成； 说明缝纫机的功能、组成和工作原理； 自行设计其它机构或方案实现缝纫的功能;比较自行设计机构与现有机构的优缺点； 回答思考题。五、 思考题： 手工缝纫与缝纫机缝纫的根本区别是什么？它们的线迹有什么不同？ 缝纫机的线迹是如何形成的？ 引线机构可以采用哪些基本机构？试举出两个例子。 钩线机构可以采用哪些方案？试举出两个例子。 怎样调节送布的距离？ 如果希望缝纫机可以随身携带，你有什么想法？ 要实现缝纫机的功能要求，整个执行系统各机构如何协同工作？试画出机械运动循环图。（机械运动循环图的概念参考【机械原理教程】421 页）7机械原理 实验报告 姓
10、名 齿轮范成实验 学号 _ 一、 实验目的 1、 观察渐开线齿廓的范成形成过程，由此掌握范成法加工齿轮的原理。2、 观察根切的产生过程，了解根切产生的原因及避免根切的方法。3、 分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。二、 实验设备和工具4、 已知条件：要加工的齿轮参数为：a） m=15，20 ，Z 10， ha*=1，c*=0.25 (15 人)b） m=15，20 ，Z 6， ha*=1，c*=0.25 （8 人）c） m=10，20 ，Z 9， ha*=1，c*=0.25 （ 7 人）每班分 a)、b） 、c）三组进行实验。5、 实验设备：齿轮范成仪三、 实验要求1、课前要求：1) 复习范成
11、法加工齿轮的原理、渐开线齿轮的根切及变位齿轮的有关内容；2) 根据选定的齿轮参数计算齿轮的下列尺寸：标准齿轮：r、r b、 rf、r a、 s、s a 及 sb变位齿轮： x（取 x= xmin） 、 r、 rb、 rf、r a、s、s a 及 sb；将计算好的数值填入尺寸计算表格中（要求计算精度：小数点后 2 位） 。3) 在绘图纸（或其它厚纸）上画出中心线、分度圆、基圆及齿顶圆和齿根圆 （注意：半个圆画标准齿轮的，另半个圆画变位齿轮的） 。根据变位齿轮的齿顶圆大小剪好直径为da 的齿轮轮坯，然后在其中心剪出直径为 28 毫米的圆孔。4) 准备好铅笔或圆珠笔、圆规、三角板等用具。2、实验课上
12、：1)了解齿轮范成仪的原理、结构及安装。根据选择所要加工齿轮的参数安装好齿轮范成仪。2)将纸质“轮坯”安装到范成仪的圆盘上，必须注意对准中心。3)调节刀具位置，使刀具中线与被加工齿轮分度圆相切，此时切制的齿轮是标准齿轮。切制变位齿轮时重新调整刀具位置。4)“切制”齿廓时，先把刀具移向一端，然后当刀具向另一端移动 2mm 左右距离时，描下刀刃在图纸轮坯上的位置，直到形成 23 个完整的齿形为止（注意半个圆上画标准齿轮，另半个圆上画变位齿轮） 。5)“切制”齿廓的同时应注意齿廓的形成过程；观察根切现象。四、 实验报告要求1) 画好的图上标注出 s， e， sb 及 sa, 并测量出各个量的大小（圆
13、弧长度可分为若干小段圆弧，然后近似地用其所对应的弦长代替）填入尺寸计算表格； 2) 比较标准齿轮与变位齿轮的异同点；比较计算结果与实验结果，分析误差产生的原因；3) 回答思考题。五、 思考题1) 范成法切出的齿廓曲线全部是渐开线吗?在图上画出其渐开线部分及根切部分。2) 齿轮正变位后，分度圆齿厚增加时，其齿顶圆齿厚是否也相应地增加？83) 用实验的范成仪能范成（绘制）出 Z=26 的齿轮轮齿吗？为什么？若用它绘制需对范成仪作那些修改？4) 用实验的范成仪能否加工出 m=2mm， m=3mm， m=4mm 的完整齿轮？若用它绘制需对范成仪分别作那些修改？5) 标准齿条型刀具的齿廓与普通齿条相比，
14、有什么不同？6) 能否用=0 的齿条刀具加工出分度圆上 =20的渐开线齿轮？为什么？六、 渐开线齿轮范成仪工作原理图 1 渐开线齿轮范成仪实验所用渐开线齿轮范成仪如图 1 所示，工作台（图纸托盘 1）绕定轴转动，齿轮 2 带动有齿条的滑架 3 在水平底座 4 的水平导向条上作水平移动；齿条刀具 5 通过螺钉 7 固定在滑架 3 上，松开螺钉 7 可使齿条刀具 5 作上下移动，实现刀具的变位运动。当齿条刀具 5 的中线与被加工齿轮分度圆相切时，此时滑架 3 的齿条中线与刀具中线重合（齿条刀具 5 上的标尺刻度与滑架 3 上的零刻度线对准） 。推动滑架 3 时，工作台上的被加工齿轮分度圆与齿条刀具
15、中线作纯滚动，这是切制标准齿轮的状态。改变刀具 5 的位置可使刀具中线与滑架 3 齿条中线分离，即齿条刀具 5 的中线远离或接近被加工齿轮分度圆，移动的距离为 xm 可由端部的标度尺上读出，从而可切制变位齿轮。9机械原理 实验报告 姓名 渐开线齿轮范成实验报告 学号 _实验日期： 日 选定条件 齿条刀具 m= = ha*= C*=所范成齿轮 m= = ha*= C*= Z=齿轮相关尺寸表标准齿轮 变位齿轮项目 计算结果 实验结果 计算结果 实验结果变位系数 xmin m xmin =分度圆半径 r齿根圆半径 rf齿顶圆半径 ra基圆半径 rb齿厚 s槽宽 e基圆齿厚 sb齿顶圆齿厚 sa法向齿
16、距 Pn10附录 1 任意圆上齿厚的计算公式齿顶圆齿厚：为齿顶圆压力角a节圆齿厚：为节圆压力角 基圆齿厚： 在上述公式中 s 为分度圆齿厚。对于标准齿轮，对于变位齿轮， 备注：1.渐开线函数：其中： 为渐开线齿廓在任意一点 K 的压力角；称为压力角 k的渐开线函数，工程上用 inv k表示 k2.法向齿距：)(2invirsaarabacos)(2 invrsarcosb)(cos2mzinvinvrbb 2mtanxskkkivtakcosmpn11机械原理 实验报告 姓名 姓名 渐开线齿轮基本参数测定 学号 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、了解齿
17、轮基本参数 m, ，h a*，c*，x 与基本尺寸之间的关系。二、 实验内容每人测量两个齿轮的基本参数 m, , ha*, c*及 x。三、 实验设备及用具实验对象 两个齿轮；实验工具 游标卡尺；四、 实验原理和方法1、确定齿轮的模数 m 和压力角 直齿圆柱齿轮公法线长度的概念：如图所示，若卡尺跨测三个齿时，两个卡脚与两条反向的渐开线相切，两切点之间的连线，就称为跨三个齿的公法线长度，用W3来表示。跨测 k 个齿时就得到跨 k 个齿的公法线长度，用 Wk来表示。由渐开线性质和图上可以看出，当跨测三个齿时，它包含两个基圆齿距和一个基圆齿厚，即 W3=2Pb+Sb 因此当跨测 k 个齿时，Wk(k
18、-1)P bS b （1） 当跨测 k1 个齿时 Wk1 kP bS b 则 W k1 WkP b又因 P bmcos测得 Pb，查附录 2 即可得 m 和跨齿数 k 可按下式计算 ：k(/180)z0.5 也可查附录 1 2、确定齿轮的变位系数将标准齿轮的 Pb和 Sb带入式（1）得到跨测 k 个齿时的公法线长度Wkmcos (k0.5)zinv 变位齿轮与标准齿轮的基圆齿距相等，但基圆齿厚不同；将变位齿轮的 Sb带入式（1）得到跨测 k个齿时的公法线长度 Wk 变 mcos (k0.5)zinv 2xmsin W k2xmsin则 x= (W k 变 -Wk)/2msin五、 实验要求实验
19、课前：认真复习关于齿轮各部分几何尺寸与基本参数的关系；根据实验原理拟定出实验方案，制定好全部测量数据记录表；考虑被测齿轮有加工误差、测量误差，每个数据均应测量三次以12上，取其平均值； 六、 实验报告要求1) 根据所测量的数据，查表或计算出所测两个齿轮的全部基本参数 m,ha*,c*x，填好的测量数据表格也作为实验报告内容之一上交；2) 实验报告中请回答如下问题a) 若采用公法线测量时，为什么要规定测量齿数（跨齿数）？ 跨齿数太多或太少会有什么问题？测量齿轮公法线时宜在齿轮的什么部位进行测量？为什么？b) 如上所述，为减少制造查和测量误差，每个数据要测量三次以上并取其平均值，请问具体该怎样测量
20、？c) 实测的标准齿轮为什么 x0? 而且为负值？七、 实验结果记录渐开线齿轮参数测定A B公法线长度 w3 实测 w4 实测 w3 实测 w4 实测123平均值Pb=w4 实测 w3 实测查 p18 基圆齿矩表 m= = m= =查 p17 表 得 w3 理论x= (w3 实测 w3 理论 )/2msinda df da df123平均值ha*C*13机械原理 实验报告 姓名_姓名 _ 渐开线直齿圆柱齿轮的实验研究 学号 _一、 研究目的：通过实验研究培养学生在实际工作中发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生的动手能力和表达能力。二、 实验研究内容：1、渐开线齿轮的加工原理及方法；2、
21、范成法加工齿轮时可能出现的问题及对策；3、渐开线变位齿轮。三、 研究步骤 准备好铅笔、圆规、三角板、量角器和绘图纸（或其它厚纸）等用具。1、 两个人一组，范成齿轮(从 a、b、c 三组中任选一组)，利用实验室提供的搭接件，搭接齿轮范成仪，范成所选齿轮；2、 在所范成齿轮上标出 db、 d、 da、 df 、 p、 s、 e、 pb、 pn ；3、 观察所范成的齿轮，发现并解决范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮产生的问题；4、 对范成装置中齿轮、齿条及刀具的基本参数进行测量。 需范成齿轮的参数如下：1、 m=15，20，Z10，h a*=1，c*=0.25m=10，20，Z18，h a*=1，c*=0
22、.25 2、 m=15，20，Z6，h a*=1，c*=0.25 m=7.5，20，Z20，h a*=1，c*=0.253、 m=10，20，Z9，h a*=1，c*=0.25 m=10，20，Z15，h a*=1，c*=0.25 四、 交流与总结1、交流内容划分为五个小节：1） 渐开线齿廓的根切现象及避免根切的措施（讲 12 分钟，提问 5 分钟）；2） 变位齿轮几何尺寸的变化（讲 10 分钟，提问 5 分钟）；3） 变位齿轮的啮合传动（讲 10 分钟，提问 5 分钟）；4） 传动类型及其选择（讲 10 分钟，提问 5 分钟）；5） 齿轮传动的设计步骤及变位系数的选择（讲 10 分钟，提问
23、5 分钟）。2、 交流形式：1） 每班分成五组，每组六人，每组分派两人讲课、两人提问、两人参加评委会。2） 讨论课上，每组用 powerpoint 讲授一小节内容（讲授哪一小节由抽签方式决定），后面一组进行提问；提问对象：讲课小组的其余四人（讲课两人除外）；问题数量：至少四个。3） 评分：评分项目：a概念阐述清楚，表达准确 b、内容充实、信息量大c、是否有效利用各种媒体（图像、动画及视频等）14由评委会根据评分项目评出的名次决定交流成绩；评委会成员不评本组成绩。五、 实验研究报告 报告包括以下四个部分内容：1、实验内容2、实验装置及参数测量 ： 1）范成装置中齿轮、齿条、刀具的基本参数2）范成
24、装置示意图3、小论文：范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮的研究从以下四个方面进行阐述：1）问题的提出 2）分析问题产生的原因3）解决问题的方法 4）结论4、总结发现问题及解决问题的思路；本次项目训练的收获及意见。六、 评分标准实验研究及报告 70，交流与总结 3015渐开线直齿圆柱齿轮的实验研究思考题1. 齿轮加工的方法有哪些？加工原理是什么？2. 齿轮与齿条啮合传动的特点；用齿条型刀具加工齿轮的两个重要因素？3. 用范成法加工的齿廓曲线全部是渐开线吗？齿廓曲线由哪几部分组成？4. 作为加工齿轮刀具的齿条与普通齿条有什么不同？被加工齿轮齿廓的渐开线是由刀具的什么部位切制出来的？过渡曲线又是由刀具的什
25、么部位切制出来的？5. 用齿条型刀具加工齿轮时，齿轮分度圆上的槽宽和刀具上的什么部位相同？为什么？6. 用范成法加工的变位齿轮，齿廓渐开线的起始位置在什么部位？7. 用齿条型刀具和齿轮型刀具加工齿轮有什么不同？各自的优缺点.8. 用仿形法加工齿数小于 17 的齿轮是否有根切现象？9. 能否用0的齿条刀具加工出分度圆上 20 的渐开线齿轮？为什么？10. 根切现象的危害？11. 用一句话总结出根切发生的原因。12. 当齿数大于 17，xmin 为负值，说明了什么？13. 正变位、负变位和标准齿轮的齿廓曲线有什么不同？14. （第 163 页）非变位齿轮与标准齿轮有什么不同？15. 齿轮变位的目的
26、是什么？16. 变位齿轮与标准齿轮的异同点是什么？17. 变位齿轮啮合传动需要满足什么条件？18. 研究一对齿轮的中心距问题的两个基本要求是什么？19. 为什么要引入齿高变动系数？20. 顶隙的作用是什么？在齿轮传动时是否必须保证是标准值？21. 正、负变位与正、负传动的区别?22. 实际中，一对齿轮传动时，齿侧是否有间隙？23. 模数和压力角的确定和什么有关？24. 渐开线直齿圆柱齿轮的传动类型有几种？各种传动类型的特点是什么？如何选择齿轮的传动类型？25. 正传动类型中的齿轮是否一定都是正变位齿轮？负传动类型中的齿轮是否一定都是负变位齿轮？26. 在哪种传动类型中，必须将齿轮的齿顶高降低，为什么？齿高变动系数如何确定？27. 变位系数是否能任意取值？
