1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2010年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分室實(shí)驗(yàn)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目的是加強(qiáng)學(xué)生的理論與實(shí)踐相 結(jié)合的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)、提高學(xué) 生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的開拓和創(chuàng)新精神。希望學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前：1 認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅斫鈱?shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)步驟，遵守操作規(guī)程。2 實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)記錄，細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3 保持實(shí)驗(yàn)室清潔，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后把儀器設(shè)備整理好。4 按要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，字跡要清晰、整齊。2010年目錄實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪與分實(shí)驗(yàn)二 齒輪的范成實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三 減速器拆

2、裝實(shí)驗(yàn) 11實(shí)驗(yàn)報(bào)告一 實(shí)驗(yàn)報(bào)告二 實(shí)驗(yàn)報(bào)告三 實(shí)驗(yàn)平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)運(yùn)用構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接的常用符號(hào)和機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖符號(hào)，正確繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的意義； 3熟練掌握機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法，學(xué)習(xí)判斷運(yùn)動(dòng)鏈能否成為機(jī)構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1. 機(jī)構(gòu)模型、鋼尺；2. 三角板、鉛筆、橡皮和稿紙（學(xué)生自備）。三、測(cè)繪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的原理 機(jī)械中實(shí)際的機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，但機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況與構(gòu)件的形狀、組成構(gòu)件 的零件數(shù)目和運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)等因素?zé)o關(guān)，而決定于機(jī)構(gòu)中聯(lián)接各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)副的類型和各 運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置以及構(gòu)件數(shù)目。因此，在進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析

3、和設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時(shí)，所繪制的旨在表 達(dá)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖形，須撇開構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)，根據(jù)構(gòu)件之 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定各運(yùn)動(dòng)副的類型，然后，按一定的比例，用國(guó)標(biāo)規(guī)定的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)和 線條繪出圖形，這樣的圖形稱為 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 。不嚴(yán)格按比例繪制的簡(jiǎn)圖則稱為 機(jī)構(gòu)示意圖 。四、測(cè)繪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方法和步驟1. 仔細(xì)觀察各機(jī)構(gòu)模型，了解其名稱、用途和結(jié)構(gòu)。2. 找出各構(gòu)件。 從原動(dòng)件開始， 仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，找出組成機(jī)構(gòu)的固定 構(gòu)件和所有的活動(dòng)構(gòu)件。3. 選定視圖平面。選取與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的視圖平面。4. 找出各構(gòu)件之間的聯(lián)系 運(yùn)動(dòng)副。

4、 根據(jù)各相互聯(lián)接的兩構(gòu)件間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，從機(jī)架一端開始，按構(gòu)件聯(lián)接順序，確定各運(yùn)動(dòng)副的類型。5. 用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件，畫出該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的草圖。6. 測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副間相對(duì)位置。測(cè)量各回轉(zhuǎn)副中心之間的距離、移動(dòng)副導(dǎo)路的相對(duì)位置尺寸。7. 應(yīng)用公式 F=3n-2PL-PH 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，要注意復(fù)合鉸鏈，局部自由度和虛約束的判別。將 計(jì)算結(jié)果與實(shí)際機(jī)構(gòu)對(duì)照，機(jī)構(gòu)自由度數(shù)應(yīng)與原動(dòng)件數(shù)相符，否則，應(yīng)當(dāng)找出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的錯(cuò)誤 并改正。8. 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 選取合適的長(zhǎng)度比例尺， 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并填寫有關(guān)內(nèi)容。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的長(zhǎng)度比例尺：構(gòu)件的實(shí)際長(zhǎng)度 cmL 簡(jiǎn)圖上所畫的構(gòu)件長(zhǎng)度

5、 mm五、實(shí)驗(yàn)要求在實(shí)驗(yàn)室提供的機(jī)構(gòu)模型中，選擇六種機(jī)構(gòu)模型，三種要求做出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，三種 做出機(jī)構(gòu)示意圖。五、思考題1. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有什么用途？一個(gè)正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)能說(shuō)明哪些問(wèn)題？2. 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，選擇構(gòu)件的不同瞬時(shí)位置，會(huì)不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的正確性？3. 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算對(duì)測(cè)量繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有什么幫助？實(shí)驗(yàn)二 齒輪的范成實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用范成法制造漸開線齒輪的基本原理，觀察齒廓漸開線部分及過(guò)渡曲線部分的形成過(guò)程。 2了解漸開線齒輪的根切現(xiàn)象和齒頂變尖現(xiàn)象，分析、比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的異同點(diǎn)。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用范成儀在圓形圖紙上（預(yù)先將圖紙按標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位齒輪、負(fù)變位齒

6、輪分成三 等分，并分別畫出它們的分度圓、齒頂圓、齒根圓，如圖 1 示），依次用鉛筆描繪出漸 開線齒條刀具相對(duì)于輪坯在各個(gè)位置的包絡(luò)線，該包絡(luò)線即為被切削齒輪的漸開線齒 廓。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備1齒輪范成儀范成齒輪參數(shù)： m 20mm ， 200 ，ha* 1， c* 0.25 2同學(xué)自備（1）一張剪好的圓形圖紙，將其分 成三等分， 分別表示標(biāo)準(zhǔn)齒輪、 正變位 齒輪、負(fù)變位齒輪， 并分別標(biāo)注分度園、 齒頂圓和齒根圓，如圖 1 所示。參數(shù)： 0*m=20mm，z=8，200 ， ha* 1，c* 0.25 ，圖1孔 徑=35mm ，x 1=0.6， x2=-0.4（2）鉛筆，橡皮。四范成儀的構(gòu)造及工作原理

7、齒輪范成加工是應(yīng)用一對(duì)齒輪嚙合的原理加工齒輪的一種方法。 制造齒輪的刀具具 有齒輪（或齒條）的外形，漸開線齒廓的刀具節(jié)圓與齒輪輪坯的節(jié)圓作純滾動(dòng)，在此嚙 合過(guò)程中，刀具切去與它嚙合的輪坯上的材料，留下輪坯的漸開線齒廓外形的包絡(luò)線， 即是被切齒輪輪坯的漸開線齒廓。實(shí)驗(yàn)所用漸開線齒輪范成儀如圖 2 所示，工作臺(tái)（圖紙托盤 1）繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 2 帶動(dòng)有齒條的滑架 3 在水平底座 4 的水平導(dǎo)向條上作水平移動(dòng)；齒條刀具 5 通過(guò)螺釘 7 固定在滑架 3上，松開螺釘 7 可使齒條刀具 5作上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具的變位運(yùn)動(dòng)。當(dāng)齒條刀具 5 的中線與被加工齒輪分度圓相切時(shí)， 此時(shí)滑架 3 的齒條中線與刀具中

8、 線重合（齒條刀具 5 上的標(biāo)尺刻度與滑架 3 上的零刻度線對(duì)準(zhǔn)）。推動(dòng)滑架 3 時(shí)，工作 臺(tái)上的被加工齒輪分度圓與齒條刀具中線作純滾動(dòng)，這是切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的狀態(tài)。改變刀 具 5 的位置可使刀具中線與滑架 3 齒條中線分離， 即齒條刀具 5 的中線遠(yuǎn)離或接近被加 工齒輪分度圓，移動(dòng)的距離為 xm可由端部的標(biāo)度尺上讀出，從而可切制變位齒輪。圖 2 齒輪范成儀簡(jiǎn)圖五實(shí)驗(yàn)步驟1根據(jù)齒條刀具的模數(shù) m 和被加工齒輪的齒數(shù) z，計(jì)算出分度圓直徑，以及標(biāo)準(zhǔn) 齒輪、正負(fù)變位齒輪的基圓、齒根圓及齒頂圓直徑，按上述尺寸將圖紙準(zhǔn)備好。2將圖紙固定在圓盤上，對(duì)準(zhǔn)中心，調(diào)節(jié)中線與輪坯分度圓相切，制作標(biāo)準(zhǔn)齒輪。3開始切制

9、齒輪時(shí)，將刀具推到最左邊，然后每當(dāng)把溜板向右推動(dòng)一小段距離時(shí)， 在代表輪坯的圖紙上，用鉛筆描下刀具刀刃的位置，到右端極限位置后，推動(dòng)溜板刀具 左移，描下刀具刀刃位置，直到形成23 個(gè)完整的齒形為止。4使刀具離開沿輪坯中心外移， 移動(dòng)量為正變位量 （x1*m）（x xmin ） ，繪出齒廓， 觀察齒廓形狀，看齒頂有無(wú)變尖現(xiàn)象。5使刀具接近輪坯中心，移動(dòng)量為負(fù)變位量（ x2*m ），繪出齒廓，觀察齒廓形狀， 看有無(wú)根切現(xiàn)象。6比較所得的標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的齒厚、齒間距、周節(jié)、齒頂厚、基圓齒厚、 齒根圓、齒頂圓、分度圓和基圓的相對(duì)變化特點(diǎn)。六思考題1齒輪與齒條嚙合時(shí)，若中心距改變，則齒輪的節(jié)圓有何變

10、化？為什么？2 用范成法加工的齒廓曲線全部是漸開線嗎？齒廓曲線由哪幾部分組成？3 正變位、負(fù)變位和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓曲線有什么不同？實(shí)驗(yàn)三 減速器拆裝實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)拆裝，了解并熟悉減速器的結(jié)構(gòu)。分析減速器中各零件的作用、結(jié)構(gòu)形狀及裝配關(guān)系。加深對(duì)軸系部件結(jié)構(gòu)的了解。二實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備、工具和材料1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備單級(jí)圓柱齒輪減速器、新型結(jié)構(gòu)單級(jí)圓柱齒輪減速器、二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器、二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器、二級(jí)分流式圓柱齒輪減速器、 圓錐圓柱齒輪減速器、單級(jí)圓錐齒輪減速器、拆裝用蝸輪蝸桿下置式減速器。2、拆裝工具和測(cè)量工具（每組）名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量備注活扳手呆扳手榔頭內(nèi)外卡鉗游標(biāo)卡尺鋼皮尺實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

11、了解鑄造箱體的結(jié)構(gòu)。觀察、了解減速器中各零件的用途、結(jié)構(gòu)和安裝位置的要求。了解軸承的潤(rùn)滑方式和密封位置，包括密封的形式。軸承內(nèi)側(cè)擋油環(huán)、封油環(huán)的作用原理及其結(jié)構(gòu)和安裝位置。 了解軸承的組合結(jié)構(gòu)以及軸承的拆裝、固定和軸向間隙的調(diào)整。四實(shí)驗(yàn)步驟（一）、拆卸1、仔細(xì)觀察減速器外面各部分的結(jié)構(gòu)，從觀察中思考以下問(wèn)題： 如何保證廂體支撐具有足夠的剛度？ 軸承座兩側(cè)的上下廂體連接螺栓應(yīng)如何布置？ 支撐該螺栓的凸臺(tái)高度應(yīng)如何確定？ 如何減輕廂體的重量和減少廂體的加工面積？ 減速器的附件如吊鉤、定位銷釘、啟蓋螺釘油標(biāo)、油塞、觀察孔和通氣等各起何作用？其結(jié)構(gòu)如何？應(yīng)如何合理布置？ 2、用扳手拆下觀察孔蓋板，考慮

12、觀察孔位置是否妥當(dāng)，大小是否合適。3、拆卸廂蓋（）、用扳手拆下軸承端蓋的緊固螺釘。（）、用扳手或套筒扳手拆卸上、下廂體之間的連接螺栓；拆下定位銷釘。將螺釘、螺栓、墊圈、螺母和銷釘?shù)确旁谒芰媳P中，以免丟失。然 后擰動(dòng)啟蓋螺釘卸下廂蓋。（）、仔細(xì)觀察廂體內(nèi)各零部件的結(jié)構(gòu)及位置。從觀察中思考以下問(wèn)題： 對(duì)軸向游隙可調(diào)的軸承應(yīng)如何進(jìn)行調(diào)整？軸的熱膨脹如何進(jìn)行補(bǔ)償？II 軸承是如何進(jìn)行潤(rùn)滑的？如廂座的結(jié)合面上有油溝，則廂蓋應(yīng)采取怎樣的相應(yīng)結(jié)構(gòu)才能使廂蓋上的油進(jìn)入油溝？油溝有幾種加工方法？加工 方法不同時(shí)，油溝的形狀有何不同？ 為了使?jié)櫥徒?jīng)油溝后進(jìn)入軸承，軸承蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)如何設(shè)計(jì)？在何種條件下滾動(dòng)軸承的內(nèi)

13、側(cè)要用擋油環(huán)或封油環(huán)？其作用原理、構(gòu)造和安裝 位置如何？（）、測(cè)量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之 3 所列的有關(guān)尺寸，并記錄于表。 （）、卸下軸承蓋；將軸和軸上零件隨軸一起從箱座取出，按合理的順序拆卸軸上零件。（二）、裝配 按原樣將減速器裝配好。裝配時(shí)按先內(nèi)部后外部的合理順序進(jìn)行；裝配軸套和滾動(dòng)軸承時(shí)，應(yīng)注意方向；應(yīng)注意滾動(dòng)軸承的合理拆裝方法。經(jīng) 指導(dǎo)教師檢查后才能合上箱蓋。裝配上、下箱之間的連接螺栓前應(yīng)先安裝好定位銷釘。五注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書，初步了解有關(guān)減速器裝配圖。2文明拆裝、切忌盲目。拆卸前要仔細(xì)觀察零部件的結(jié)構(gòu)及位置，考慮好合理的拆裝順序，拆下的零部件要妥善安放好，避免丟失和損壞。禁止 用

14、鐵器直接打擊加工表面和配合表面。3注意安全，輕拿輕放。愛(ài)護(hù)工具和設(shè)備，操作要認(rèn)真，特別要注意手腳安全。4認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。III實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)一）學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)、組別實(shí)驗(yàn)日期成績(jī)指導(dǎo)教師、機(jī)構(gòu)測(cè)繪及自由度計(jì)算編號(hào)機(jī)構(gòu) 名稱機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算nPLPHF注： n活動(dòng)構(gòu)件數(shù)； PL 低副數(shù)； PH高副數(shù)； F 機(jī)構(gòu)自由度。） 、思考題討論IV實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告（實(shí)驗(yàn)二）實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)、組別實(shí)驗(yàn)日期成績(jī)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡毒邊?shù)，c， ha*三齒輪尺寸計(jì)算比較表（見后）被加工齒輪齒數(shù) z正變位系數(shù)x負(fù)變位系數(shù)x四附上所描繪的齒廓圖，并注明尺寸。 五思考題1齒輪與齒條嚙合時(shí)，若中心距改變，則

15、齒輪的節(jié)圓有何變化？為什么？2 用范成法加工的齒廓曲線全部是漸開線嗎？齒廓曲線由哪幾部分組成？3 正變位、負(fù)變位和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓曲線有什么不同？II10名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果結(jié)果比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變 位齒 輪負(fù)變 位齒 輪正變 位齒 輪負(fù)變 位齒 輪分度圓直 徑d mz基圓直徑db mzcos齒頂圓直 徑da (z 2ha* 2x)m齒根圓直 徑d f (z 2h*a 2c* 2x)m分度圓周 節(jié)pm分度圓齒 厚s ( 2xtg )m分度圓齒 間距eps齒頂厚sa da s da (inv a inv ) d基圓齒厚sb scosdbinv齒全高h(yuǎn) (2ha* c* )m齒根高h(yuǎn) f (ha* c*

16、 x)m齒頂高h(yuǎn)a (ha* x)m注：結(jié)果比較欄中，尺寸比標(biāo)準(zhǔn)齒大的填入“+ ”號(hào)，小的填入“ -”號(hào)，一樣大小的填入“ O號(hào)。III實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告（實(shí)驗(yàn)三）實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)、組別實(shí)驗(yàn)日期成績(jī)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)記錄及實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本參數(shù)高速級(jí)低速級(jí)中心距、小齒輪齒數(shù) Z1、 Z3大齒輪齒數(shù) Z2、 Z4小齒輪頂圓直徑 d 、 d大齒輪頂圓直徑 d 、 d小齒輪全齒高 h 、 h大齒輪全齒高 h 、 h4大齒輪齒寬 B2 、 B4小齒輪螺旋線方向大齒輪螺旋線方向傳動(dòng)比 i12、 i34法面模數(shù) mn1、 mn3端面模數(shù) mt1、 mt3螺旋角 1、 3四傳動(dòng)簡(jiǎn)圖五思考題1. 軸上零件（如齒輪、軸承、聯(lián)軸器等）是如何定位和固定的2. 滾動(dòng)軸承在安裝時(shí)為什么要留出軸向間隙 ?應(yīng)如何調(diào)整 ?IV3. 減速器中哪些零件需要潤(rùn)滑 ?如何選擇潤(rùn)滑劑 ?4. 箱體的中心高度是如何確定的，應(yīng)考慮哪些因素？5. 如何選擇減速器主要零件的配合與精度?如齒輪、聯(lián)軸器與軸的配合，滾動(dòng)軸承與軸及箱體孔的配合。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)四）實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)、組別實(shí)驗(yàn)日期成績(jī)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理與方法三結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分