1、精密機械設計實驗實驗項目1：機械原理認知訓練一、實驗目的配合課堂教學及課程進度，為學生展示大量豐富的實際零件、實際機械、機構模型、機電一體化設備及創新設計實例，使學生對實際機械系統增加感性認識，加深理解所學知識，開闊眼界，拓寬思路，啟迪學生的創造性思維并激發創新的欲望，培養學生最基本的觀察能力、動手能力和創造能力。二、實驗設備及內容機械原理陳列室；機構創新陳列柜；大型機械陳列室；減速器陳列室。教學走廊三、參觀要點1 機械原理陳列部分觀察各種機構的組成、工作原理及運動特點。2機械零件陳列部分注意觀察各種零件的種類、材料、用途、結構形式及加工方法。應特別注意觀察各種零件的失效形式，分析零件的失效原

2、因。3真實機械展示部分了解各種機械的用途及工作原理，仔細觀察機械的構造及運動情況；思考各機械的機構運動簡圖。觀察各種機械是由哪些基本傳動機構組成的；這些基本機構在機械中起什么作用。注意觀察各種零構件在機械中的安裝情況及相互關系，注意零構件的定位與固定。注意觀察軸的支承方式；注意觀察軸的安裝位置是如何調整的、軸承是如何預緊的。注意機械的潤滑和密封方式。注意觀察機械的箱體結構及與其內部各零構件的關系。4減速器展示部分了解各種減速器的用途及結構形式，觀察減速器內部零構件的傳動情況。四、注意事項1注意人身安全；不要在實驗室內跑動或打鬧，以免被設備碰傷；特別應注意搖動設備時不要壓軋著自己或別人的手。2

3、愛護設備；搖動設備動作要輕，以免損壞設備；一般不要從設備或展臺上拿下零件；若拿出零件，看完后應按原樣復原，避免零件丟失。3 不要隨便移動設備，以免受傷或損壞設備。4 注意儀表；不得穿拖鞋或赤背進入實驗室。5 注意衛生；禁止隨地吐痰和亂扔雜物；禁止腳踩桌椅板凳。6 完成實驗后，學生應將實驗教室打掃干凈，將桌椅物品擺放整齊。五、寫出參觀體會作為實驗報告實驗項目2：機械設計陳列參觀一、實驗目的配合課堂教學及課程進度，為學生展示大量豐富的實際零件、實際機械、機構模型、機電一體化設備及創新設計實例，使學生對實際機械系統增加感性認識，加深理解所學知識，開闊眼界，拓寬思路，啟迪學生的創造性思維并激發創新的欲

4、望，培養學生最基本的觀察能力、動手能力和創造能力。二、實驗設備及內容機械設計陳列室；機構創新陳列柜；大型機械陳列室；減速器陳列室。教學走廊三、參觀要點7 機械原理陳列部分觀察各種機構的組成、工作原理及運動特點。2機械零件陳列部分注意觀察各種零件的種類、材料、用途、結構形式及加工方法。應特別注意觀察各種零件的失效形式，分析零件的失效原因。3真實機械展示部分了解各種機械的用途及工作原理，仔細觀察機械的構造及運動情況；思考各機械的機構運動簡圖。觀察各種機械是由哪些基本傳動機構組成的；這些基本機構在機械中起什么作用。注意觀察各種零構件在機械中的安裝情況及相互關系，注意零構件的定位與固定。注意觀察軸的支

5、承方式；注意觀察軸的安裝位置是如何調整的、軸承是如何預緊的。注意機械的潤滑和密封方式。注意觀察機械的箱體結構及與其內部各零構件的關系。4減速器展示部分了解各種減速器的用途及結構形式，觀察減速器內部零構件的傳動情況。四、注意事項1注意人身安全；不要在實驗室內跑動或打鬧，以免被設備碰傷；特別應注意搖動設備時不要壓軋著自己或別人的手。8 愛護設備；搖動設備動作要輕，以免損壞設備；一般不要從設備或展臺上拿下零件；若拿出零件，看完后應按原樣復原，避免零件丟失。9 不要隨便移動設備，以免受傷或損壞設備。10 注意儀表；不得穿拖鞋或赤背進入實驗室。11 注意衛生；禁止隨地吐痰和亂扔雜物；禁止腳踩桌椅板凳。1

6、2 完成實驗后，學生應將實驗教室打掃干凈，將桌椅物品擺放整齊。五、寫出參觀體會作為實驗報告實驗項目3：機構運動簡圖測繪與分析一、實驗目的：1掌握對實際機械或模型的機構運動簡圖測繪的基本技能。2了解機構運動簡圖與實際機械結構的區別，加深和鞏固機構自由度計算等理論知識。二、實驗工具1機構模型一組、鋼尺一把等；2草稿紙、鉛筆等（自備）。三、實驗要求：1實驗前，認真預習教材及有關參考資料，弄清機構運動簡圖、機構示意圖的概念及繪制機構運動簡圖時的注意事項。2每人測繪四個機構簡圖，（其中兩個機構運動簡圖，二個機構示意圖）。要求包括四連桿機構、齒輪機構、凸輪機構等, 其中至少有一個根據實物繪制的簡圖。3每人

7、完成一份實驗報告（運動簡圖、機構自由度計算、體會與建議等）。四、原理及方法：機構運動簡圖是反映機構運動情況的簡單圖形，由于機構運動情況僅與機構中的構件數及其所組成的各運動副的數目、種類、相對位置有關。因此，在繪制機構運動簡圖時，可以撇開構件的復雜外形和運動副的具體結構，而用簡單的線條和規定符號來代替構件、運動副，并按一定的比例尺定出運動副的相對位置，這樣繪制的圖形叫做機構運動簡圖。機構運動簡圖與原機構具有完全相同的運動特征，它不僅可以簡明地表示機構的運動情況，而且還可以根據該圖對機構進行運動及動力分析。不按比例繪出的圖形稱為機構結構簡圖或機構示意圖，它只能定性研究機構的某些運動特性。下面以平面

8、機構為例說明機構運動簡圖測繪的步驟及方法。五、訓練步驟：在繪制機構運動簡圖時，要把該機構的實際構造和運動情況搞清楚，首先要定出其運動輸入（原動）部分和運動輸出（工作）部分，然后再沿著運動傳遞的路線，把運動輸入和輸出之間各個傳動部分搞清楚，這樣才能正確繪出機構運動簡圖。下面我們以圖1（a）所示偏心輪機構模型為例，進行機構運動簡圖的測繪及機構自由度計算。1認清組成機構的構件數。測繪時，緩慢轉動手柄使機構運動，注意觀察機構中哪些構件是活動構件，哪個構件是固定構件，哪個是運動輸入構件，哪個是運動輸出構件，并逐一編排構件序號。如圖2中所示、等。2判斷各構件間組成的運動副的性質及種類和數目。緩慢轉動手柄，

9、根據相聯兩構件的接觸及相對運動情況，確定各個運動副的性質和種類。如偏心輪2與固定構件1是圓柱面接觸，其相對運動是繞A點轉動，故構件2與構件1在A點組成轉動副；同樣構件3與構件2在偏心輪2上B點、滑塊4與構件3在銷軸中心C點組成轉動副；滑塊4沿固定構件1的方向xx移動，故滑塊4與構件1組成移動副。此機構有三個轉動副和一個移動副，共有四個低副。3選擇視圖面繪出機構示意圖。選擇視圖面的原則是以與大多數構件運動平面相平行的平面作為視圖面。在草稿紙上首先定出與機架組成運動副的大致位置，然后按規定的符號及構件的聯接次序徒手畫出機構示意圖。對于組成轉動副的構件，不管其實際形狀如何，都只用兩轉動副之間的連線代

10、表，例如AB代表構件，BC代表構件3。對于組成移動副的構件，不管其截面形狀如何，一般用滑塊或導桿表示，例如滑快4代表構件4，并通過滑快上轉動副C的中心線xx代表構件4與構件1相對移動的方向線。機架打斜線表示，如構件1。原動件上打箭頭表示，如構件2。對于組成高副的構件，也必須按照表11中規定的符號表示（或畫出接觸處兩運動副元素的實際形狀來表示）。4計算自由度并校核計算結果是否正確由機構自由度的計算公式可得：根據計算所得機構自由度F=1，該機構只有一個原動件即偏心輪，所以機構的原動件數與自由度數相等。該機構具有確定的運動。若計算機的自由度與原動件數不符時，必須檢查所繪制的簡圖或機構自由度計算是否有

11、誤，直至計算結果符合實際情況。5測量機構的運動學尺寸并按比例繪機構運動簡圖。仔細測量機構的有關運動學尺寸（如轉動副的中心距、移動副方向線、線間的夾角等），如測量AB桿、BC桿的長度、滑快4的移動方向線xx至轉動副A的距離。將數據記錄好，然后選擇恰當的長度比例尺l（m/mm）,按比例畫出機構運動簡圖（圖11b）.6繪制機構運動簡圖，完成實驗報告。六、課外作業1試繪制2-3個牛頭刨模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析；2試繪制2-3個油泵模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析；3試繪制2-3個其他機構模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析。實驗項目4：齒輪范成加工原理一、實驗目

12、的1、掌握用范成法加工漸開線齒輪齒廓的基本原理，觀察齒廓形成的過程；2、了解漸開線齒廓產生根切現象、原因及避免根切的方法，建立變位齒輪概念；3、要求仔細觀察插齒機插齒的范成原理及范成過程；3、比較標準齒輪和變位的異同點，分析了解它們的齒形變化及各參數的關系。二、實驗工具1插齒機、齒輪范成儀；2范成齒廓的齒輪毛坯的圖紙；3學生自備：計算器、圓規、削尖的鉛筆、三角板、橡皮擦及小刀等物。三、實驗要求1每組一人，繪制標準齒輪和變位齒輪的齒廓圖各一張；齒廓圖要求至少有兩個以上完整的齒廓曲線2每人一份實驗報告。四、實驗原理及方法范成法是利用一對齒輪嚙合時，其共軛齒廓互為包絡線的原理來加工齒輪。加工時，其中

13、一輪為刀具，另一輪為毛坯，毛坯和刀具之間仍然保持固定速比的傳動，它們的對滾運動如同一對互相嚙合的齒輪的運動，同時刀具還沿毛坯軸向作切削運動，這樣加工所得到的齒輪的齒廓曲線就是刀具的刀刃在各個位置的包絡線。若用漸開線作為刀具的齒廓曲線，則包絡線亦必為漸開線。由于在實際加工時，看不到刀刃在各個位置形成包絡線的過程，故通過齒輪范成儀來實現毛坯與刀具之間的形成過程。為了保證毛坯與齒條刀具的固定速比的傳動，也就要求毛坯的（即轉動的齒輪圓盤）分度圓與齒條刀具的節線相切、齒條刀具的移動速度與毛坯分度圓的圓周速度相等。在齒條刀具上并標有范成標準齒輪時兩條對“零”的刻度線。切制標準齒輪時，應使齒條刀具的分度線（

14、中線）與齒輪毛坯的分度圓相切，即齒條刀具準確對“零”刻度線，這就可以利用范成儀來加工一個標準齒輪的圖形。齒輪加工示意圖切制變位齒輪時，應使齒條刀具的分度線（中線）向前或向后平行移動一段距離 xm(x為變位系數、m為加工齒輪時刀具的模數)。即齒條刀具的刀頂線與變位齒輪毛坯的齒根圓相切并留下鉛筆所畫的位置。這樣可以加工一個變位齒輪的圖形。刀具的齒頂線若超出極限嚙合點N1時齒廓的齒根部位產生了根切，齒根已切好的漸開線齒廓被切去一部分，這種現象就稱為根切現象。為了避免根切現象，使齒條刀具的分度線（中線）向后（遠離齒輪毛坯中心）平行移動一段距離xm，使刀具的齒頂線不超出極限嚙合點N1就可以，作一個正變位

15、齒輪的范成實驗。取移距值要適宜，當移距值超過一定極限時，齒頂會變尖。（一般齒頂圓的齒厚應保證在0.25m0.4m）。齒輪不產生根切的最小變位系數的計算公式：xmin=(zmin-z)ha*zmin.。所以，只需將齒條刀具平行向齒輪毛坯齒頂部移動距離不小于xminm，這樣加工出來的變位齒輪可避免根切現象。五、訓練步驟1根據已知的刀具基本參數a、m、ha*、C* 和被加工齒輪的分度圓直徑，計算出被加工的標準齒輪的齒數、基園、齒根圓及齒頂圓的直徑。2擰下范成儀齒輪上的壓板，將毛坯圖紙的中心與范成儀的中心重合，然后將壓板擰緊。3調節刀具的中線，使與被加工齒輪的分度圓相切（或調節刀具的齒頂線，使與毛坯的

16、齒根圓相切），此時，刀具處在切制標準齒輪的位置上。4開始“切制”齒廓時，即將所有的準備工作都做好了，此時將齒條刀和毛坯作純滾動的移動到一端，然后向另一端走刀（移動），移動的距離不要太大，太大了會使漸開線出現不圓滑，造成產品報廢現象，標準移動距離為不使漸開線出現毛刺為宜。當移動了一個不大的距離使齒條刀刃切入毛坯齒頂圓時，用削尖的鉛筆描下刀具刀刃的位置，直到形成兩個完整的輪齒齒廓，刀具走到另一端不能再走為止。5用標準漸開線齒廓檢驗所繪得的漸開線齒廓，觀察有無根切現象。如有根切，分析其原因。觀察刀具的齒頂線是否超過極限嚙合點N，若超過了，就會產生根切。6計算正變位齒輪的基園，齒根圓及齒頂圓的直徑；重

17、新調整刀具，使刀具離開毛坯的分度圓，即向毛坯的齒頂部移動一段距離xminm，這時刀具的齒頂線與變位齒輪的根圓相切。按2、4步驟切制變位齒輪的輪齒齒廓。7全部加工完時，取下圖紙，觀察標準齒廓與變位齒廓有什么異同點并按要求寫出實驗報告。實驗項目5：漸開線齒輪幾何參數測定實驗一實驗目的1初步掌握用游標卡尺等工具測量漸開線齒輪基本參數的方法；2綜合應用機制工藝、技術測量等學科知識以鞏固所學的漸開線性質及齒輪基本參數和幾何尺寸之間的關系。3鞏固齒輪傳動幾何尺寸的計算二設備和工具1漸開線圓柱齒輪兩個（齒數為奇數和偶數的齒輪各一個）；2、游標卡尺及齒厚尺等測量工具。3、自備計算工具、草稿紙等。三實驗原理和實

18、驗內容漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數有：齒數Z、模數m、齒頂高系數ha*、徑向間隙系數C*、分度圓壓力角和變位系數x等。本實驗是用游標卡尺等工具來測量，并通過計算來確定齒輪這些基本參數。圖一圖二圖三1直接數得一對待測齒輪的齒數Z1和Z2。圖四2測量一對齒輪的齒頂圓直徑da1和da2及齒根圓直徑df1和df2。 當齒數為偶數時，可用卡尺的卡腳卡對稱齒的齒頂及齒根直接測得（見圖一）。 當齒數為奇數時，用上述方法不能直接測量到齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df，只能用間接測量法求得da和df（見圖二）；先量出尺寸：定位軸孔直徑D、孔壁到齒根的距離H2、另一側孔壁到齒頂的距離H1，則da和df可用下式求出：

19、 da = D +2H1； df = D +2H23、測量公法線長度WK以確定模數m、壓力角及基圓齒厚Sb；公法線的測量方法（見圖四）：用游標卡尺的量足跨過齒輪的K個齒，測得齒廓間公法線長度為WK，然后再跨K+1個齒，測得齒廓間公法線長度為WK+1。為了保證卡尺的兩個量足與齒廓的漸開線部分相切，卡尺的兩量足所跨的齒數K應根據被測齒輪的齒數Z參照下表選取。齒數Z12-1819-2728-3637-4546-5455-6364-7273-81跨齒數K23456789由漸開線的性質可知，齒輪齒廓的公法線長度與其對應的基圓上的圓弧長度相等， 因此： WK =（k-1）Pb + Sb ； WK+1 =

20、KPb + Sb 由此可得： Pb = Wk+1 - WK ； Sb = WK+1 - KPb 一對相嚙合的齒輪的基圓齒距是相等的，所以經測量求得的Pb1和P b2應近似相等。 由求得的P b可按下式算出模數m； 壓力角的標準值一般為20或15（不常用），分別將這兩個值代入上式，計算出與標準值相接近的一組模數和壓力角，即為所求的值。一對相嚙合的齒輪的模數、壓力角相等。標準模數系列（GB1375-78）第一系列0.1， 0.12， 0.15， 0.2， 0.25， 0.3， 0.4， 0.5， 0.6， 0.8， 1， 1.25，1.5， 2， 2.5， 3， 4， 5， 6， 8， 10， 12， 16， 20， 25， 32， 40第二系列0.35， 0.7， 0.9， 1.75， 2.25， 2.75， （3.25）， 3.5，（3.75）， 4.5， 5.5，（6.5）， 7， 9， （11）， 14， 18， 22， 28， （30）， 36， 45 注：優先選用第一系列，其次是第二系列，括號內的模數盡可能不用。4分度圓直徑d和基圓直徑d b： d = m Z ； d b = d cosa 5齒頂高ha和齒根高hf： ha = (da-d ) /2 ； hf =