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实验指导书总本
机械原理与机械零件
实验报告
(实验指导书)
方岳、王清编
班级
学号
湖南理工学院机电系
2007-9-24
机械原理实验一:
机构运动简图测绘
一、实验目的:
1.学会撇开实际机器的构造,而仅从运动学的观点来测绘其机构的运动简图。
2.验证和巩固自由的计算及运动链的运动是否确定的判别方法。
二、设备和工具
1.机械模型
2.量具:
钢板尺、卡尺、内外卡钳
3.自备:
圆规、三角尺、橡皮、铅笔、草稿纸
三、测绘原理和方法:
1.测绘原理:
由于机构的运动仅与机构中的所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关,因此,在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体结构,而用简单的线条和规定的符号表示相应的构件和构件与构件连接的运动副,并按一定的比例表示机构各构件的尺寸,运动副的相对位置,以此来实现运动构件的运动特性,这样画出来的图即为机构运动简图。
常用的运动副的代表符号见附表1-1、1-2,必须注意运动副的表示方法。
2.测绘方法:
1)测绘时将被测绘的模型缓缓转动。
从原动件开始仔细观察机构的运动分清各个运动单元,从而确定组成机构件数目。
2)根据相联的两构件间的接触情况及相对运动和性质,确定各个运动副的种类。
3)在草稿纸上徒手按规定的符号及构件相联的次序,从原动开始,逐步画出机构运动示意图。
用数字1、2、3……分别表出各个构件,用A,B,C……分别标注各运动副。
4)仔细测量与机构有关的尺寸,即转动副间的中心和移动副导路的位置尺寸或角度等等。
任意假定原动构件的位置,并按一直的比例尺将机构运动示意图画成正式的机构运动间图。
四、实验步骤:
1.了解被测机器的名称、用途。
2.仔细观察机构的运动,弄清构件数目,运动副的数目的类型。
3.缓慢转动被测绘的机构(机器),从原运件开始,根据其运动的传递路线,(即原运件—从动件),仔细观察互相连接的两零件间是否有相对运动,从而弄清组成机构的构件数目。
分析各个构件间相对运动的性质,确定运动副的类型,运动副的数目。
4.合理选择机构运动的投影面。
一个投影面难以表达清楚时,允许选择两个或两个以上的投影面,力求清楚简单正确地把机构表示出来。
5.画出机械运动示意图
从动件开始,目测实物尺寸或用测量工具量出尺寸,用简单的线条表示出来相应的构件,用规定的符号构件连接起来,然后中将活动件用1、2、3……分别标注,固定构件用固定符号表示,运动副依次用A、B、C……分别标注。
6.据机构运动示意图按比例u定出运动副的相对位置,用构件和运动副的规定符号绘成机构运动简图。
U=实际长度(m)/图示长度(mm)
7.计算机构自由度
平面机构自由度计算公式:
F=3n-2P1-PH
n---表示机构活动件数
P1---表示运动副低副数
PH----表示运动副高副数
8.检查计算结果是否正确。
例如根据所得结果,F=1,则该机器只有一个原动作,这时机构件运动均是确定的,计算结果与实际机构完全相符,否则运动是不确定的。
9.思考题:
1)一个正确的机构运动简单图应能说明哪些问题?
2)机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮
机构运动简图测绘实验报告
姓名:
实验日期:
成绩:
审阅人:
审阅日期:
1.简图和计算
机构
名称
机构运动简图
长度
比例尺
活动
构件数
低副数
高副数
机构
自由度
机构
名称
机构运动简图
长度
比例尺
活动
构件数
低副数
高副数
机构
自由度
2、思考题
1)一个正确的机构运动简单图应能说明哪些问题?
2)机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮
动运副
名称
运动副符号
两运动构件的运动副
两构件之一为固定时运动副
平
面
运
动
副
转动副
移动副
平面高副
空
间
运
动
副
螺旋副
球面副及球销副
在支架上的电机
齿轮齿传动
带传动
圆柱蜗杆蜗轮传动
链传动
圆柱蜗杆蜗轮传动
外啮合圆柱齿轮传动
凸轮传动
内啮全圆柱齿轮传动
轮机构
机械原理实理二:
机械原理现场教学实验
一.实验目的及要求
1.本实验是通过对各种电动典型机构的观察,结合听取VCD的讲解,对照思考题,主要达到增加对机械原理中各机械的感性认识,同学加深对所研究问题的理解。
2.仔细观察,认真分析,按要求完成实验报告。
二.实验内容
1.陈列柜内容
(1)操作台:
包括TF801型单板机一台;VCD一台
(2)第一柜:
机械的组成和运动副
(3)第二柜:
齿轮机械类型
(4)第三柜:
齿轮的基本参数
(5)第四柜:
轮系的类型
(6)第五柜:
轮系的功用
(7)第六柜:
凸轮机构
(8)第七柜:
平面连杆机构的类型
(9)第八柜:
平面连杆机构的应用
(10)第九柜:
间歇运动机构
(11)第十柜:
组合机构
2。
使用方法
(1)每个陈列柜下方装有每个机构各自的点动开关可控制各个机构的运转。
当松开点动开关时,相应的机构即停止运转。
(2)可以从每一柜开始顺序运转到第十柜,也可以从任何一柜开始控制,方
法是在键盘上先键入个柜控制程序的首地址,然后再按下“EXEC”键即
可。
(3)第一柜:
0800第二柜:
0880
第三柜:
0900第四柜:
0980
第五柜:
0A00第六柜:
0A80
第七柜:
0B00第八柜:
0B80
第九柜:
0C00第十柜:
0C80
(4)在程序运行时如果中途停止沉着操作,即可按下单板机的“复位”键。
(5)十柜运行共需要量56分钟。
机械原理现场教学实验报告
姓名:
实验日期:
成绩:
审阅人:
审阅日期:
一:
填空题
1.是机械原理课程研究的主要对象,它是由和所组成。
2.低副有、、、和副等类型,高副是通过的接触而构成的运动副。
3.平面齿轮机构常见的类型有、和传动。
空间齿轮机构常见类型有、以及传动。
动这间的相互转换。
4.螺旋齿轮传动用于传递轴间的运动和运动之间的相互转换
5.齿轮齿条传动可以实现运动和运动,蜗轮蜗杆传动用于传递轴之间的运动。
6.渐开线齿轮的五个基本参数是、、、和。
7.齿顶高是与间的高度,齿轮高是与间的高度,正常齿顶主系数值为,顶隙系数值为。
8.变位齿轮的分度圆仍具有标准齿轮的和参数。
但是其分度圆上参数和参数不相等。
9.一系列齿轮组成的传动系统称为。
10.轮系在运转凸轮机构时,各个齿轮的轴线想对机架而言是固定的,这种轮系
应该叫轮系,它又分为轮系和轮系。
11.轮版在运转时,各个齿轮中有一个或几个齿轮轴线的位置并不固定,而是绕
其它齿轮固定回转,刚此轮系叫轮系。
12.凸轮机构中从动件端结构形式有、等。
13.凸轮机构形式常有、、等。
14.在凸轮机构运转中,应设法使推杆与凸轮始终保持接触,而使两者保持接触
的方法主要有法和法。
15.铰链四杆机构有机构和机构等。
16.平面连杆机构在生产实际中解决两类基本问题:
一是实现运动规律,二是实现。
预期的。
17.在曲柄滑块机构基础上,通过选用不同构件为机回从而可以获得的演化形式中
有机构机构和机构等。
18.常见间歇运动机构形式有、、机构。
(二)、讨论题
1.斜齿轮和直齿轮比较,它的主要优点?
采用人字齿轮的优缺点?
2.螺旋齿轮传动和斜齿轮传动的区别?
3.蜗杆传动的优点?
4.轮系的功用体现在哪几方面?
机械原理实验三:
渐开线齿廓范成原理
一、实验目的:
1、用范成法制造渐开线齿轮的基本原理,观察齿廓形成的过程。
2、解变位齿轮的加工过程,分析比较标准齿轮正、负变位齿轮的异同。
3、了解当齿轮发生根切时,如何采用齿轮避免根切。
二、设备与工具:
1.齿轮范成仪:
2.学生自备:
计算器、圆规、铅笔、三角板、300*300图纸1张等
3.齿条刀具的基本参数
m=20a=20oha=1c=0.25
三、实验原理和方法
范成法是利用一对齿轮或齿条互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。
加工时其中一轮为刀具,另一轮为毛坯的刀具之间仍然保持固定的角速度比传动,它们的对滚运动与一对互相啮合的齿轮的运动完全一致,同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。
这样制得的齿轮的齿廓就是刀具的刀刃在各个位置的包络线,若用渐开线作为刀具的齿廓。
则包络线亦必为渐开线。
由于在实际加工时看不到刀刃的各个位置所形成的包络线的过程,帮通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具之间的传动过程,并用铅笔将刀具各个位置所形成的包络迹描在毛坯纸上。
这样我们就可以清楚地看到渐开线齿轮形成的过程。
四、实验步骤:
一、范成标准齿轮
1、据所用范成仪的模数m和分度圆直径d求出被切齿轮的齿数z,并计处其齿顶圆直径在da、齿根圆直径df和基圆直径db。
2、在一张纸上,分别以da、d、df、db为直径画出四个同心圆并将图纸剪成直径比da大3mm的圆形。
3、将圆形纸片放在范成仪上的托盘上使二者圆心重合,而后用压环将纸片夹在托盘上。
4、将范仪的齿条及滑架上的标尺刻度零点对准。
(此时齿条刀具的刀顶线应与圆形纸片上所画的齿根圆相切,刀具的分度中线与轮坯分度圆相切)。
5、将滑架推至左(或右)极限位置,用削尖的铅笔在圆形纸片(代表被切齿轮毛坯)上画下齿条刀具齿廓在该位置上的投影线,然后将滑架向右(或左)移动一个很小的距离,此时,通过齿轮使托盘也相应转过一个角度,再将齿条刀具的齿廓在该位置上的投影线,这些投影线的包络即被切齿轮的渐开线齿廓。
6、按上述方法绘出2—3个完整的齿形。
二、范成变位齿轮
1、根据所用范成仪的参数,计算出不发生根切现象的最小们系数Xmin=(17—Z)/17,然后取定位系数X(X>=Xmin)计算变位齿轮的齿顶圆直径da和齿根圆直径df。
3、180度,再在图纸上,分别以和为直径画出四个同心圆。
4、同“范成标准齿轮”步骤3。
5、将齿条向远离拖盘中心的方向移动一段距离(大于或等于Xmin)
6、同“范成标准齿轮”步聚5。
7、同“范成标准齿轮”步聚6。
渐开线齿廓范成原理实验报告
姓名:
实验日期:
成绩:
审阅人:
审阅日期:
1.范成齿廓图1张(齿廓图要求至少有两个以上完整的齿曲线)
2.齿轮几何参数计算和测量
几何参数
标准齿轮
变位齿轮
理论值
测量值
理论值
测量值
齿数z
8
8
分度圆直径d(mm)
齿顶圆直径da(mm)
基圆直径db(mm)
周节p(mm)
基节pb(mm)
分度圆齿厚s(mm)
分度圆齿间e(mm)
最小移距系数xmin
移距Xd
3、思考题
1)用齿轮刀具加工标准齿轮和变位齿轮时,刀具与轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求?
2)根据测量的实验数据,变位齿轮与标准齿轮相比较,其参数的变化情况?
3)除了防止根切以外,在什么情况下采用变位齿轮
机械原理实验四:
齿轮参数测定
一、试验目的:
1、掌握用普通的量具测定渐开线齿轮的基本参数的方法。
2、测定并熟悉齿轮各部分尺寸,参数的关系及巩固渐开线齿轮的几何性质。
二、实验用具:
1、待测齿轮:
标准直齿圆柱齿轮、变位齿轮、奇数、偶数齿各一个
2、量具:
游标卡尺、齿厚卡尺
3、自备:
计算工具和渐开线函数表
三、测量原理和方法:
利用渐开线齿廓上任意点的法线必切于基圆,同一基圆上生成的任意两条相反的渐开线间的分法线的长度处处相等,使用卡尺量出齿廓公法线长度,齿根圆直径及固定弦齿厚,并通过它计算齿轮的以下几个基本参数:
模数m,分度圆上的压力角a,齿顶高系数ha*,径向间隙系数c*,最小移距系数Xmin,齿数直接数出来,就可以将齿轮各个几何尺寸算出来。
(如图)
测量方法如图所示,用卡尺跨过K个齿测得齿间的公法线距离Wk毫米,然后再跨K+1个齿测得其距离Wk+1毫米,为了保证卡尺的两个量足与齿廓的分度圆附近相切,K值应根据被测齿轮的齿数z来确定。
Z
12-18
19-27
28-36
37-45
46-54
55-63
K
2
3
4
5
6
7
当a=20º时,也可以根据公式K=z/9+0.5米来推算
由渐开线的性质可知,如图所示的齿廓间公法线Pb与所对应的基圆上弧a0b0相等。
因此
公法线长WK=(K-1)Pb+Sb
WK+1=KPb+Sb
所以,基节长Pb=Wk+1-WK
1、确定模数和压力角:
根据所求得基节Pb,可按下面公式算出模数:
∵Pb=πmcosa
故得m=Pb/πcosa
当a=20ºm=Pb/2.95
由于式中分度圆压力角a可能是15º也可能是20º,故分别以两种压力角值代入上式,算出相应的模数与标准值比较,其中数值最接近于标准的一组m,a即为所求。
若当=20º是已知的,知道了Pb也可以从表中查出m
Pb
5.090
7.380
8.356
11.808
13.384
14.760
17
M
2.0
2.5
3.0
4.0
4.5
5.0
6.0
2、测定齿顶圆直径da和齿根圆直径df:
da和df的值可以用游标尺测定。
注意,齿数Z为奇数时,不能像偶数齿那样直接量出da,df(想一想应怎样测量)。
3、判定是否是标准齿轮:
若被测齿轮为标准齿轮,则测得的da和df应等到于或接近下列公式算出的数值。
da=m(z+2ha*)
df=m(z-2ha*-2c*)
式中分别代入ha*=1,c*=0.25和ha*=0.8,c*=0.3两组标准值,当测量值与计算值相差较多时,则被测齿轮为变位齿轮,若测量值均大于计算值时,为正变位齿轮,反之则为负变位齿轮.
4、测量变位系数、齿顶高系数ha*和径向间隙C
设Wk为跨齿数相同的标准齿轮的公法线长度,则变位后公法线长度Wk’的计算为
Wk=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]
若Wk’≈Wk,则说明被测齿轮为标准齿轮。
若Wk’≠Wk,则说明被测齿轮为变位齿轮,变位系数可由下式求得:
x=(Wk’-Wk)/(2msinα)
(考虑到公法线长度上齿厚减薄量的影响,比较判定时可将测量值Wk’加上一个补偿量ΔS=0.1~0.25mm)
求齿顶高系数ha*和径向间隙C*可以利用齿根高公式
Hf=m(ha*+C*-X)=(d-df)/2
式中模数m,移距系数X,分度圆直径d和齿根圆直径df都分别测量和推导。
故分别用ha*=1,c=0.25和ha*=0.8,c*=0.3代入上式,符合等式的一组即为所求标准值。
四、实验步骤
1、选偶数和奇数齿轮各一个,数齿数。
2、测量Wk、Wk+1和df,对每一尺寸应测量三次,均值作为测量结果
3、计算m、a、ha*、X。
五、思考题
1、决定齿廓形状的参数有哪些?
2、测量公法线长度时,卡尺的量脚放在渐开线齿廓的不同位置上,对测定的Wk、Wk+1有无影响?
为什么?
3、测量齿顶圆直径da和齿根圆直径时df,偶数齿和奇数齿在测量方法上有什么不同?
齿轮参数测量实验报告
姓名:
实验日期:
成绩:
审阅人:
审阅日期:
1、奇数齿测量和计算
测量或计算项目
测量或计算数值(mm)
判定结果
齿数z
齿数z=
公法线长度测量值
跨齿数k=
次数
1
2
3
平均值
基节pb=
压力角α=
模数m=
Wk’
Wk+1’
公法线长度计算值及
变位系数
Wk
Wk=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]=
变位系数x=
齿轮为:
x
x=(Wk’+ΔS-Wk)/(2msinα)=
齿顶圆直径测量值齿根圆直径测量值
偶数齿
次数
1
2
3
平均值
齿顶圆直径da=
齿根圆直径df=
全齿高h=
齿顶高系数ha*=
顶隙系数c*=
da’
df’
奇数齿
D
H1
H2
2、偶数齿测量和计算
测量或计算项目
测量或计算数值(mm)
判定结果
齿数z
齿数z=
公法线长度测量值
跨齿数k=
次数
1
2
3
平均值
基节pb=
压力角α=
模数m=
Wk’
Wk+1’
公法线长度计算值及
变位系数
Wk
Wk=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]=
变位系数x=
齿轮为:
x
x=(Wk’+ΔS-Wk)/(2msinα)=
齿顶圆直径测量值齿根圆直径测量值
偶数齿
次数
1
2
3
平均值
齿顶圆直径da=
齿根圆直径df=
全齿高h=
齿顶高系数ha*=
顶隙系数c*=
da’
df’
奇数齿
D
H1
H2
3、、思考题
1)决定齿廓形状的参数有哪些?
2)测量公法线长度时,卡尺的量脚放在渐开线齿廓的不同位置上,对测定的Wk、Wk+1有无影响?
为什么?
3)测量齿顶圆直径da和齿根圆直径时df,偶数齿和奇数齿在测量方法上有什么不同?
机械设计实验五:
机械零件现场教学实验
一、实验目的与要求:
1.本实验是通过对各种曲型机械零件的观察,结合听取VCD的讲解,以及图形和文字说明,对照回答填空题和思考题,主要达到增加对机械零件的感性认识,同时加深对所研究问题的理解。
2.仔细观,认真分析,按要求完成实验报告。
二、实验内容:
1.陈列柜内容
(01)操作台:
包括TF801型单板机一台:
VCD一台
(02)第一柜:
螺纹联接与应用
(03)第二柜:
键、花键、销、铆、焊、胶接
(04)第三柜:
带传动
(05)第四柜:
链传动
(06)第五柜:
齿轮传动
(07)第六柜:
蜗杆传动
(08)第七柜:
滚动轴承与润滑密封
(09)第八柜:
滚动轴承与装置设计
(10)第九柜:
轴的分析与设计
(11)第十柜:
联轴器与离合器
2.使用方法
(1)可以从第一柜开始顺序运转到第十柜,也可以从任何一柜开始控制,方法是在键盘上先键入柜控制程序的首地址,然后再按下“EXCE”即可。
(2)第一柜:
0800第一柜:
0880
第一柜:
0900第一柜:
0980
第一柜:
0A00第一柜:
0A80
第一柜:
0B00第一柜:
0B80
第一柜:
0C00第一柜:
0C80
(3)在程序运行时如果中途停止沉着操作,即可按下单板机的“复位”键。
(4)十柜运行共需55分钟
机械零件现场教学实验报告
姓名:
实验日期:
成绩:
审阅人:
审阅日期:
(一)、填空题
1.螺纹的类型有、、和等。
它们的牙型常见的有——————、—————————、————————、———————等多种。
2.螺纹联接基本类型有、、、、等。
3.螺纹常用的标准联接件有、、、、、等
4.键联接的主要类型有和、和联接。
5.平键按构造可分为、、三种,花键联接方式按齿形可分为、、三种类型。
6.常用的无键联接有和两种形式。
7.用于轴与轮毂联接以传递转矩的销叫销。
作为安全装置中的过载剪断件叫削。
8.铆接缝三种类型是、和等。
9.常见的焊接方法有、、常见焊缝形式有、、。
10.常见的带传动类型有、和等。
11.传动链按结构分其类型有和。
12.滚子链主要由、、、及等组成。
13.链紧张方式有、、等几种。
14.齿轮传动的基本类型有传动——————————传动—————————传动—————————传动及—————————传动等。
15.齿轮失效形式有、、、和——————————等形式。
设计齿轮时,对于闭式齿轮传动,通常以保证强度为主,但对于齿面硬度很高,齿芯强度又低或材质较脆的齿轮,则以保证强度为主。
16.蜗杆传动有、、传动等几种形式。
17.蜗轮的结构有以下几种、、、等。
18.滑动轴承分为和两大类。
19.推力轴承的主要类型有、、、等。
20.滚动轴承的的四种典型结构为、、、、和轴承。
21.轴上零件定位须利用、、和来定位。
22.轴的类型有、、、、等。
23.离合器和联轴器都是连接与的。
.刚性联轴器有、和等多种形式。
弹性联轴器有和等多种形式。
弹性联轴器有和等多种形式,它们都装有弹性元件,有缓和的能力。
(二)、讨论题
1.螺纹的作用?
2.怎样防止螺纹的松动?
3.
4.怎样提高螺栓联接的强度?
5.三种带传动的特点?
6.两种密封形式的各自特点?
7.简述轴的设计过程?
机械设计实验六:
带传动实验
一、实验目的
1.观察带传动中的弹性滑动和打滑现象。
2.测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传动效率之间的关系,绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。
3、了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。
二、实验台的构造工作原理:
由于弹性滑动率ε之值与打滑现象的出现以及带传动的效率都与带传递的载荷的大小有密切关系,本实验台用灯泡作负载。
本实验台由主机和测量系统两大部分组成如图1所示。
1、主机
主机是一个装有平带的传动装置。
主电机是直流电动机,装在滑座上,可沿滑座滑动,电机轴上装有主动轮,通过平带带动从动轮,从动轮装在直流发电机的轴上。
在直流发电机的输出电路上,并联了八个灯泡,每个20瓦(即图1上的负载灯泡),作为带传动的加载装置。
砝码通过钢丝绳、定滑轮拉紧滑座,从而使带张紧,并保证一定的初拉力。
开启灯泡,以改变发电机的负载电阻,随着开启灯泡的增多,发电机的负载增大,带的受力增大,两边拉力差也增大,带的弹性滑动逐步增加。
当带传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周力时,带开始打滑,当负载继续增加时则完全打滑。
2、
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 实验 指导书