機械原理指導(dǎo)書二級減速器

1、實驗一 機構(gòu)創(chuàng)意組合實驗一、實驗?zāi)康?、加深機構(gòu)組成原理的理解，為機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。2、利用若干不同的桿組，拼接各種不同的平面機構(gòu)，以培養(yǎng)機構(gòu)運動創(chuàng)新 設(shè)計意識及綜合設(shè)計能力。3、訓(xùn)練工程實踐動手能力。二、實驗設(shè)備及工具1、機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計方案實驗臺及附件：齒輪、齒條、槽輪、凸輪、轉(zhuǎn)動 軸、連桿、各種連接組合零部件等。2、裝拆工具：十字起子、活動板手、內(nèi)六角板手、鋼板尺、卷尺等。3（自備）草稿紙、筆、繪圖工具等三、實驗要求1、每 2-3 人一組，每一組實驗前擬一份機構(gòu)運動設(shè)計方案，實驗后提交新 設(shè)計方案；2、完成實驗后各組將機械零部件 “物還原位 ”，老師驗收后方可離去；3、每人完成

2、一份實驗報告。四、實驗原理及方法根據(jù)平面機構(gòu)的組成原理： 任何平面機構(gòu)都可以由若干個基本桿組依次聯(lián)接 到原動件和機架上而構(gòu)成，故可通過選定的機構(gòu)類型，拼裝該機構(gòu)并進(jìn)行分析。五實驗過程1、掌握平面機構(gòu)組成原理；2、熟悉本實驗中的實驗裝置，各種零部件、裝拆工具的功用，了解機構(gòu)的 拼接方法。3、自擬平面機構(gòu)運動方案，形成拼接實驗內(nèi)容；4、正確拼接各基本桿組；5、將各基本桿組按運動傳遞規(guī)律順序拼接到原動件和機架上，拼接機構(gòu)；6、繪制所拼機構(gòu)運動簡圖，并進(jìn)行機構(gòu)自由度的計算；7、寫出實驗報告。六、補充知識1、桿組的概念 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)相等， 因此機將從動

3、件系統(tǒng)拆成若干構(gòu)由機架、 原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副聯(lián)接而成。個不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組。根據(jù)桿組的定義，組成平面機構(gòu)桿組的條件是：F=3n-2pL-pH=0其中構(gòu)件數(shù) n，高副數(shù) PH 和低副數(shù) PL 都必需是整數(shù)。由此可以獲得各種類型的桿組。當(dāng) n=1,PL=1,PH=1 時即可獲得單構(gòu)件高副桿組，常見的有如下幾種：圖 1 單構(gòu)件高副桿組當(dāng) PH=0 時，稱之為低副桿組，即F=3n-2PL=0因此滿足上式的構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)的組合為：n=2,4,6， PL=3，6， 9。最簡單的桿組為 n=2 ，PL=3，稱為級組，由于桿組中轉(zhuǎn)動副和移動副的配置不同

4、， 級組共有如下五種形式。n=4,PL=6 的桿組形式很多，機構(gòu)創(chuàng)新模型已有圖3 所示的幾種常見的級桿組。圖 3 平面低副級組2、機構(gòu)的組成原理根據(jù)如上所述， 可將機構(gòu)的組成原理概述為： 任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依 次連接到原動件和機架上的方法來組成。這是本實驗的基本原理。七、實驗步驟（補充）1、正確拆分桿組從機構(gòu)中拆出桿組有三個步驟：1）先去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束；2）計算機構(gòu)的自由度，確定原動件；3）從遠(yuǎn)離原動件的一端開始分桿組，每次拆分時，要求先試著拆分級組，沒有級 組時，再拆分級組等高一級組，最后剩下原動件和機架。拆組是否正確的判定方法是： 拆去一個桿組或一系列桿組后，

5、 剩余的必需為一個完整的 機構(gòu)或若干個與機架相聯(lián)的原動件， 不能有不成組的零散構(gòu)件或運動副存在， 全部桿組拆完 后，只應(yīng)當(dāng)剩下與機架相聯(lián)的原動件。如圖 4所示機構(gòu)，可先除去 k 處的局部自由度；然后，按步驟2）計算機構(gòu)的自由度：F=1，并確定凸輪為原動件；最后根據(jù)步驟3）的要領(lǐng)，先拆分出由構(gòu)件 4 和 5 組成的級組，再拆分出由構(gòu)件 6 和 7 及構(gòu)件 3 和 2組成的兩個級組及由構(gòu)件 8 組成的單構(gòu)件高副桿 組，最后剩下原動件 1 和機架 9。2、正確拼裝桿組 將機構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運動學(xué)尺寸，在平板上試拼機構(gòu)。拼接時， 首先 要分層， 一方面是為了使各構(gòu)件的運動在相互平行的平面

6、內(nèi)進(jìn)行， 另一方面是為了避免各構(gòu) 件間的運動發(fā)生干涉，因此，這一點是至關(guān)重要的。試拼之后， 從最里層裝起， 依次將各桿組聯(lián)接到機架上去。 桿組內(nèi)各構(gòu)件之間的聯(lián)接已 由機構(gòu)創(chuàng)新模型提供，而桿組之間的連接可參見下述的方法。1）移動副的聯(lián)接圖 5 表示構(gòu)件 1 與構(gòu)件 2 用移動副相聯(lián)的方法。2）轉(zhuǎn)動副的聯(lián)接圖 6 表示構(gòu)件 1 與帶有轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件 2 的聯(lián)接方法。圖 5 移動副的聯(lián)接圖 6 轉(zhuǎn)動副的聯(lián)接3）齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 表示齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 齒條與構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)4）齒條與其他部分的固聯(lián)圖 8 表示齒條與其他部分固聯(lián)的方法。圖 8 齒條與其他

7、部分固聯(lián)5）構(gòu)件以轉(zhuǎn)動副的形式與機架相連圖 9 表示連桿作為原動件與機架以轉(zhuǎn)動副形式相聯(lián)的方法。用同樣的方法可以將凸輪或齒輪作為原動件與機架的主動軸相連。 如果連桿或齒輪不是作為原動件與機架以轉(zhuǎn)動副形式 相連， 則將主動軸換作螺栓即可。 注意：為確保機構(gòu)中各構(gòu)件的運動都必須在相互平行的平 面內(nèi)進(jìn)行， 可以選擇適當(dāng)長度的主動軸、 螺栓及墊柱，如果不進(jìn)行調(diào)整，機構(gòu)的運動就可能 不順暢。圖 9 構(gòu)件與機架以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)6）構(gòu)件以移動副的形式與機架相聯(lián)圖 10 表示移動副作為原動件與機架的聯(lián)接方法。圖 10 構(gòu)件與機架以移動副的相聯(lián)3、實現(xiàn)確定運動試用手動的方式驅(qū)動原動件， 觀察各部分的運動都暢通無阻之

8、后， 再與電機相聯(lián)， 檢查 無誤后，方可接通電源。4、分析機構(gòu)的運動學(xué)及動力學(xué)特性 通過觀察機構(gòu)系統(tǒng)的運動， 對機構(gòu)系統(tǒng)的運動學(xué)及動力學(xué)特性作出定性的分析。 一般包括如 下幾個方面：1）平面機構(gòu)中是否存在曲柄；2）輸出件是否具有急回特性；3）機構(gòu)的運動是否連續(xù)；4）最小傳動角（或最大壓力角）是否在非工作行程中；5）機械運動過程中是否具有剛性沖擊和柔性沖擊。實驗二 慧魚拆裝實驗、實驗?zāi)康?、培養(yǎng)學(xué)生用創(chuàng)造性思維方法，設(shè)計、搭建新型的機構(gòu)或裝置；2、加強學(xué)生對機電一體化的實踐認(rèn)識；3、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及綜合設(shè)計能力。、設(shè)備與工具1、慧魚技術(shù)創(chuàng)意模型（1）計算機組合包（ 2）移動機器人包（ 3）汽

9、車技術(shù)包（ 4）仿生生物包（5）太陽能包（ 6）工業(yè)機器人包（7）傳感器包（8）氣壓傳動件包（9）動力添加組（10）可調(diào)變壓器（ 11）遠(yuǎn)紅外遙搖控包桁架機構(gòu)2、486 或 586微機；3、攝子， 5V、 9V 電池；、實驗前的準(zhǔn)備1、按模型組合包設(shè)備清單清點模型零件，并按類型分類置放于裝料盤中；2、認(rèn)真閱讀模型組合包操作手冊，并翻譯有關(guān)外文資料；3、按組裝指導(dǎo)圖，搭接模型，掌握組合模型的拼接方法；四、實驗步驟1、按要求或按條件選擇設(shè)計題目；2、制定設(shè)計方案，繪制機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖及原理圖；3、按設(shè)計方案搭接機構(gòu)模型；4、實驗完畢，拆卸全部零件，清點零件并按要求包裝好。實驗三 動平衡實驗（車輪）一、實

10、驗?zāi)康?、熟悉車輪動平衡儀的工作原理、結(jié)構(gòu)及其特點。2、掌握車輪動平衡儀的使用方法。二、實驗內(nèi)容 測量實驗車車輪最大不平衡量。如不平衡量超出該型車輪技術(shù)條件要求，則進(jìn)行平衡調(diào) 整。三、實驗儀器設(shè)備1、實驗車輪 4 個。2、車輪動平衡儀 1 臺。3、常用工具 1套，調(diào)整專用工具 1 套。四、實驗準(zhǔn)備工作1、檢查并按標(biāo)準(zhǔn)充足輪胎氣壓。2、清除輪胎上的泥土及雜物等。3、取掉車輪輪輞上的舊平衡塊。4、清潔動平衡儀的主軸和車輪總成鎖緊錐套。五、實驗步驟1 ）根據(jù)輪輞中心孔的大小選擇錐體，仔細(xì)地裝上車輪，用大螺距螺母上緊。 2）打開電源開關(guān)，檢查指示與控制裝置的面板是否指示正確。3）用卡尺測量輪輞寬度 b

11、、輪輞直徑 d （也可由胎側(cè)讀出） ，用平衡機上的標(biāo)尺測量輪 輞邊緣至機箱的距離 a，再用鍵入可選擇器旋鈕對準(zhǔn)測量值的方法，將a、b、c 值輸入到指示與控制裝置中。4）按下啟動鍵，車輪旋轉(zhuǎn)，平衡測試開始，微機自動采集數(shù)據(jù)。5）車輪自動停轉(zhuǎn)，從指示裝置讀取車輪內(nèi)、外兩側(cè)不平衡量和不平衡位置。6）用手慢慢轉(zhuǎn)動車輪，當(dāng)指示裝置發(fā)出指示時停止轉(zhuǎn)動。在輪輞的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的上部 （時鐘 12 點的位置）加裝指示裝置顯示該側(cè)平衡塊質(zhì)量。內(nèi)、外側(cè)要分別進(jìn)行，平衡塊裝 卡要牢固?！卑粹o，程序進(jìn)行范成加工過程模擬，此時，學(xué)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

12、，如圖 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 13 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(jìn)入。程序顯示如圖 5 所示界面。界面中顯示有學(xué)生的學(xué)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(xué)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。六、

13、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(jìn)行分析；3 對不同的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，說明：齒形的變化與齒數(shù)的關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)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。合肥工業(yè)大學(xué)齒輪范成實驗報告20030913 姓名： 王炎歡 班級： 機械設(shè)計 9班說明： （A）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。（ B）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

14、頂線 通過N點，因而沒有根切。實驗時間： 2005-11-10 9:06:09批改時間：指導(dǎo)老師： 成績：七、實驗注意事項1 實驗前應(yīng)充分做好準(zhǔn)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；實驗一 機構(gòu)運動簡圖測繪與分析實驗報告（要求學(xué)校發(fā)的實驗紙書寫）姓名：班級：成績：實驗日期：教師簽字：一、實驗?zāi)康模憾嶒炘O(shè)備及工具三、實驗內(nèi)容：1、機構(gòu) 名 稱機構(gòu)運動簡圖比例 尺比自由度計 算運動是否確定1n = pL = pH =F =2n = pL = pH = F =3n = pL = pH = F =4n = pL = pH = F =四、思考題1）一個正確的“機構(gòu)運動簡圖”應(yīng)能說明哪些內(nèi)容？2）機構(gòu)自由度的計算對測繪機構(gòu)運動簡圖有何幫助？（3）繪制機構(gòu)運動簡圖時，原動件的位置是否可以任意確定？若任意確定會不會影響簡圖正確性？4）自由度大于或小于原動件數(shù)時會產(chǎn)生什么結(jié)果？實驗二 慧魚拆裝實驗報告A4 打印 要求拆裝圖片 （單頁）姓名：班級：成績：實驗日期：教師簽字：一、實驗方案名稱二、結(jié)構(gòu)特點三、實驗零件數(shù)目與完成時間四、方案效果（相機拍照）實驗四 齒輪范成原理虛擬實驗報告A4 打印 要求六組數(shù)據(jù)（單頁）姓名：班級：成績：實驗日期：