機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪分析機(jī)構(gòu)的組成可知，任何機(jī)構(gòu)都是由許多構(gòu)件通過運(yùn)動副的聯(lián)接而構(gòu)成的。這些組成機(jī)構(gòu)的 構(gòu)件其外形和結(jié)構(gòu)往往是很復(fù)雜的，但決定機(jī)構(gòu)各部分之間相對運(yùn)動關(guān)系的是原動件的運(yùn)動規(guī)律、 運(yùn)動副類型及運(yùn)動副相對位置的尺寸，而不是構(gòu)件的外形（高副機(jī)構(gòu)的輪廓形狀除外） 、斷面尺寸以 及運(yùn)動副的具體結(jié)構(gòu)。因此，為了便于對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析或設(shè)計新機(jī)構(gòu)，可以撇開構(gòu)件、運(yùn)動副 的外形和具體構(gòu)造，而只用簡單的線條和符號代表構(gòu)件和運(yùn)動副，按比例定出各運(yùn)動副的位置，以 此表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動情況。這種表示機(jī)構(gòu)相對運(yùn)動關(guān)系的簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。掌握機(jī) 構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制方法是工程技術(shù)人員進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計、

2、機(jī)構(gòu)分析、方案討論和交流所必需的。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對運(yùn)動副、零件、構(gòu)件及機(jī)構(gòu)等概念建立實(shí)感；2熟悉并運(yùn)用各種運(yùn)動副、構(gòu)件及機(jī)構(gòu)的代表符號；3學(xué)會根據(jù)實(shí)際機(jī)械或模型的結(jié)構(gòu)測繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖； 4驗(yàn)證和鞏固機(jī)構(gòu)自由度計算方法和機(jī)構(gòu)運(yùn)動是否確定的判定方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及用具1各種機(jī)構(gòu)和機(jī)器的實(shí)物或模型2直尺、圓規(guī)、鉛筆、橡皮、草稿紙（自備）三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制的方法及步驟1了解待繪制機(jī)器或模型的結(jié)構(gòu)、 名稱及功用， 認(rèn)清機(jī)械的原動件、 傳動系統(tǒng)和工作執(zhí)行構(gòu)件。2緩慢轉(zhuǎn)動原動件，細(xì)心觀察運(yùn)動在構(gòu)件間的傳遞情況，了解活動構(gòu)件的數(shù)目。3. 根據(jù)相連接的兩構(gòu)件間的接觸情況和相對運(yùn)動特點(diǎn)，判定機(jī)構(gòu)中運(yùn)動副種類、個

3、數(shù)和相對位置。在了解活動構(gòu)件的數(shù)目及運(yùn)動副的數(shù)目時，需注意以下兩種情況：當(dāng)兩構(gòu)件間的相對運(yùn)動很小時，勿認(rèn)為一個構(gòu)件。由于制造誤差和使用日久，同一構(gòu)件各部分之間有稍許松動時，易誤認(rèn)為兩個構(gòu)件。碰到這 種情況，要仔細(xì)分析，正確判斷。3要選擇最能表示機(jī)構(gòu)特征的平面為視圖平面，同時，要將原動件放在一適當(dāng)?shù)奈恢?，以使機(jī) 構(gòu)運(yùn)動簡圖最為清晰。4在草稿紙上按規(guī)定的符號繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，在繪制時，應(yīng)從原動件開始，先畫出運(yùn)動副， 再用粗實(shí)線連接屬于同一構(gòu)件的運(yùn)動副，即得各相應(yīng)的構(gòu)件。原動件的運(yùn)動方向用箭頭標(biāo)出。在繪 制時，在不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動特征的前提下，允許移動各部分的相對位置，以求圖形清晰。初步繪制時 可按大致

4、比例作圖（稱之為機(jī)構(gòu)示意圖） 。圖作完后，從原動件開始分別 1、2、3 標(biāo)明各構(gòu)件， 再用 A 、B、C 表明各運(yùn)動副。中文 word 文檔庫】 -專業(yè)海量 word 文檔免費(fèi)下載： 5仔細(xì)測量機(jī)構(gòu)的各運(yùn)動尺寸（如：轉(zhuǎn)動副間的中心距，移動副導(dǎo)路的位置等），對于高副機(jī)構(gòu)應(yīng)仔細(xì)測量出高副的輪廓曲線及其位置。然后以一適當(dāng)比例尺l 作出正式的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。實(shí)際長度（ mm）1 圖示長度（ mm）6. 計算機(jī)構(gòu)的自由度，判斷被測機(jī)構(gòu)運(yùn)動是否確定，并與實(shí)際模型或?qū)嵨锵鄬φ?，觀察是否相符。對于平面機(jī)構(gòu)其自由度可按如下公式計算：F 3n 2PL PH在計算時要注意機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)的復(fù)合鉸鏈，局部自由度，虛約束等特殊

5、情況，并應(yīng)指明，若計算 的機(jī)構(gòu)自由度與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度不一致時，應(yīng)找出錯誤原因，加以糾正。四、思考題1為什么說作為一名工程技術(shù)人員，必須熟練的掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制？2一個正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖應(yīng)說明哪些內(nèi)容？3在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時，原動件取不同的位置，會不會簡圖的正確性？4機(jī)構(gòu)自由度的計算對測繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖有何幫助？五、注意事項(xiàng)1每人應(yīng)按上述方法完成四個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖繪制及自由度計算；2繪制運(yùn)動簡圖時注意一個構(gòu)件在中部與其它構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)的表達(dá)方法；3繪制運(yùn)動簡圖時注意高副中的滾子與轉(zhuǎn)動副的區(qū)分，可用大些的實(shí)心圓表示高副滾子，用小 些的空心圓表示轉(zhuǎn)動副；4注意構(gòu)件尺寸，尤其是固定鉸鏈之間的距離

6、及相互位置；5注意運(yùn)動簡圖的標(biāo)注，包括：構(gòu)件序號、原動件、運(yùn)動副字母等。實(shí)驗(yàn)報告（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)設(shè)備三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 機(jī)構(gòu)名稱： 自由度計算（公式） ：比例尺：運(yùn)動是否確定：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：2. 機(jī)構(gòu)名稱：自由度計算（公式）：比例尺：運(yùn)動是否確定：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：3. 機(jī)構(gòu)名稱：自由度計算（公式）：比例尺：運(yùn)動是否確定：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：4. 機(jī)構(gòu)名稱：運(yùn)動是否確定：自由度計算（公式） ： 比例尺： 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：四、簡答題1. 一個正確的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖應(yīng)能說明哪些內(nèi)容？2. 機(jī)構(gòu)自由度大于或小于原動件數(shù)時，各會產(chǎn)生什么結(jié)果？實(shí)驗(yàn)四 減速器的拆裝和結(jié)構(gòu)分析一、概述減速器是由封閉在箱體內(nèi)的齒輪

7、傳動或蝸桿傳動所組成的獨(dú)立部件，為了提高電動機(jī)的效率， 原動機(jī)提供的回轉(zhuǎn)速度一般比工作機(jī)械所需的轉(zhuǎn)速高，因此齒輪減速器、蝸桿減速器常安裝在機(jī)械 的原動機(jī)與工作機(jī)之間， 用以降低輸入的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大輸出的轉(zhuǎn)矩， 在機(jī)器設(shè)備中被廣泛采用。 例如寶山鋼鐵公司就有 10 多萬臺減速器， 在其他機(jī)器中減速器也有大量應(yīng)用。 作為機(jī)械類專業(yè)的學(xué) 生有必要熟悉減速器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計，本實(shí)驗(yàn)是為了解減速器的結(jié)構(gòu)、主要零件的加工工藝性，對于 詳細(xì)的減速器技術(shù)設(shè)計過程在 “機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 ”這一課程中予以介紹。齒輪減速器、蝸桿減速器的種類繁多，但其基本結(jié)構(gòu)有很多相似之處。本實(shí)驗(yàn)為了使同學(xué)了解 減速器的一般結(jié)構(gòu)設(shè)計、

8、主要零件加工工藝而設(shè)立的。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意掌握減速器的結(jié)構(gòu)、主要零件 的加工工藝。減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異，其基本結(jié)構(gòu)由箱體、軸系零件和附件三部分 組成。圖 4-1 、圖 4-2 為單級圓柱齒輪減速器，現(xiàn)結(jié)合該圖簡要介紹一下減速器的結(jié)構(gòu)。圖 4-1 減速器的結(jié)構(gòu)圖 4-2 減速器的結(jié)構(gòu)1箱體結(jié)構(gòu)減速器的箱體用來支承和固定軸系零件，應(yīng)保證傳動件軸線相互位置的正確性，因而軸孔必須 精確加工。箱體必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免引起沿齒輪齒寬上載荷分布不勻。為了增加箱體 的剛度，通常在箱體上制出筋板。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成削分式。剖分面一般取在軸線所在的水平面內(nèi) （即水平剖分

9、） ，以便于加工。箱蓋（件 4）和箱座（件 20）之間用螺栓（件 17、 18、 19 和件 31、 32、 33）聯(lián)接成一整體，為了使軸承座旁的聯(lián)接螺栓盡量靠近軸承座孔，并增加軸承支座的剛性， 應(yīng)在軸承座旁制出凸臺。設(shè)計螺栓孔位置時，應(yīng)注意留出扳手空間。箱體通常用灰鑄鐵（ HTl50 或 HT200 ）鑄成，對于受沖擊載荷的重型減速器也可采用鑄鋼箱體。 單件生產(chǎn)時為了簡化工藝，降低成本可采用鋼板焊接箱體。2軸系零件圖中高速級的小齒輪直徑和軸的直徑相差不大，將小齒輪與軸制成一體（件10）。大齒輪與軸分開制造，用普通平鍵（件 15）作周向固定。軸上零件用軸肩，軸套（件22），封油環(huán)（件 24、3

10、0）與軸承端蓋（件 21、13、 12、 27）作軸向固定。兩軸均采用角接觸軸承（件25、28）作支承，承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用。軸承端蓋與箱體座孔外端面之間墊有調(diào)整墊片組（件16、 29），以調(diào)整軸承游隙，保證軸承正常工作。該減速器中的齒輪傳動采用油池浸油潤滑，大輪齒的輪齒浸入油池中，靠它把潤滑油帶到嚙合 處進(jìn)行潤滑。滾動軸承采用潤滑脂潤滑，為了防止箱體內(nèi)的潤滑油進(jìn)入軸承，應(yīng)在軸承和齒輪之間 設(shè)置封油環(huán)（件 24、30）。軸伸出的軸承端蓋孔內(nèi)裝有密封元件，圖中采用的內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇型 密封圈（件 11、23 ），對防止箱內(nèi)潤滑油泄漏以及外界灰塵、異物浸入箱體，具有良好的密封效果。3減

11、速器附件（ 1）定位銷（件 6）：在精加工軸承座孔前， 在箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷， 以保證箱蓋和箱座的裝配精度， 同時也保證了軸承座孔的精度。兩定位圓錐銷應(yīng)設(shè)在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，且不宜對稱布置， 以加強(qiáng)定位效果。（ 2）觀察孔蓋板（件 2）： 為了檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)加注潤滑油，在箱蓋的適當(dāng)位置設(shè)置一觀察孔，觀 察孔多為長方形，觀察孔蓋板平時用螺釘固定在箱蓋上，蓋板下墊有有紙質(zhì)密封墊片（件3）；以防漏油。（ 3）通氣器（件 1）： 通氣器用來溝通箱體內(nèi)、外的氣流，箱體內(nèi)的氣壓不會因減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時的油溫升高而增大，從 而提高了箱體分箱面、軸伸端縫隙處的密封性能，通氣器

12、多裝在箱蓋頂部或觀察孔蓋上，以便箱內(nèi) 的膨脹氣體自由溢出。（ 4）油面指示器（件 9）： 為了檢查箱體內(nèi)的油面高度，及時補(bǔ)充潤滑油，應(yīng)在油箱便于觀察和油面穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油 面指示器。油面指示器分油標(biāo)和油尺兩類，圖中采用的是油尺。（ 5）放油螺塞（件 7）： 換油時，為了排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱體底部、油池最低位置開設(shè)放油孔，平時放油孔用油 螺塞旋緊，放油螺塞和箱體結(jié)合面之間應(yīng)加防漏墊圈（件8）。（ 6）啟箱螺釘（件 5）： 裝配減速器時，常常在箱蓋和箱座的結(jié)合面處涂上水玻璃或密封膠，以增強(qiáng)密封效果，但卻給 開啟箱蓋帶來困難。為此，在箱蓋側(cè)邊的凸緣上開設(shè)螺紋孔，并擰人啟箱螺釘。開啟箱蓋時，擰動

13、 啟箱螺釘，迫使箱蓋與箱座分離。（ 7）起吊裝置： 為了便于搬運(yùn)，需在箱體上設(shè)置起吊裝置。圖中箱蓋上鑄有兩個吊耳，用于起吊箱蓋。箱座上 鑄有兩個吊鉤，用于吊運(yùn)整臺減速器。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉減速箱的基本結(jié)構(gòu)，了解常用減速箱的用途及特點(diǎn)。 2了解減速箱各組成零件的結(jié)構(gòu)及功用，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性。3了解減速箱中零件的裝配關(guān)系及安裝、調(diào)整過程。 4了解軸承和齒輪的潤滑。5學(xué)習(xí)減速箱的基本參數(shù)測定方法。 6為課程設(shè)計時，能設(shè)計一臺合理的減速器打下良好的基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工具1二級圓柱齒輪減速器。2錐齒輪 圓柱齒輪減速器。3蝸輪蝸桿減速器。4拆裝工具。5測量工具。四、實(shí)驗(yàn)步驟1課前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，

14、結(jié)合圖4-1 了解減速器的使用場合、作用及其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2觀察減速器的外形，用手來回推動減速器的輸入輸出軸，體會軸向竄動；打開觀察孔蓋，轉(zhuǎn) 動高速軸，觀察齒輪的嚙合情況。注意觀察孔開設(shè)的位置及尺寸大?。煌馄鞯慕Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；螺栓 凸臺位置（并注意扳手空間是否合理） ；軸承座加強(qiáng)筋的位置及結(jié)構(gòu)；吊耳及吊鉤的型式；減速器箱 體的鑄造工藝特點(diǎn)以及加工方法。特別要注意觀察箱體與軸承蓋接合面的凸臺結(jié)構(gòu)。3觀察定位銷孔的位置，取出定位銷，再用扳手旋下箱蓋上的有關(guān)螺釘，借助啟蓋螺釘將箱蓋 與箱體分離。利用起吊裝置取下箱蓋，并翻轉(zhuǎn)180°一旁放置平穩(wěn)，以免損壞結(jié)合面。4觀察箱體內(nèi)軸及軸系零件的結(jié)構(gòu)、

15、各零、部件間的相互位置，分析傳動零件所受的徑向力和 軸向力向機(jī)體基礎(chǔ)傳遞的過程，并進(jìn)行必要的測量，將測量結(jié)果記于實(shí)驗(yàn)報告的表格中。畫出傳動 示意圖。5取出軸承壓蓋，將軸系部件取出并放在木板或膠皮上，詳細(xì)觀察軸系部件上齒輪、軸承、封 油環(huán)等零件的結(jié)構(gòu)，分析軸及軸上零件的軸向定位方法及軸上零件的周向定位方法；分析由于軸的 熱脹冷縮時軸承預(yù)緊力的調(diào)整方法和零件安裝、拆卸方法。6觀察減速器潤滑與密封結(jié)構(gòu)裝置，分析齒輪與軸承的潤滑方法及軸承的密封方法；油槽及封 油環(huán)、甩油環(huán)的應(yīng)用；加油方式、放油塞，油面指示器的位置和結(jié)構(gòu)。7利用鋼皮尺、卡尺等簡單工具，測量減速箱各主要部分參數(shù)與尺寸。將測量結(jié)果記于實(shí)驗(yàn)報

16、 告的表 4-1、表 4-2 中。（ 1）測出各齒輪的齒數(shù)，求出各級分傳動比及總傳動比。（ 2）測出中心距，并根據(jù)公式計算出齒輪的模數(shù)，斜齒輪螺旋角的大小。（ 3）齒輪與箱壁間的間隙，滾動軸承型號及安裝方式等。（ 4）測量各種螺釘直徑，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報告的要求測量其它有關(guān)尺寸，并記錄于表4-1 中。8按拆卸的相反順序?qū)p速器復(fù)原，并擰緊螺釘。注意：安放箱蓋前要旋回啟箱螺釘。9整理工具，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，才能離開實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)報告（四）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1. 畫出減速器傳動示意圖2. 畫出軸系部件的結(jié)構(gòu)草圖3. 減速器各主要部分的尺寸與參數(shù)的測量結(jié)果。表 4-1 減速器箱體尺寸測量結(jié)果序號名稱尺 寸（ mm ）1地腳螺栓孔直徑2軸承旁聯(lián)接螺栓直徑3箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑4觀察孔螺釘直徑5箱座壁厚6箱蓋壁厚7箱座凸緣厚度8箱蓋凸緣厚度99箱座底部凸緣厚度10軸承旁凸臺高度11軸承旁聯(lián)接螺栓距離12地腳螺栓間距表 4-2 減速器的主要參數(shù)齒數(shù)小