機械原理指導書二級減速器(DOC)

1、實驗一 機構創(chuàng)意組合實驗一、實驗目的1、加深機構組成原理的理解，為機構創(chuàng)新設計奠定良好的基礎。2、利用若干不同的桿組，拼接各種不同的平面機構，以培養(yǎng)機構運動創(chuàng)新 設計意識及綜合設計能力。3、訓練工程實踐動手能力。二、實驗設備及工具1、機構運動創(chuàng)新設計方案實驗臺及附件：齒輪、齒條、槽輪、凸輪、轉動 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運動設計方案，實驗后提交新 設計方案；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平面機構的組成原理： 任何平面機構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成，故可通過選定的機構類型，拼裝該機構并進行分析。五實驗過程1、掌握平面機構組成原理；2、熟悉本實驗中的實驗裝置，各種零部件、裝拆工具的功用，了解機構的 拼接方法。3、自擬平面機構運動方案，形成拼接實驗內容；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；6、繪制所拼機構運動簡圖，并進行機構自由度的計算；7、寫出實驗報告。六、補充知識1、桿組的概念 由于平面機構具有確定運動的條件是機構的原動件數(shù)目與機構的自由度數(shù)相等， 因此機將從動

3、件系統(tǒng)拆成若干構由機架、 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。根據桿組的定義，組成平面機構桿組的條件是：F=3n-2pL-pH=0其中構件數(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 n=1,PL=1,PH=1 時即可獲得單構件高副桿組，常見的有如下幾種：圖 1 單構件高副桿組當 PH=0 時，稱之為低副桿組，即因此滿足上式的構件數(shù)和運動副數(shù)的組合為：F=3n-2PL=0n=2,4,6, ， PL=3，6， 9, 。 最簡單的桿組為 n=2 ，PL=3，稱為級組，由于桿組中轉動副和移動

4、副的配置不同， 級組共有如下五種形式。n=4,PL=6 的桿組形式很多，機構創(chuàng)新模型已有圖3 所示的幾種常見的級桿組。平面低副級組圖32、機構的組成原理根據如上所述， 可將機構的組成原理概述為： 任何平面機構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中拆出桿組有三個步驟：1）先去掉機構中的局部自由度和虛約束；2）計算機構的自由度，確定原動件；3）從遠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

5、桿組后， 剩余的必需為一個完整的 機構或若干個與機架相聯(lián)的原動件， 不能有不成組的零散構件或運動副存在， 全部桿組拆完 后，只應當剩下與機架相聯(lián)的原動件。如圖 4所示機構，可先除去 k 處的局部自由度；然后，按步驟2）計算機構的自由度：F=1，并確定凸輪為原動件；最后根據步驟3）的要領，先拆分出由構件 4 和 5 組成的級組，再拆分出由構件 6 和 7 及構件 3 和 2組成的兩個級組及由構件 8 組成的單構件高副桿 組，最后剩下原動件 1 和機架 9。例圖圖42、正確拼裝桿組 將機構創(chuàng)新模型中的桿組，根據給定的運動學尺寸，在平板上試拼機構。拼接時， 首先 要分層， 一方面是為了使各構件的運動

6、在相互平行的平面內進行， 另一方面是為了避免各構 件間的運動發(fā)生干涉，因此，這一點是至關重要的。試拼之后， 從最里層裝起， 依次將各桿組聯(lián)接到機架上去。 桿組內各構件之間的聯(lián)接已 由機構創(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 表示構件 1 與構件 2 用移動副相聯(lián)的方法。2）轉動副的聯(lián)接圖 6 表示構件 1 與帶有轉動副的構件 2 的聯(lián)接方法。圖 5 移動副的聯(lián)接圖 6 轉動副的聯(lián)接3）齒條與構件以轉動副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 表示齒條與構件以轉動副的形式相聯(lián)接方法。圖 7 齒條與構件以轉動副相聯(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

7、 8 齒條與其他部分固聯(lián)5）構件以轉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動副形式 相連， 則將主動軸換作螺栓即可。 注意：為確保機構中各構件的運動都必須在相互平行的平 面內進行， 可以選擇適當長度的主動軸、 螺栓及墊柱，如果不進行調整，機構的運動就可能 不順暢。圖 9 構件與機架以轉動副相聯(lián)6）構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動原動件， 觀察各部分的

8、運動都暢通無阻之后， 再與電機相聯(lián)， 檢查 無誤后，方可接通電源。4、分析機構的運動學及動力學特性 通過觀察機構系統(tǒng)的運動， 對機構系統(tǒng)的運動學及動力學特性作出定性的分析。 一般包括如 下幾個方面：1）平面機構中是否存在曲柄；2）輸出件是否具有急回特性；3）機構的運動是否連續(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、實驗目的1、培養(yǎng)學生用創(chuàng)造性思維方法，設計、搭建新型的機構或裝置；2、加強學生對機電一體化的實踐認識；3、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識及綜合設計能力。、設備與工具1、慧魚技術創(chuàng)意模型 （1）計算機組合包 （ 2）移

9、動機器人包 （ 3）汽車技術包 （ 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）可調變壓器 （ 11）遠紅外遙搖控包桁架機構2、486 或 586微機；3、攝子， 5V、 9V 電池；、實驗前的準備1、按模型組合包設備清單清點模型零件，并按類型分類置放于裝料盤中；2、認真閱讀模型組合包操作手冊，并翻譯有關外文資料；3、按組裝指導圖，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計題目；2、制定設計方案，繪制機構結構圖及原理圖；3、按設計方案搭接機構模型；4、實驗完畢，拆卸全部零件，清點零件并按要求包裝好。實

10、驗三 動平衡實驗（車輪）一、實驗目的1、熟悉車輪動平衡儀的工作原理、結構及其特點。2、掌握車輪動平衡儀的使用方法。二、實驗內容 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條件要求，則進行平衡調 整。三、實驗儀器設備1、實驗車輪 4 個。2、車輪動平衡儀 1 臺。3、常用工具 1套，調整專用工具 1 套。四、實驗準備工作1、檢查并按標準充足輪胎氣壓。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 ）根據輪輞中心孔的大小選擇錐體，仔細地裝上車輪，用大螺距螺母上緊。 2）打開電源開關，檢查指示與控制裝置的面板是否指示正

11、確。3）用卡尺測量輪輞寬度 b、輪輞直徑 d （也可由胎側讀出） ，用平衡機上的標尺測量輪 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，平衡測試開始，微機自動采集數(shù)據。5）車輪自動停轉，從指示裝置讀取車輪內、外兩側不平衡量和不平衡位置。6）用手慢慢轉動車輪，當指示裝置發(fā)出指示時停止轉動。在輪輞的內側或外側的上部 （時鐘 12 點的位置）加裝指示裝置顯示該側平衡塊質量。內、外側要分別進行，平衡塊裝 卡要牢固。<5g，指7）安裝平衡塊后有可能產生新的不平衡，應重新進行平衡試驗，直至不平衡量示裝置顯示“ 00”

12、或“ ok ”時才行。8）測試結束，關閉電源開關。六、注意事項1、主軸是動平衡儀的主要部件，因此檢測時，無論是主軸還是動平衡儀本身都應避免強烈 的振動或移動。2、不能用鐵錘敲擊動平衡儀的任何部件。七、結果整理與分析 1、將實驗數(shù)據記入實驗報告 （ 請自行設計記錄表格 ）。 2、試分析車輪動平衡產生的主要原因。實驗四 齒輪范成原理虛擬實驗、實驗目的1掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒輪齒廓曲線的形成過程。2了解漸開線齒輪齒廓的根切現(xiàn)象和用徑向變位避免根切的方法。3分析比較標準齒輪與變位齒輪齒形的異同。、實驗的主要內容在本實驗中，每位學生應至少完成如下6 個實驗。表 1 齒輪范成實

13、驗數(shù)據序號模數(shù)齒數(shù)壓力角變位齒頂高徑向間隙說明（度）系數(shù)系數(shù)系數(shù)12017200.001.000.25標準齒輪，不發(fā)生根切2201720-0.701.000.25負變位齒輪，有小量根切32010200.0001.000.25標準齒輪，有明顯根切42014200.701.000.25正變位齒輪，沒有根切5201714.50.001.000.25壓力角不同，比較齒形62017200.000.800.30齒頂高系數(shù)不同，比較齒形另外，學生還可以取一些特殊的參數(shù)進行實驗，如：齒數(shù)很少的齒輪，即齒數(shù)為 4 等； 壓力角很大、或很小，觀察壓力角的變化對齒形的影響。三、實驗設備和工具1每 12 人一臺計算機

14、，安裝“齒輪范成實驗程序GearView2005 ”，并通過網絡連接打印機。2學生自備筆、紙和相關的文具，并帶機械原理或機械設計基礎教材。四、實驗原理由齒輪嚙合原理可知：一對漸開線齒輪（或齒輪和齒條 ）嚙合傳動時，兩輪的齒廓曲線互為包絡線。 范成法就是利用這一原理來加工齒輪的。 用范成法加工齒輪時， 其中一輪為形同 齒輪或齒條的刀具， 另一輪為待加工齒輪的輪坯。 刀具與輪坯都安裝在機床上， 在機床傳動 鏈的作用下，刀具與輪坯按齒數(shù)比作定傳動比的回轉運動，與一對齒輪（它們的齒數(shù)分別與刀具和待加工齒輪的齒數(shù)相同 ） 的嚙合傳動完全相同。在對滾中刀具齒廓曲線的包絡線就是 待加工齒輪的齒廓曲線。與此同

15、時，刀具還一面作徑向進給運動（直至全齒高 ），另一面沿輪坯的軸線作切削運動， 這樣刀具的刀刃就可切削出待加工齒輪的齒廓。 由于在實際加工時看 不到刀刃包絡出齒輪的過程， 故通過齒輪范成實驗來表現(xiàn)這一過程。 在實驗中所用的齒輪范 成儀相當于用齒條型刀具加工齒輪的機床，待加工齒輪的紙坯與刀具模型都安裝在范成儀 上，由范成儀來保證刀具與輪坯的對滾運動（待加工齒輪的分度圓線速度與刀具的移動速度 相等 ）。對于在對滾中的刀具與輪坯的各個對應位置，依次用鉛筆在紙上描繪出刀具的刀刃 廓線，每次所描下的刀刃廓線相當于齒坯在該位置被刀刃所切去的部分。 這樣我們就能清楚 地觀察到刀刃廓線逐漸包絡出待加工齒輪的漸開

16、線齒廓，形成輪齒切削加工的全過程。五、實驗方法和步驟1. 根據實驗要求，設定六個齒輪參數(shù)，并按“確定”按鈕確認。2. 按“ >”按鈕，程序進行范成加工過程模擬，此時，學生應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，如圖 1 所示。圖 1 實驗數(shù)據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”按鈕進入。程序顯示如圖 5 所示界面。界面中顯示有學生的學號和姓名。還有“實驗一”、“實驗二” 、 “實驗六”等。選定“實驗

17、一”，并按“讀取”按鈕從已做實驗中選一個實驗數(shù)據；再選“實驗二”按鈕，再選 一個實驗數(shù)據，這樣，最多可選 6 個實驗數(shù)據。學生在班級欄中填入班級。在簡要說明中填入對實驗數(shù)據的分析。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、實驗報告主要內容及要求1 實驗報告中的應有六個實驗數(shù)據；2 應對每個實驗數(shù)據進行分析；3 對不同的實驗數(shù)據進行比較，說明：齒形的變化與齒數(shù)的關系、標準齒輪與變位齒 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)大學齒輪范成實驗報告學號： 20030913 姓名： 王炎歡 班

18、級： 機械設計 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：指導老師： 成績：七、實驗注意事項1 實驗前應充分做好準備， 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，應正確使用計算機和相關軟件；實驗一 機構運動簡圖測繪與分析實驗報告（要求學校發(fā)的實驗紙書寫）姓名：班級：成績：實驗日期：教師簽字：一、實驗目的：二、實