機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2013

1、 哈爾濱理工大學(xué)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名實(shí)驗(yàn)一百分表拆裝與結(jié)構(gòu)分析一、實(shí)驗(yàn)類型：綜合適用專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忡姳硎桨俜直淼慕Y(jié)構(gòu)及工作原理。熟悉課堂所學(xué)的導(dǎo)軌、齒輪、支承、彈性元件和示數(shù)裝置等零部件在儀器儀表中的應(yīng)用及基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。掌握儀表拆裝的基本技能及常用工具的使用。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容百分表的拆卸。百分表的安裝及調(diào)整。結(jié)構(gòu)分析。實(shí)驗(yàn)用設(shè)備儀器及材料百分表一塊。小螺絲刀及表起子、鑷子。毛刷、酒精、鐘表油。起針鉗、培養(yǎng)皿。實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟注意事項(xiàng)：1、實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2、不要求拆的地方不得隨意拆卸3、拆下的零件要輕拿輕放在塑料合內(nèi)，防止丟失和損壞

2、。尤其要注意測(cè)力彈簧、游絲和指針。百分表的拆卸順序：用小螺絲刀旋下百分表后蓋上的三個(gè)固定螺絲釘，取下后蓋，觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析每個(gè)零件的作用。先取下測(cè)力彈簧、杠桿、滑輪，以防丟失。將伸向表蓋外圈的鐵片的壓緊螺絲釘擰松后，將它向機(jī)心方向撥動(dòng)，然后翻轉(zhuǎn)百分表，取下外圈。和下面的弧形彈簧（易丟失）。取下大小指針（易丟失）、內(nèi)表盤、圓環(huán)彈簧片。從表的正面旋下三個(gè)螺絲釘，將殼體與座板分開。取下測(cè)桿上的測(cè)帽及限位螺絲釘、限位塊及防轉(zhuǎn)導(dǎo)軌上的螺絲釘，取下導(dǎo)軌和防震彈簧，抽出測(cè)桿，取出限位塊和齒條。旋下齒輪Z1的上軸承板固定螺絲釘，取下Z1和軸承板，觀察Z1的齒形和齒數(shù)。注意：不要拆卸大軸承板及其相連的齒輪和

3、游絲。百分表安裝：可按與拆卸步驟相反的順序安裝。（1）安裝下支撐板（底板）時(shí)，應(yīng)使游絲預(yù)緊n/2；（2）安裝下支撐板時(shí)，應(yīng)保證齒條與齒輪嚙合的齒側(cè)間隙；（3）裝指針時(shí)，應(yīng)保證對(duì)指針位置的要求。裝表質(zhì)量檢查：1、測(cè)桿移動(dòng)需靈活，無卡滯現(xiàn)象；2、當(dāng)測(cè)桿在自上狀態(tài)時(shí)，指針應(yīng)位于測(cè)量桿軸線上方15-25個(gè)分度內(nèi)。轉(zhuǎn)數(shù)指針對(duì)刻度盤時(shí)，大指針應(yīng)位于測(cè)量桿軸線上方10個(gè)分度內(nèi)。3、檢查游絲是否預(yù)緊。4、齒條與齒輪嚙合的齒側(cè)間隙應(yīng)在0.01-0.06毫米之間。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：分表中游絲的作用是什么？游絲應(yīng)如何安裝？防震彈簧如何起到防震作用？3、百分表在下述各處采用了什么聯(lián)接形式？（1）片齒輪與軸；（2）導(dǎo)軌

4、與殼體；（3）防塵帽與殼體；（4）指針套與齒輪軸；（5）測(cè)頭鋼球與測(cè)頭；4.已知百分表中齒輪Zl=20,Z2=120,中心輪Z3=12，大齒輪Z4=120,根據(jù)百分表的傳動(dòng)要求,計(jì)算出齒輪的模數(shù)。是不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)？為什么選取這樣的模數(shù)？實(shí)驗(yàn)二齒輪范成原理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆辗冻煞ㄖ圃鞚u開線齒輪的基本方法；了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切想象的原因和避免根切的方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1描繪切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓2描繪切削變位齒輪齒廓三、實(shí)驗(yàn)用設(shè)備儀器及材料：齒輪范成儀，繪圖工具等。四、實(shí)驗(yàn)原理圖：五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟：1.標(biāo)準(zhǔn)齒輪在齒輪范成儀上固定齒坯，在上面畫好齒頂圓、分度圓、齒根圓；調(diào)解齒條刀具的位置，使齒條刀具的分度

5、線和齒坯的分度圓相切；將刀具移動(dòng)到最左邊，在齒坯上用鉛筆描下齒條的齒廓；將齒條向右移動(dòng)一個(gè)不大的距離，在用鉛筆描下齒條的齒廓，直到在齒坯上出現(xiàn)23個(gè)完整的齒廓形狀為止。2正變位齒輪：根據(jù)公式求出移距系數(shù)，得到移距量；將齒坯逆時(shí)針轉(zhuǎn)120度按移距值調(diào)整刀具；按前述方法繪制2-3個(gè)正變位齒輪齒廓。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：表1原始數(shù)據(jù)：項(xiàng)目模數(shù)m壓力角aha*C*齒數(shù)z數(shù)值單位mm度mm個(gè)表2計(jì)算數(shù)據(jù)項(xiàng)目單位計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪分度圓半徑mmr=mz/2基圓半徑mmmzcosa/2頂圓半徑mmm(z+2ha*)/2根圓半徑mmm(z-2(ha*+c*)/2最小移距系數(shù)Xmi

6、n=ha*(17-z)/17實(shí)取移距系數(shù)移距值mm表3實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較項(xiàng)目齒厚S齒間寬e周節(jié)p齒頂厚Sa分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪實(shí)驗(yàn)三直齒圓柱齒輪參數(shù)的測(cè)定與分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握應(yīng)用普通游標(biāo)卡尺和公法線千分尺測(cè)定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。2進(jìn)一步鞏固并熟悉齒輪各部分名稱、尺寸與基本參數(shù)之間的關(guān)系及漸開線的性質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定一對(duì)相嚙合的漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)，并判別它是否為標(biāo)準(zhǔn)輪。對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)齒輪，求出其變位系數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1齒輪;2游標(biāo)卡尺，公法線千分尺;3漸開線函數(shù)表(自備);4計(jì)算器(自備)四、實(shí)驗(yàn)原理及步驟漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)

7、有：齒數(shù)Z、模數(shù)M、分度圓壓力角a齒頂高系數(shù)h*、徑向間a隙系數(shù)C*等。本實(shí)驗(yàn)是用游標(biāo)卡尺和公法千分尺測(cè)量，并通過計(jì)算來確定齒輪的基本參數(shù)。1確定齒數(shù)z齒數(shù)z可直接從被測(cè)齒輪上數(shù)出。2確定模數(shù)m和分度圓壓力角在圖51中，由漸開線性質(zhì)可知，齒廓間的公法線長(zhǎng)度AB與所對(duì)應(yīng)的基圓弧長(zhǎng)力B相等。00根據(jù)這一性質(zhì)，用公法線千分尺跨過n個(gè)齒，測(cè)得齒廓間公法線長(zhǎng)度為W,然后再跨過n+1個(gè)齒n測(cè)得其長(zhǎng)度為W。n+1由圖51可知W二(n-1)P+S,W二nP+Snbbn+1bbP=W-WTOC o 1-5 h zbn+1n式中，P為基圓齒距，P=兀加cosa(rnm)，與齒輪變位與否無關(guān)。bbS為實(shí)測(cè)基圓齒厚，

8、與變位量有關(guān)。由此可見，測(cè)定公法線長(zhǎng)度W和W后就可求出基圓齒bnn+1距P,實(shí)測(cè)基圓齒厚S,進(jìn)而可確定出齒輪的壓力角、模數(shù)m和變位系數(shù)X。因此，準(zhǔn)確測(cè)定公bb法線長(zhǎng)度是齒輪基本參數(shù)測(cè)定中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。圖51公法線長(zhǎng)度測(cè)量測(cè)定公法線長(zhǎng)度W和Wnn+1首先根據(jù)被齒輪的齒數(shù)Z,按下列公式計(jì)算跨齒數(shù)。an=Z+0.5180。式中：一壓力角；z被測(cè)齒輪的齒數(shù)我國(guó)采用模數(shù)制齒輪,其分度圓標(biāo)準(zhǔn)壓力角是20和15。若壓力角為20可直接參照下表確定跨齒數(shù)n。z12181927283637454654556364727381n23456789829010公法線長(zhǎng)度測(cè)量按圖51所示方法進(jìn)行，首先測(cè)出跨n個(gè)齒時(shí)的公法線

9、長(zhǎng)度W。測(cè)定時(shí)應(yīng)n注意使千分尺的卡腳與齒廓工作段中部附近相切，即卡腳與齒輪兩個(gè)漸開線齒面相切在分度圓附近。為減少測(cè)量誤差，W值應(yīng)在齒輪一周的三個(gè)均分位置各測(cè)量一次，取其平均值。n為求出基圓齒距P，還應(yīng)按同樣方法量出跨測(cè)n+1齒時(shí)的公法線長(zhǎng)度W。TOC o 1-5 h zbn+1確定基圓齒距P，實(shí)際基圓齒厚SbbPb=W，W，bn+1nS=W-(n-1)Pbnb確定模數(shù)m和壓力角根據(jù)求得的基圓齒距P,可按下式計(jì)算出模數(shù)：bm=P/(ncosa)b由于式中a可能是15也可能是20，故分別代入計(jì)算出兩個(gè)相應(yīng)模數(shù)，取其最接近于標(biāo)準(zhǔn)值的一組m和a。測(cè)定齒頂圓直徑d和齒根圓直徑d及計(jì)算全齒高h(yuǎn)af為減少測(cè)

10、量誤差，同一數(shù)值在不同位置上測(cè)量三次，然后取其算術(shù)平均值。當(dāng)齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，d和d可用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量，如圖52所示。af當(dāng)齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，直接測(cè)量得不到d和d的真實(shí)值，而須采用間接測(cè)量方法，如圖53af所示，先量出齒輪安裝孔值徑d,再分別量出孔壁到某一齒頂?shù)木嚯xH,和孔壁到某一齒根的距離k1齒頂圓直徑dad/a=d+2Hk齒根圓直徑dfd/f=d+2Hk計(jì)算全齒高h(yuǎn)奇數(shù)齒全齒咼h卍=H-H12偶數(shù)齒全齒咼hh=(da12(mm)a-df)*則匚和f可按下式求出;(mm)(mm)(mm)圖52偶數(shù)齒測(cè)量圖53奇數(shù)齒測(cè)量6確定h*、C*a由于按實(shí)側(cè)，計(jì)算所得的dd(af值，所以d,d,h的設(shè)計(jì)值大于

11、實(shí)測(cè)值。af/.h=h+(加工誤差)=(2h*+C*)ma由實(shí)測(cè)h，m且h*,C*為標(biāo)準(zhǔn)值a值中包含有(h*、C*)、加工誤差，而加工允差為負(fù)a正常齒h*=1，C*=0.25a短齒h*=0.8，C*=0.3a將上面兩組h*和C*代入公式，求出的h與h最接近的一組就是所求的h*,C*值。aa7計(jì)算核對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)幾何尺寸根據(jù)確定的Z，m，a，h*，C*就可算出標(biāo)準(zhǔn)齒輪幾何尺寸。a五、思考題1、測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，游標(biāo)卡尺卡腳放在漸開線齒廓工作段的不同位置上（但保持與齒廓相切），對(duì)測(cè)量結(jié)果有無影響，為什么？2、同一模數(shù)、齒數(shù)、壓力角的標(biāo)準(zhǔn)齒輪的公法線長(zhǎng)度是否相等？基圓齒距是否相等？為什么？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

12、表1測(cè)量數(shù)據(jù)記錄表項(xiàng)目符號(hào)單位測(cè)量用公式圓周三均分處測(cè)量值平均測(cè)量值123齒數(shù)Z個(gè)跨齒數(shù)n個(gè)公法線長(zhǎng)度W，nmm公法線長(zhǎng)度W，n+1mm孔壁到齒頂距斗mm孔壁到齒根距H2mm孔內(nèi)徑dkmm頂圓直徑dazmm根圓直徑mm全齒高h(yuǎn)，mm基圓齒距Pbmm基圓齒厚Sbmm齒頂高系數(shù)ha*徑向間隙系數(shù)C*表2基本幾何參數(shù)計(jì)算（理論計(jì)算值，按書上公式計(jì)算）項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果實(shí)算值標(biāo)準(zhǔn)值模數(shù)mm=Pb/(ncosa)壓力角a度（直接寫值到標(biāo)準(zhǔn)值）基圓齒距Pbmmnmcosa分度圓直徑dmmm.z齒頂圓直徑dammm(z+2h*)a齒根直徑dfmmm(z-2(ha*+c*)全齒高h(yuǎn)mmm(z-2(h

13、a*+c*)寫出模數(shù)和壓力角確定過程：寫出齒頂高系數(shù)和徑向間隙系數(shù)確定過程：實(shí)驗(yàn)四機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆崭鶕?jù)實(shí)際機(jī)器或機(jī)構(gòu)模型繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的技能。驗(yàn)證和鞏固機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法。通過實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的比較，鞏固對(duì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的了解。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具若干個(gè)機(jī)器和機(jī)構(gòu)模型；自備三角尺、圓規(guī)、鉛筆、稿紙等。三、實(shí)驗(yàn)原理機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是工程上常用的一種圖形，是用符號(hào)和線條來清晰、簡(jiǎn)明的表達(dá)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，使人看了對(duì)機(jī)器的動(dòng)作一目了然。在機(jī)器中各種機(jī)構(gòu)盡管它們的外形和功用各不相同，但只要是同種機(jī)構(gòu)其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖都是相同的。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)僅與機(jī)構(gòu)所具有的構(gòu)件數(shù)目和構(gòu)件所組成的運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目、類型、

14、相對(duì)位置有關(guān)。因此在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，可以不考慮構(gòu)件的復(fù)雜外形，運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，而用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)（參看附表GB4460）來代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例尺寸表示各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，畫出能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟選擇58種機(jī)構(gòu)模型和機(jī)器，（根據(jù)不同專業(yè)要求，規(guī)定必畫模型，選畫模型）。選好模型后緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)的機(jī)器或模型，從原動(dòng)件開始觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，認(rèn)清機(jī)架，原動(dòng)件和從動(dòng)件。根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳遞的順序，仔細(xì)分析相互連接兩構(gòu)件間的接觸方式及相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，確定組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副類型和數(shù)目。合理選擇投影面，一般選擇能夠表達(dá)機(jī)構(gòu)中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面為投影面。繪

15、制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的草圖。首先將原動(dòng)件固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫ū荛_構(gòu)件之間重合）大致定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，用規(guī)定的符號(hào)畫出運(yùn)動(dòng)副，并用線條連接起來，然后用數(shù)字1、2、3及字母A、B、C分別標(biāo)注相應(yīng)的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并用箭頭表示原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)形式，量出機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)副間的尺寸，再將草圖按比例畫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。u=構(gòu)中的實(shí)際尺寸（米）。1圖示尺寸（毫米）計(jì)算自由度，并與實(shí)際機(jī)構(gòu)對(duì)照，觀察原動(dòng)件數(shù)與自由度是否相等；計(jì)算公式：F二3n-2P-PLH7對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并判斷機(jī)械的級(jí)別。8.舉例繪制如圖3-1（a）所示的小型壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖?！窘狻吭撔⌒蛪毫C(jī)的工作原理是電機(jī)帶動(dòng)偏心輪1作順時(shí)針

16、轉(zhuǎn)動(dòng)，通過構(gòu)件2、3將主運(yùn)動(dòng)傳給構(gòu)件4；同時(shí)另一路運(yùn)動(dòng)自與偏心輪1固聯(lián)的齒輪1輸出，經(jīng)齒輪8及與其固聯(lián)的槽型凸輪8，傳遞給構(gòu)件4；兩路運(yùn)動(dòng)經(jīng)構(gòu)件4合成，由滑塊6帶動(dòng)壓頭7作上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝動(dòng)作。顯然該壓力機(jī)的機(jī)架是構(gòu)件0，原動(dòng)件為組件1-1，其他為從動(dòng)件。仔細(xì)觀察各連接構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)后可知，構(gòu)件0和1(1)、1和2、2和3、3和4、4和5、6和7及0和8(8)之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副；而構(gòu)件0和3、4和6及0和7之間構(gòu)成移動(dòng)副；高副為1和8、8和5之間形成。選定視圖投影面及比例尺卩L=0.001m/mm,順序確定轉(zhuǎn)動(dòng)副A、H和移動(dòng)副導(dǎo)路D、M的位置，根據(jù)原動(dòng)件1的位置及各桿長(zhǎng)等繪出轉(zhuǎn)動(dòng)副B、C、E、F、J的位置按規(guī)定符號(hào)繪出各運(yùn)動(dòng)副(包括高副G、N)及各構(gòu)件等，最后得到該壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖31(b)所示。由上