机械设计试验参考指导书

机械设计基本实验指引书 教师李 伟 3月 实验一 机构展示与认知实验 一、实验目 1. 通过实验增强对机构与机器感性结识； 2. 通过实验理解各种惯用机构构造、类型、特点及应用。 二、实验办法及重要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，重要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常用机构基本类型和应用。 通过演示机构传动原理，增强学生对机构与机器感性结识。通过实验指引教师解说与简介，学生观测、思考和分析，对惯用机构构造、类型、特点有一初步理解。提高对学习机械原理课程兴趣。 三、展示及分析 （一）机构构成 通过对蒸气机、内燃机模型观测，咱们可以看到，机器重要构成某些是机构。简朴机器也许只包括一种机构，比较复杂机器则也许包括各种类型机构。可以说，机器乃是可以完毕机械功或转化机械能机构组合。 机构是机械原理课程研究重要对象。通过对机构分析，咱们可以发现它由构件和运动副所构成。机器中每一种独立运动单元体称为一种构件，它可以由一种零件构成也可以由几种零件刚性地联接而构成；运动副是指两构件之间可动联接，惯用有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面接触而构成运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线接触而构成运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛机构，其中又以四杆机构最为常用。平面连杆机构重要长处以可以实现各种运动规律和运动轨迹规定，并且构造简朴、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构提成三大类即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即依照两连架杆为曲柄，或摇杆来拟定。 2. 单移动副机构，它是以一种移动副代替铰链四杆机构中一种转动副演化而成。可分为曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副四杆机构，把它们倒置也可得到曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，咱们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所解决两类基本问题一是实现给定运动规律，二是实现预期运动轨迹。 （三）凸轮机构 凸轮机构可以实现各种复杂运动规定，构造简朴紧凑，因而广泛应用于各种机械中。凸轮机构类型诸多，普通按凸轮形状和推杆（从动件）形状和运动来分类。凸轮有盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；推杆按形状分有尖顶、滚子和平底，按运动形式分为直动和摆动推杆；封闭方式分为力封闭、形封闭等。 （四）齿轮机构 齿轮机构是当代机械中应用最广泛一种传动机构。具备传动精确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等长处，广泛应用于各种机器中。依照轮齿形状齿轮分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。依照主、从动轮两轴线相对位置，齿轮传动分为平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。 1．平行轴传动类型有外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。 2．相交轴传动类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一种截锥体上，两轴线夹角常为90。 3．交错轴传动类型有螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。在参观这某些时，学生应注意理解各种机构传动特点，运动状况及应用范畴等。 4．齿轮机构参数 齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。 （五）轮系类型 所谓轮系，是指由一系列齿轮所构成齿轮传动系统。轮系类型诸多，其构成也各种各样，通过依照轮系运转时各个齿轮轴线相对机架位置与否都是固定，而将轮系分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系大类。周转轮系按自由度分为行星轮系和差动轮系，还可依照基本构件不同加以分类，包括一种系杆H，两个中心轮K，称之为2KH型周转轮系；包具有三个中心轮，叫作3K型周转轮系。在实际机构中采用最多是2KH型轮系。复合轮系也许既包括定轴轮系某些，也包括周转轮系某些，或者是由几某些周转轮系构成。计算复合轮系传动比对的办法，是将其所包括各某些定轴轮系和各某些周转轮系加以分开，并分别应用定轴轮系和周转轮系传动比计算公式求出它们传动比，然后加以联立求解，从而求出该轮系传动比。 （六）间歇运动机构 间歇运动机构广泛用于各种需要非持续传动场合。常用有棘轮机构；摩擦式棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇运动机构；万向节及非圆齿轮机构等。通过各种机构动态演示学生应懂得各种机构运动特点及应用范畴。 （七）组合机构 由于生产上对机构运动形式，运动规律和机构性能等方面规定多样性和复杂性，以及单一机构性能局限性，以致仅采用某一种基本机构往往不能满足设计规定，因而常需把几种基本机构联合起来构成一种组合机构。组合机构可以是同类基本机构组合，也可以是不同类型基本机构构成，常用组合方式有串联、并联、反馈以及叠加等。 四、按规定完毕实验报告，实验报告应包括如下内容 一实验目 二 实验设备名称及型号 三实验办法及重要内容 四实验成果 1 完毕如下有关习题 1 机器是由什么构成机构是由什么构成什么叫构件什么叫运动副 2 铰链四杆机构有哪三种基本类型铰链四杆机构可演化成哪些其她四杆机构试列举应用实例。 3 凸轮机构是如何分类可分哪些类型 4 齿轮机构依照其齿形可分为哪些类型依照两轴线位置又可分为哪些类型分析各种类型特点及应用场合。 5 轮系有哪些类型轮系有哪些功用并列举应用实例 2实验体会与收获 实验二 机构运动简图测绘与分析实验 一、 实验目 1． 熟悉并掌握机构运动简图绘制原理和办法，学会依照实际机械和模型绘制机构运动简图技能； 2． 加深和巩固机构自由度计算办法，并检查机构与否具备拟定运动； 3． 加深对平面机构构造分析理解。 二、 实验内容及规定 1． 以指定3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图绘制； 2． 分析所画各机构构件数、运动副类型和数目，计算机构自由度，并验证它们与否具备拟定运动； 3． 进行机构构造分析。 三、 实验设备和工具 1． 各种机器实物和模型； 2． 学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等； 四、 实验原理 机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构运动是由原动件运动规律、联接各构件运动副类型和机构运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定。因而，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件形状和运动副详细构造，而用某些简朴线条来代替构件。构件表达法见图1。用规定符号代表运动副，并按一定比例尺表达运动副相对位置，以此表白机构运动特性。惯用运动符号示例见表1－1。 五、 实验环节 1、拟定构成机构构件数缓慢转动机器，沿着运动传递线路仔细看清各构件间相对运动有些互相连接构件间相对运动非常微小，从而拟定构成机构构件数目。