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2K—H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2K—H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。