機械原理實驗課件-oweroinrese

機械原理實驗淮陰工學院機械系前言

機械原理實驗是理論學習基礎上的一個極其重要的實踐環(huán)節(jié)。通過實驗可以使學生加深對《機械原理》課程的基本概念、基本理論的理解，從而提高學生分析和解決問題的能力。每個實驗基本內(nèi)容包括：實驗目的、實驗原理、操作步驟、實驗內(nèi)容等。

實驗項目機構運動簡圖的測繪與分析漸開線齒輪范成原理漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定與分析家用縫紉機主要機構拆裝實驗平面機構創(chuàng)意組合實驗實驗一機構運動簡圖的測繪與分析

一、實驗目的通過對實際機構的模型進行機構測繪，掌握機構運動簡圖的測繪方法；進一步熟悉常用運動副的代表符號和鞏固自由度的計算方法；增進對機構組成原理的了解。

二、實驗設備與工具機械模型（如曲柄滑塊泵、曲柄搖塊泵、曲柄搖桿泵、顎式破碎機、簡易沖床、鉚釘機構等）；尺、筆、橡皮、紙(自備)。

從運動學觀點來看機構的運動僅與組成機構的構件和運動副的數(shù)目、種類以及它們之間的相互位置有關，而與構件的復雜外形、斷面大小、運動副的構造無關，為了簡單明了的表示一個機構的運動情況、可以不考慮那些與運動無關的因素(機構外形，斷面尺寸、運動副的結構)。而用一些簡單的線條和所規(guī)定的符號表示構件和運動副并按一定的比例表示各運動副的相對位置，以表明機構的運動特性。

三、實驗原理常用運動副的符號緩慢轉(zhuǎn)動被測機構的原動件、找出從原動件到工作部分的機構傳動路線。由機構的傳動路線找出構件數(shù)目、運動副的種類和數(shù)目。合理選擇投影平面，選擇原則：對平面機構運動平面即為投影平面。對其它機構選擇大多數(shù)構件運動的平面作為投影平面。在草稿紙上徒手按規(guī)定的符號及構件的聯(lián)接順序。逐步畫出機構運動簡圖的草圖，然后用數(shù)字標注各構件的序號，用英文字母標注各運動副。四、實驗步驟仔細測量機構的運動學尺寸、如回轉(zhuǎn)副的中心距和移動副導路間的相對位置、標注在草圖上。在圖紙上任意確定原動件的位置、選擇合適的比例尺把草圖畫成正規(guī)的運動簡圖。比例尺的選定：

式中：

——比例尺(單位：m／mm)

——構件的實際長度(單位：m)

——圖紙上表示構件的長度(單位：mm)

實驗步驟示例

單擊繼續(xù)可觀看實驗步驟演示

機構運運動簡簡圖繪繪制示示例一一單擊此此處三個按按鈕可觀看看破碎碎機的的工作作過程程單擊作圖，，光標標放在在圖上上可觀看看機構構運動動簡圖圖繪制制過程程機構運運動簡簡圖繪繪制示示例二二單擊運動或或作圖圖可觀看看活塞塞泵的的工作作及作作圖過過程機構運運動簡簡圖繪繪制示示例三三單擊運動或或作圖圖可觀看看螺旋旋泵的的工作作及作作圖過過程五、實實驗內(nèi)內(nèi)容六、思思考題題一張正正確的的機構構運動動簡圖圖應包包括哪哪些內(nèi)內(nèi)容？？繪制機機構運運動簡簡圖時時，原原動件件的位位置能能否任任意選選擇？？是是否會會影響響簡圖圖的正正確性性？機構自自由度度的計計算對對測繪繪機構構運動動簡圖圖有何何幫助助？每位同同學至至少測測量、、分析析三個個機構構，標標出機機構的的名稱稱；繪繪制機機構運運動簡簡圖，，其中中一個個簡圖圖要求求按比比例繪繪制，，另外外幾個個可不不按比比例繪繪制機機構運運動簡簡圖，，可用用目測測法使使各構構件大大致成成比例例，以以利分分析；；計算算機構構自由由度，，并判判斷機機構是是否具具有確確定運運動；；最后后作出出書面面報告告。實驗驗二二漸漸開開線線齒齒輪輪范范成成原原理理掌握握用用范范成成法法加加工工漸漸開開線線齒齒廓廓的的切切齒齒原原理理，，觀觀察察齒齒廓廓的的漸漸開開線線及及過過渡渡曲曲線線的的形形成成過過程程；；了解解漸漸開開線線齒齒輪輪產(chǎn)產(chǎn)生生根根切切現(xiàn)現(xiàn)象象和和齒齒頂頂變變尖尖現(xiàn)現(xiàn)象象的的原原因因及及用用變變位位來來避避免免產(chǎn)產(chǎn)生生根根切切的的方方法法；；分析析、、比比較較漸漸開開線線標標準準齒齒輪輪和和變變位位齒齒輪輪的的同同異異點點。。一、、實實驗驗目目的的二、、實實驗驗設設備備與與工工具具漸開開線線齒齒輪輪范范成成儀儀；；園規(guī)規(guī)、、剪剪刀刀、、鉛鉛筆筆、、繪繪圖圖紙紙(自自備備)。。齒輪輪與與齒齒條條嚙嚙合合時時，，其其相相對對運運動動可可視視為為是是齒齒輪輪分分度度園園沿沿齒齒條條節(jié)節(jié)線線做做純純滾滾動動。。如如果果將將齒齒條條換換為為齒齒條條刀刀具具，，圖圖紙紙換換為為齒齒坯坯使使它它們們保保持持上上述述相相對對運運動動，，再再使使齒齒條條刀刀具具沿沿齒齒坯坯軸軸心心線線方方向向作作切切削削運運動動就就可可加加工工出出齒齒輪輪，，這這種種方方法法稱稱為為范范成成法法(滾滾切切法法)。。加工標準準齒輪：：齒條刀刀具線(模數(shù)線線)與被被加工齒齒輪分度度園相切切。加工變位位齒輪：：齒條刀刀具中線線與被加加工齒輪輪分度園園二者分分離。刀具中線線相對齒齒坯中心心外移為為正變位位，刀具具中線內(nèi)內(nèi)移為負負變位。。三、實驗驗原理1.測出出標準齒齒條刀具具中線上上的齒厚厚（s=pm/2）或或齒距（（p=pm）計算出出模數(shù)并并與標準準模數(shù)系系列相對對照，從從而確定定刀具的的標準模模數(shù)m。(被加加工齒輪輪的相應應參數(shù)與與刀具一一致）2.調(diào)整整齒條刀刀具的刻刻度線的的中線與與溜板上上的白線線對齊，，固定刀刀具，量量出圓盤盤中心到到刀具中中線的最最短距離離，此值值即為被被加工齒齒輪的分分度圓半半徑，根根據(jù)量得得的分度度圓半徑徑和模數(shù)數(shù)m計算出被被加工齒齒輪的齒齒數(shù)z。(分度度圓半徑徑由范成成運動可可事先確確定）3.將繪圖紙紙（φ180）固定在在圓盤上上，將滑架3推至左左邊（或或右邊））的極端端位置，，從左向向右（或或從右向向左）推推動滑架架，每移移一個小小的距離離（3-4mm），在在代表齒齒坯的圖圖紙上用用鉛筆描描下齒條條刀具刀刀刃的位位置，直直到將滑滑架推至至右邊（（或左邊邊）的極極端位置置為止。。這時繪繪制出標標準齒輪輪，觀察察有無根根切現(xiàn)象象。4.按上上述位置置將齒條條刀具退退后（即即遠離中中心O））—距離離xm，，然后用用同樣的的方法畫畫出相同同齒數(shù)、、模數(shù)、、壓力角角的變位位齒輪。。觀察齒齒形，有有無齒頂頂變尖現(xiàn)現(xiàn)象。5.比較較所得標標準齒輪輪和移距距變位齒齒輪的齒齒厚、齒齒間、調(diào)調(diào)節(jié)、頂頂圓齒厚厚、基圓圓齒厚，，以及根根圓、頂頂圓、分分度圓和和基圓的的相對變變化特點點。四、實驗驗步驟加工過程程模擬雙擊標準齒輪輪及正變位可觀看加加工過程程四、實驗驗內(nèi)容切制m＝＝15mm、z＝10的標準準、正變變位（x1＝0.6）漸開開線齒廓廓，兩種種齒廓每每種都須須畫出兩兩個完整整的齒形形，比較較這兩種種齒廓。。判斷所畫畫齒輪齒齒廓曲線線是否是是漸開線線，有無無根切并并指出。。分析標準準齒輪與與變位齒齒輪的基基本參數(shù)數(shù)和幾何何形狀哪哪些相同同，哪些些不同，，為什么么?五、思考考題根切現(xiàn)象象是怎樣樣產(chǎn)生的的？如何何避免根根切？切制出的的齒輪范范成效果果如圖所所示。實驗三漸漸開線線直齒圓圓柱齒輪輪參數(shù)的的測定與與分析掌握應用用游標卡卡尺測定定漸開線線直齒圓圓柱齒輪輪基本參參數(shù)的方方法；鞏固并熟熟悉齒輪輪的各部部分尺寸寸、參數(shù)數(shù)之間的的關系和和漸開線線的性質(zhì)質(zhì)。一、實驗驗目的二、實驗驗設備與與工具待測齒輪輪、游游標卡尺尺；漸開線函函數(shù)表及及計算器器(自自備)。。三、實驗驗步驟及及原理1.確定定齒數(shù)Z2.齒頂頂圓直徑徑da、齒根圓圓直徑df的測定。。（a）z=偶數(shù)數(shù)（（b）z=奇數(shù)圖一齒齒輪齒齒頂圓直直徑和齒齒根圓直直徑的測測量如圖一（（a）所所示：當當齒數(shù)Z為偶數(shù)數(shù)時，可可用游標標卡尺直直接量出出da和df。如圖圖一（（b））所示示：當當齒數(shù)數(shù)Z為為奇數(shù)數(shù)時，，可測測量H1、H2以及dk，再由由如下下公式式計算算da和df。da=dk+2H1df=2［［H2-（H1+dk/2））］=2H2-2H1-dk3、公公法線線長度度wk、wk+1的測定定如圖二二所示示，分分別測測出K個齒齒之間間的距距離和和K+1個個齒之之間的的距離離（測測量時時游標標卡尺尺的兩兩卡腳腳應切切于齒齒廓工工作段段，兩兩卡腳腳分別別與齒齒廓的的兩條條反向向漸開開線相相切））基節(jié):基圓齒厚厚:圖二公公法線線長度測測量測定時使使游標卡卡尺的卡卡腳與齒齒廓工作作段中部部附近相相切，即即卡腳與與齒輪兩兩個漸開開線齒面面相切在在分度圓圓附近。。為了減減少測量量誤差，，應在齒齒輪的不不同部位位測量三三次，取取其平均均值。式中m、α都已標準化化，常為20°或15°，分分別將α=20°和和α=15°代代入上式算算出兩種可可能的m值值。取最接接近于標準準模數(shù)的為為該齒輪的的壓力角，，同時模數(shù)數(shù)m取標準準值。，式中也可查表獲獲得，當時時約為0.0149。注意B.確定變變位系數(shù)XA.確定模模數(shù)m和壓壓力角αC.確定齒齒頂高系數(shù)數(shù)和頂頂隙系數(shù)和有有兩種標準準分別是正正常齒制（（這時=1.25）和和短齒制（這時=1.1）。由由上式算出出的（））的數(shù)值值如果與1.25更更接近則和和為為正常齒齒制，如果果與1.1更接近則則和和為為短齒制。。四.實驗要要求1.每一測量數(shù)數(shù)據(jù)必須在在不同的位位置測量三三次（測量量位置按圓圓周方向大大致均勻分分布），取取其平均值值。2.游標卡卡尺讀數(shù)時時以毫米為為單位(這這時小數(shù)點點后面為兩兩位，最后后一位是偶偶數(shù)，因為為精度是0.02)實驗四家家用縫紉紉機主要機機構拆裝實實驗一、實驗目目的了解縫紉機機四大機構構的拆裝及及基本原理理；了解各零件件結構用途途及縫紉機機的調(diào)整潤潤滑方法；提高對于機機械的拆裝裝及調(diào)試能能力。1.縫紉機機頭頭的傳動結結構及工作作原理①縫紉機機機頭結構簡簡圖如下：：（1）上輪輪（2）上上軸（3））挑線凸輪輪（4）挑挑線桿（5）小連桿桿（6）針針桿（7）送布布凸輪（8）牙叉（（9）牙叉叉滑塊（10）針距距座（11）送布曲曲柄（12）送布軸軸（13）牙牙架（14）送布牙牙（15））抬牙曲柄柄（16））抬牙軸（（17）擺擺軸偏心凸凸輪（18）擺軸（19）大大連桿（20）擺軸軸滑塊（21）下軸軸曲柄（22）下軸軸（23））擺梭托，，擺梭二、實驗原原理引線機構：：（1）、、（2）、、（3）、、（5）、、（6）挑挑線機構構：（1））、（2））、（3））、（4））

鉤線機機構：（1）、（2）、（19）、（（18）、、（20））、（21）、（22）、（（23）送送布機構構：（1））、（2））、（7））、（8））、（9））、（10）、（11）、（（12）、、（13））

（14）、（15）、（（16）、、（17））、（18）

圖上上未畫的壓壓緊桿部分分也屬于送送布機構還還有自成成一體的第第五大機構構：繞線機機構。由于于它是輔助助機構，故故未在圖上上畫出。②縫紉紉機線線跡形形成過過程縫紉機機線跡跡是由由位于于縫料料上方方的面面線和和位于于縫料料下方方繞在在梭心心上的的底線線絞合合在一一起所所形成成的雙雙絞線線，其其線跡跡和手手工縫縫制的的線跡跡不一一樣。。梭心心裝在在擺梭梭軸上上，縫縫紉開開始前前，先先把底底線引引到縫縫紉機機臺板板上，，然后后將縫縫料放放到臺臺板上上相應應位置置，調(diào)調(diào)定壓壓緊桿桿壓力力，放放下壓壓緊桿桿壓住住縫料料，開開始縫縫紉。。線跡形形成過過程如如下：：簡單地地說：：a、、送布布牙向向前送送布到到位b、挑挑線桿桿拉出出面線線備用用c、針針桿和和機針針下降降刺布布d、機機針將將面線線帶到到布下下e、機機針上上升并并形成成線環(huán)環(huán)f、擺擺梭逆逆時針針轉(zhuǎn)鉤鉤線環(huán)環(huán)g、線線環(huán)被被鉤大大繞過過轉(zhuǎn)軸軸h、擺擺梭順順時針針轉(zhuǎn)動動脫鉤鉤i、挑挑線桿桿收緊緊面線線線環(huán)環(huán)j、面面線線線環(huán)套套住了了底線線k、繼繼續(xù)收收線形形成絞絞合點點l、周周而復復始形形成了了線跡跡三.拆拆裝技技術要要求拆裝技技術要要求簡簡述：：①壓緊緊桿壓壓腳抬抬起后后與針針板平平面約約6.5mm。。②上軸軸曲柄柄與送送布凸凸輪螺螺釘處處成28°°-30°°角。。（從從面向向上輪輪方向向看））③針桿桿最低低時，，針與與擺梭梭尖距距離約約2-2.8mm。。④送布牙牙牙齒與針板板槽應有一一定間隙，，保持相互互不碰撞。。⑤大連桿蓋蓋側面的鑄鑄造側線的的粗細應與與大連桿的的一致。⑥針桿下端端面與針板板平面的距距離，最低低位置時約約為10.6mm（（針桿頂端端與機殼孔孔平面大致致平齊）。。四.實實驗驗要要求求1．．拆拆下下的的零零件件入入柜柜，，并并擺擺放放整整齊齊有有序序，，必必要要時時可可先先局局部部裝裝配配。。2．．小小零零件件要要防防止止丟丟失失或或漏漏裝裝。。3．．邊邊思思考考邊邊拆拆裝裝。。4．．動動作作要要輕輕柔柔不不可可損損壞壞零零件件。。5．．裝裝配配時時每每裝裝一一個個零零件件都都要要檢檢查查配配合合處處是是否否運運動動靈靈活活。。三.思思考考題題1．．畫畫出出縫縫紉紉機機四四大大機機構構運運動動簡簡圖圖并并求求其其自自由由度度。。2．．簡簡述述縫縫紉紉機機線線跡跡形形成成過過程程。。3．．引引線線機機構構屬屬于于平平面面機機構構中中哪哪一一種種基基本本機機構構？？4．鉤線線機構由由平面機機構中哪哪兩種基基本機構構組成？？5．如何何調(diào)大針針距？6．簡述述夾線器器的作用用。7．簡述述離合器器的作用用。8．簡述述針桿拆拆卸過程程（敘述述中要提提到機殼殼背面的的工藝孔孔的運用用）。實驗四平面機構構創(chuàng)意組組合及參參數(shù)可視視化分析析實驗一.實驗驗目的1、認識識典型機機構2、設計計實現(xiàn)滿滿足不同同運動要要求的傳傳動機構構系統(tǒng)3、拼裝裝機構系系統(tǒng)4、對運運動構件件進行運運動檢測測分析（（位移、、速度、、加速度度分析））二.實驗驗原理機械傳動動系統(tǒng)的的設計是是機械設設計中極極其重要要的一個個環(huán)節(jié)，，其中了了解常用用傳動機機構，合合理設計計傳動系系統(tǒng)是一一個認識識和創(chuàng)新新的過程程。為了了實現(xiàn)執(zhí)執(zhí)行機構構工作的的需求（（運動、、動力）），我們們必須利利用不同同機構的的組合系系統(tǒng)來完完成。因因此對于于常用機機構，如如桿機構構，齒輪輪傳動機機構，間間歇運動動機構，，帶、鏈鏈傳動機機構的結結構及運運動特點點應有充充分的了了解，在在此基礎礎上，我我們可以以利用它它們的特特點組合合成我們們需要的的傳動系系統(tǒng)。執(zhí)行機構構常見的的運動形形式有回回轉(zhuǎn)運動動、直線線運動和和曲線運運動，傳傳動系統(tǒng)統(tǒng)方案的的設計將將以此為為目標。。執(zhí)執(zhí)行機構構的運動動不僅僅僅有運動動形式的的要求，，而且有有運動學學和動力力學的要要求。因因此我們們必須對對設計好好的傳動動系統(tǒng)中中的重要要運動構構件進行行運動學學和動力力學分析析（速度度、加速速度分析析），使使執(zhí)行構構件滿足足運動要要求（如如工作行行程與回回程的速速度要求求，慣性性力要求求，工作作行程要要求等））。任何何傳動機機構系統(tǒng)統(tǒng)都有其其特點，，適應于于不同的的工作要要求和安安裝位置置，我們們應該學學會在設設計和拼拼裝中進進行系統(tǒng)統(tǒng)分析和和評估。。三、實實驗臺臺機械械結構構該實驗驗臺主主要由由底座座(安安裝平平臺)、平平面連連桿機機構、、凸輪輪機構構、間間歇機機構、、齒輪輪傳動動機構構、帶帶(鏈鏈)傳傳動等等機構構以及及驅(qū)動動組成成。其中間間歇機機構包包含槽槽輪機機構、、不完完全齒齒輪機機構、、棘輪輪機構構等。。大家可可根據(jù)據(jù)需要要進行行設計計和拼拼裝。四、檢檢測分分析系系統(tǒng)及及使用用傳感器器安裝裝：該實驗驗臺配配備了了一個個光柵柵角位位移傳傳感器器、一一個直直線位位移傳傳感器器，可可分別別安裝裝在旋旋轉(zhuǎn)及及移動動構件件上。。在每每種機機構的的輸入入及輸輸出端端均有有安裝裝位置置。（（見每每種機機構裝裝配圖圖的傳傳感器器安裝裝位置置）六、實實驗步步驟1、認認識實實驗臺臺提供供的各各種傳傳動機機構的的結構構及傳傳動特特點2、、確定定執(zhí)行行構件件的運運動方方式（（回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動動、間間隙運運動等等