机械原理实验报告

实验一 机构运动简图测绘实验

一、实验原理

1、观察几种典型机构及运动，了解其特点。

2、掌握依据实物绘制出机构运动简图的方法。

3、进一步培养抽象思维的能力，即通过查看抽象图形（运动简图）想象出实物机器的运动关系的能力。

二、实验内容

1、简要了解各种泵体和机床的工作原理和机构。

2、从JG C —A 型模型中任选两种, 从JG C —B 型模型中任选一种, 进行机构分析、尺寸测量，绘制简图。

3、在机构运动简图上进行自由度的计算。

三、实验设备和工具

1、JG C —A 型、JGC —B 型机构简图测绘模型。

3、直尺、纸、铅笔、橡皮等绘图工具（自备）。

四、模拟实物绘制机构运动简图的基本原理和方法

1、基本原理

机构运动简图是指反映机构运动情况的简单图形，由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件间所组成运动副的数目、种类、相对位置有关，因此，在机构运动简图中可以撒开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代表构件和运动副，并以一定的比例尺表示运动副的相对位置，来说明实际机构的运动特性。

2、测绘方法

1）分析运动情况

绘制机构运动简图时，首先要把该机器或模型的实际构造和运动情况搞清楚。为此先应确定出其原动件和从动件，再使被测机器或模型缓慢运动，然后按照运

动的传递路线把原动件和从动件之间的各构件的运动情况观察清楚，尤其应注意有微小运动的构件，分清各构件间的接触情况及相对运动的性质，从而确定组成机构的构件数目、联接次序和运动副数目、种类等。

2）选择投影面

投影面的选择应以能简单清楚地把机构运动情况正确地表达出来为原则。一般应先确定机构原动件的位置，原则是选择机构中的每一构件均能清楚地表达出来的最佳位置（避免构件间的交叉和重叠），然后将机构投影到与多数构件的运动平面相平行的平面上。必要时可就机器的不同部分选择两个或两个以上的投影面，不过应尽量减少投影面。

3）选择适当的比例尺

在确定了原动件和投影面以后，就可以测量机构的运动尺寸了，按着一定的比例尺画出各构件和各运动副之间的相对位置。

比例尺μL ＝实际长度LAB （m ）／图上长度AB(mm)

绘制机构运动简图时，构件和运动副的表示应尽量采用国家制图标准中规定的符号去表示。

五、实验步骤

1、选择模型，了解被测模型的名称和用途。

2、仔细观察被测模型，确定出原动件和从动件。

3、从原动件开始按照运动传递路线至到执行构件，仔细观察和分析相互联接的两零件间是否有相对运动，弄清各构件的运动情况，确定构件数目、运动副数目和种类。

4、选择最佳投影状态（原动件位置）并选择合理的投影面。

5、鉴于实验课时的限制，课内只需在“课内用纸”上徒手按规定的符号画出示意图（大致成比例）即可。再测量运动副之间的尺寸标在示意图上。为防止画错离开实验室又没有办法修改，因此画完后要主动找指导教师检查，确定无误后请教师签字。

6、课后按示意图选择适当的比例尺，在实验报告上绘制正式的机构运动简图，并计算机构的自由度。

六、思考题

1、一个正确的“机构运动简图”应说明那些内容？

2、绘制运动简图时，原动件的位置为什么可以任意确定？会不会影响简图的正确性？

3、机构自由度的计算对绘制机构运动简图有何帮助？

实验二 齿轮范成原理

一、实验目的

1、掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓基本原理，观察齿廓的形成过程。 2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法，建立变位齿轮的基本概念。

3、了解刀具变位对被加工齿轮各参数的影响，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

二、设备与工具

1、CJD J —B 型齿轮范成仪。

2、纸质齿轮毛坯两张。

3、自备绘图工具。

三、实验原理与方法

1、基本原理

范成法是用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线原理来加工轮齿的。加工时其中一个轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，这样所制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线，今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线必定为渐开线。由于在实际加工时，看不到刀具刀刃在各个位置形成包络线的过程，故通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程，并

用笔将刀具刀刃的各个位置画在图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。

2、CJDJ-B 型齿轮范成仪结构图

此范成仪是仿照齿轮齿条的啮合原理而构造的，如图所示。

1. 齿条插刀2. 螺杆3. 圆螺母4. 啮合溜板5. 调整螺钉6. 机座7. 变位标尺 8. 圆螺母9. 压板10. 心轴11. 螺栓12. 碟形螺母13. 扇形板14. 扇形齿轮

3、刀具及安装

齿条插刀为透明有机玻璃，其上开有两个条形螺栓孔。用螺柱和圆螺母固定在啮合溜板上，通过条形孔可调整刀具相对毛坯中心的径向位置，以实现标准

或变位加工；变位量可由啮合溜板两边的标尺读出（mm ），刀具上两边的划痕如与标尺的“0”对齐，为标准安装，否则为非标准安装。

4、毛坯及安装

预先沿比齿顶圆稍大一点的圆周剪下毛坯周边，然后沿圆周线剪通中心孔（或用针沿圆周线扎小孔，最后打通）。退下圆螺母和压板，将毛坯套在心轴上，再装上压板，拧入螺母，把毛坯压紧在扇形板上，后者与心轴构成回转副可相对转动。心轴用一特制螺栓和蝶形螺母（扇形板下面，未画出）固定在机座上。机架上有两个，靠外面一个孔，用于加工z=20的齿轮；另一个孔用于加工z=8的齿轮。

5、范成运动

即齿条刀具节线与被加工齿轮节圆作纯滚动。内侧加工有齿条啮合溜板（刀具）可相对于机座移动，它与扇形板（毛坯）上固联的两个扇形齿轮之一相啮合（加工z=20的齿轮时为大扇形齿轮，加工z=8的齿轮时为另一个），从而实现了刀具与毛坯的范成运动。纯滚动可由啮合溜板、扇形板及机座上的刻度看出。

6、切削及进给运动

范成仪上刀具与毛坯之间无切削及轴向进给运动。以插刀齿顶节线与齿顶圆对刀后，即可径向进给，但为避免误差，一般一次进刀到位。

7、齿廓的范成运动

用手间歇的推动啮合溜板，每移动3mm 用铅笔在纸坯上沿刀具齿形轮廓画出刀具位置，即插削位置。将啮合溜板从左极限位置推到右极限位置，刀刃的一系列位置便可包络出被加工齿轮的齿廓。其中阴影部分为齿槽，实际加工时将被切掉。

在上述过程中应注意轮坯上齿廓形成的过程。观察标准渐开线齿廓有无根切现象。如有根切则分析其原因。

四、实验内容

1、范成m=8mm,z=20的标准齿轮。

（1）先剪好齿轮纸坯。

（2）根据被加工齿轮齿数，选定心轴的位置及与齿条啮合的扇形齿轮。

（3）装上纸坯。

（4）调整好位量，画包络齿廓。

2、范成m=20mm,z=8的标准齿轮。

3、范成m=20mm,z=8,x=0.5的正变位齿轮。

五、思考题

1、齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于（ha*+c*）m ？

2、用齿条刀具加工标准齿轮时，刀具和轮坯之间的相对位置和运动有何要求？ 3、通过实验说明你所观察到的根切现象的特点怎样？是由于何原因引起的？避免根切方法有哪些？