机械原理实验指导书

11目 录TOC\o“1-1“\h\z\u\l“_TOC_250003“试验一机构运动简图的绘制与分析试验 1\l“_TOC_250002“试验二机构运动方案创设计试验 3\l“_TOC_250001“试验三机构运动综合性能测试与分析试验9\l“_TOC_250000“试验四渐开线齿廓的范成法加工模拟试验13《机械原理》试验指导书《机械原理》试验指导书11一、目的学会依据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图；解机构自由度的概念，把握机构自由度的计算方法；加深对机构构造分析的了解。二、设备和工具机械实物〔如：牛头刨床、插齿机等〕；机构的模型〔如：简易冲床、颚式裂开机、内燃机模型、油泵模型等〕；测量工具：刚尺、内外卡钳、刚皮尺、量角器〔依据需要选用〕；绘图工具：三角板、铅笔、圆规、橡皮、草稿纸〔自备〕。三．原理和方法．原理：由于机构的运动仅与机构中全部构件的数目和构件所组成的运动副的类型、数目及相对位置有关，因此，在绘制〔见教科书或机械设计手册中国家标准GB4460-84“机械制图机构运动简图符号”的规定〕来代替机构和运动副，并按肯定的比例尺表示运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征，以便于进展机构运动系和动力系方面的分析。．测绘方法、步骤：地区分各个运动机构及各运动副的而不易感觉到地方应特别加以注意且不行误认为刚性联接。②适中选择视图，并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字1，2，3A，B，C……分别标注各运动副。③计算机构的运动度并籍此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当指出，在计算自由度时应除去虚拟约束《机械原理》试验指导书《机械原理》试验指导书14间的相对位置及机构尺寸，最终按肯定的比例将草图画成正规的机构运动简图。四．试验要求例尺绘制，其余的可凭目测，使图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。否相符。．对上述机构进展构造分析〔高副低代、分别杆组、确定机构级别等〕。．符号要按规定的标准，图纸要明晰清洁，正确填写试验报告。五．思考题．“机构运动简图”与机构示意意图有何区分？性？．机构自由度的计算对测绘机构运动的简图有何帮助？试验二机构运动方案创设计试验一、概述机构运动方案创设计是各类简单机械设计中打算性的一步型，组装调整机构尺寸等功能，能够比较直观、便利的搭接、验证、调试、改进、确定设计的状况。二、试验目的把握机构创模型的使用方法及试验原理。训练学生的工程实践动手力量，培育学生创意识及综合设计的力量。加深对平面机构的组成原理及其运动特性的理解和感性生疏。三、试验原理任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到原动件和机架上去的方法来组成是机构的组成原理，也是本试验的根本原理。杆组的概念、正确拆分杆组及拼装杆组。1、杆级的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等假设干个不行再分的自由度为零的运动链，称为根本杆组，简称杆组。依据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n－2P－P=0。其中构件数n，高副L HP和低副数P都必需是整数。由此可以获得各种类型的杆组。H L最简洁的杆组为n=2，P=3，称为Ⅱ级组，由于杆组中转动副和移动副的配置不同，ⅡL2-22n=4，PL=62-23级杆组。图2-23 平面低副Ⅲ级杆组2、正确拆分杆组正确拆分杆组的三个步骤：先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高副加以低代。计算机构的自由度，确定原动件。从远离原动件的一端〔即执行构件〕先试拆分Ⅱ级杆组，假设拆不出Ⅱ级组时，再试拆Ⅲ级杆组，即由最低级别杆组向高一级杆组依次拆分，最终剩下原动件和机架。得不对。每当拆出一个杆组后，再对剩余机构拆杆组，并按第〔3〕步骤进展，直到全部杆组拆完，只应剩下与机架相连的原动件为止。如图2-24所示机构，先除去K处的局部自由度，高副低代，然后，按步骤〕构的自由度：F=1，并确定凸轮为原动件：最终依据步骤〔3〕的要领，先拆分出由构件456732，81019。3、正确拼装杆组〔参考面〕向外进展拼接。四、试验设备及功用机构运动方案创设计试验台设备包括机架及其组件，分别详述如下。1、机架2-255x栓将立柱上、下两端锁紧〔*安全留意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓柠松即可y用螺栓将滑块怪定在立柱上。按图示方法即可在x、y平面内确定一个固定点，这样活动构件相对机架的连接位置就确定了。2、其他组件凸轮和高副锁紧弹簧 凸轮基圆半径为18mm，从动推杆的行程为30mm。从动件为正弦加速度运动规律；凸轮从动件的高副形成是依靠弹簧力的锁合，各4件。齿轮 模数2，分度圆压力角200，齿数分别为34和42，两齿轮中心距为76mm。各4件。齿条 模数2，分度圆压力角200，单根齿条全长为422mm，为4件。槽轮拨盘 两个主动销，为4件。槽轮 四槽，为1件。主动轴 动力输入用轴，轴上有平键槽。L为5mm、20mm、35mm、50mm各4件，L为65mm，为2件。转动副轴〔或滑块〕主要用于跨层面〔即非相邻平面〕的转动副或移动副的形成。L5mm、15mm、30mm643扁头轴 又称从动轴，轴上无键槽，主要起支撑及传递运动的作用。L为5mm、20mm、35mm、50mm、65mm，分别为16件、12件、12件、10件和8件。主动滑块插件 与主动滑块座固联，可组成做直线运动的主动滑块。L为40mm、55mm，各一件。主动滑块座 与直线电机齿条固连形成主动件，且随直线电机齿条作往复直线运动，为1件。连杆〔或滑块导向杆〕其长槽与滑块形成移动副，其圆孔与轴形成转动副。L50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm8压紧连杆用特制垫片 将连杆固定在主动轴或固定轴上时用。Φ6.5为16件。转动副〔或滑块〕 与固定转轴块配用时可在连杆长槽的某一选定位置形成转动副或做滑块。L为5mm、20mm，各8件。转动副轴〔或滑块〕 用于两构件形成转动副或作滑块用，为16件。带垫片螺栓 转动副轴与连杆之间构成转动副或移动副时用带垫片螺栓连接，用于加长转动副轴或存放定轴的轴长，规格M6，为48件。压紧螺栓 转动副轴或固定轴与连杆形成同一构件时用该压紧螺栓连接，规格M648运动构件层面限位套 用于不同构件运动平面之间的距离限定，避开发生运动构件间的运动干预。L为5mm、15mm、30mm、45mm、60mm，分别35件、40件、20件、20件、10件。带轮 大孔轴，用于旋转电机，为3件。主动轴带轮 小孔轴，用于主动轴，为3件。盘杆转动轴 盘类零件或与其他构件〔如连杆〕构成转动副时用。L为20mm、35mm、45mm，分别为6件、6件、4件。固定转轴块 用螺栓将固定转轴块锁紧在连杆长槽上，构件可与该连杆在选定位置形成转动副，为8件。加长连杆和固定凸轮弹簧用螺栓、螺母 用于两杆加长时锁紧的连接件，固定弹簧，M10，各为18件。曲柄双连杆部件 偏心轮与活动圆环形成转动副，且已制作成一组合件，为4件。齿条导向板 将齿条夹紧在两块齿条导向板之间，可保证齿轮与齿条的正常啮合，为8件。转动副轴〔或滑块〕 轴的扁头主要用于两构件形成转动副；轴的圆头主要用于两构件形成移动副，或做滑块时用，为16件。安装电机座行程开关座用内六角螺栓、平垫 标准件M8×25，Φ8，各32件。内六角螺钉 标准件M6×15，为2件用于将主动滑块固定在直线电机齿条上。内六角紧定螺钉 标准件M6×6，为18件。滑块 已与机架相连支撑轴，并在机架平面内沿铅垂方向上下移动，为64件。压紧立柱特制平垫 已与机架相连，用于固定立柱。Φ9，为40件。固定立柱上滑块用特制螺母 已与机架相连，M6，为64件。固定电机用特制螺母 卡在机架的长槽内，可轻松拧紧螺栓固定电机座，为18件。行程开关支座 2件，并配内六角头螺栓平垫，M5×15，Φ5，各4件。用于行程开关与其座的连接，行程开关的安装高度可在长孔内进展调整。平垫片 使轴相对机架不转动时用，Φ17，为20件。防脱螺母 防止轴从机架上脱出，M12，为76件。转速电机座 已与电机相连，为3件。直线电机座 已与电机相连，为1件。平键主动轴与带轮的连接，3×15，为20直线电机掌握器与行程开关配用，可掌握直线电机的往复运动行程。前面板为LED452A1带标准件，O3直线电机 10mm/s，10r/min。直线电机安装在试验台机架底部，并可沿机架底部的长形槽移动电机直线电机的长齿条为机构输入直线运动的主动件在试验中允许齿条单方向的最大直线位移为300mm，可依据主动滑块的位移量确定直线电机两行程开关的相对间距，并且将两行程开关的最大安装间距限制在300mm范围内。〔相当于滑块400mm。故障排解 当接通电源开关电机不运行可能是前面板上保护电机的熔断〔2.5A〕烧断。准时告知指导教师更换的2.5A熔断器。*留意：未拼接机构运动前、预设直线电机的工作行程后，请务必调整直线电机行程开关的高度，以确保电机行程开关的敏捷动作，从而防止直线电机齿条脱离电机主体，防止止组装零件的损坏及人身安全。3、工具M5、M6、M82150mm~200mm11m纸张自带。五、试验步骤把握试验原理。生疏机构组合创试验台使用方法。选择试验教师供给的机构运动方案或课前自拟机构运动方案作为机构组合试验内容。将拟定的机构运动方案依据机构组成原理按杆组进展正确拆分，并用机构简图表示出来。正确拼装杆组机构运动方案。完成试验报告。试验三机构运动综合性能测试与分析试验一、试验目的利用计算机对平面机构构造参数进展优化设计，并且实现对该机构的运动进展仿真和测试分析，从而了解机构构造参数对运动状况的影响；利用计算机对实际平面机构进展动态参数采集和处理，做出实测的机构动态运动和动力参数曲线，并与相应的仿真曲线进展比照，从而实现理论与实际的严密结合；利用计算机对机构进展平衡设置和调整，观看其运动不均匀状况和振动状况，进一步把握平衡的意义和方法；通过对平面机构中某一构件的运动、动力状况分析测定及整个机构运动波动及振动状况的测定分析，熬炼对于一般机械运动问题进展综合分析的力量。二、试验设备和仪器本试验所用仪器为：ZNH-A/1曲柄导杆滑块机构多媒体测试、仿真、设计综合试验台，ZNH-A/2ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合试验台，ZNH-A/4ZNH-A/1该试验台的测试机构一种形式为曲柄导杆滑块机构〔如图3-1所示种形式为曲柄滑块机构〔3-2。图3-1曲柄导杆滑块机构试验台 图3-2曲柄滑块机构试验台ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合试验台3-33-3曲柄摇杆机构试验台ZNH-A/3该试验台的测试机构一种形式为盘形凸轮机构〔如图3-4所示规律的测试凸轮；另一种形式为圆柱凸轮机构〔如图3-5。图3-4盘形凸轮机构试验台 图3-5圆柱凸轮机构试验台ZNH-A/4该试验台的测试机构一种形式为四槽槽轮机构〔如图3-6所示轮机构〔3-7。图3-6盘形凸轮机构试验台 图3-7圆柱凸轮机构试验台曲柄角位移传感器摇杆角位移传感器曲柄角位移传感器摇杆角位移传感器机架振动加速度传感器DHF-7电荷放大器零脉冲计数计数脉冲滤波电路脉冲滤波电路PC6360多功能模接口卡-8理图四、试验内容〔一〕曲柄滑块机构试验内容运动轨迹设计的两种方法。和角加速度线图，进展速度波动调整计算。角的速度线图，加速度线图。激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图〔即不平衡惯性力〔二〕曲柄摇杆机构试验内容和角加速度线图。角和速度线图，加速度线图。机架振动仿真和实测：通过模数计算，先得出机构的质心(即激振源)的位移及速度，并作出激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图〔即不平衡惯性力。〔三〕凸轮机构试验内容和角加速度线图，并进展速度波动调整计算。角和速度线图，加速度线图。〔四〕槽轮机构试验内容设计。和角加速度线图。角的角速度线图，角加速度线图。五、试验方法和步骤l．翻开计算机，运行有关试验测试分析及运动分析软件，具体阅读软件中有关操作说明。启动有关试验设备，调定电动机运转速度。等试验设备运行稳定后，由试验测试分析及运动分析软件的主界面选定具体试验工程，进入该试验界面。先点击试验界面中“实测”键，计算机自动进展数据采集及分析，并作出相应的动态参数的实测曲线。然后，点击该界面中的“仿真”键，计算机对该机构进展运动仿真，并作出动态参数的理论曲线。打印理论曲线和实测曲线及有关参数。假设要做其它工程的试验，点击“返回”键，返回主界面，选定试验工程。以下步骤同前。分析比较理论曲线和实测曲线，并编写试验报告。六、试验操作留意事项初次使用时，需认真参阅本产品的说明书，特别是留意事项：拆下有机玻璃保护罩用清洁抹布将试验台，特别是机构各运动构件清理干净，加少N68～48面板上调速旋钮逆时针旋到底〔转速最低。检查各运动构件的运动状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡死现象。一切正常后，方可开头运行按试验指导书的要求操作。七、思考争论题原动件的真实运动规律为什么不是匀速运动？试验四渐开线齿廓的范成法加工模拟试验一、试验目的把握范成法切制渐开线齿轮的原理，观看齿廓形成的过程。了解渐开线齿轮产生根切的缘由、现象和避开根切的方法。分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。二、设备及工具齿轮范成仪工具：剪刀自带工具：圆规、三角尺、铅笔HBφ230mm圆形图纸〔φ一张。三、原理和方法原理范成法是利用一对齿轮相互啮合时坯与刀具间的传动过程并用铅笔将其记录在纸上，这样我们能清楚地观看到齿轮范成的过程。齿轮范成仪〔4-1〕1523齿条中线

机床节线4-1齿轮范成仪示