机械原理实验课件ppt-PowerPointPrese.pptx

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1、机械原理实验前言前言 机械原理实验是理论学习基础上的一机械原理实验是理论学习基础上的一个极其重要的实践环节。通过实验可以使个极其重要的实践环节。通过实验可以使学生加深对机械原理课程的基本概念、学生加深对机械原理课程的基本概念、基本理论的理解，从而提高学生分析和解基本理论的理解，从而提高学生分析和解决问题的能力。决问题的能力。每个实验基本内容包括：实验目的、每个实验基本内容包括：实验目的、实验原理、操作步骤、实验内容等。实验原理、操作步骤、实验内容等。实验工程实验工程F机构运动简图的测绘与分析机构运动简图的测绘与分析 F渐开线齿轮范成原理渐开线齿轮范成原理 F渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析渐

2、开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析F家用缝纫机主要机构拆装实验家用缝纫机主要机构拆装实验F平面机构创意组合实验平面机构创意组合实验实验一实验一 机构运动简图的测绘与分析机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的一、实验目的通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运动简图的测绘方法；动简图的测绘方法；进一步熟悉常用运动副的代表符号和稳固自由度的进一步熟悉常用运动副的代表符号和稳固自由度的计算方法；计算方法；增进对机构组成原理的了解。增进对机构组成原理的了解。二、实验设备与工具二、实验设备与工具u机械模型（如曲柄滑块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆机械模型（如曲柄滑

3、块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；u尺、笔、橡皮、纸尺、笔、橡皮、纸(自备自备)。从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机机构外形，断面尺寸、运动副

4、的结构构外形，断面尺寸、运动副的结构)。而用一些简。而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副并按单的线条和所规定的符号表示构件和运动副并按一定的比例表示各运动副的相对位置，以说明机一定的比例表示各运动副的相对位置，以说明机构的运动特性。构的运动特性。三、实验原理三、实验原理常用运动副的符号常用运动副的符号缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作局部的缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作局部的机构传动路线。机构传动路线。由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。合理选择投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为合理选择

5、投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为投影平面。对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投投影平面。对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面。影平面。在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。逐步画逐步画出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号，出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号，用英文字母标注各运动副。用英文字母标注各运动副。四、实验步骤四、实验步骤仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上。导路间的相对位置、标注在草图上。在图纸

6、上任意确定原动件的位置、选择适宜的比例尺把草在图纸上任意确定原动件的位置、选择适宜的比例尺把草图画成正规的运动简图。图画成正规的运动简图。比例尺的选定：比例尺的选定：式中：式中：比例尺比例尺(单位：单位：mmm)构件的实际长度构件的实际长度(单位：单位：m)图纸上表示构件的长度图纸上表示构件的长度(单位：单位：mm)实验步骤例如实验步骤例如 单击继续可观看实验步骤演示单击继续可观看实验步骤演示 机构运动简图绘制例如一机构运动简图绘制例如一 单击此处三个按钮可观看破碎机的工作过程单击此处三个按钮可观看破碎机的工作过程 单击作图，光标放在图上单击作图，光标放在图上可观看机构运动简图绘制过程可观看机

7、构运动简图绘制过程 机构运动简图绘制例如二机构运动简图绘制例如二 单击运动或作图可观看活塞泵的工作及作图过程单击运动或作图可观看活塞泵的工作及作图过程 机构运动简图绘制例如三机构运动简图绘制例如三 单击运动或作图可观看螺旋泵的工作及作图过程单击运动或作图可观看螺旋泵的工作及作图过程 五、实验内容五、实验内容六、思考题六、思考题一张正确的机构运动简图应包括哪些内容？一张正确的机构运动简图应包括哪些内容？绘制机构运动简图时，原动件的位置能否任意选择？绘制机构运动简图时，原动件的位置能否任意选择？是否会影响简图的正确性？是否会影响简图的正确性？机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构自由度的

8、计算对测绘机构运动简图有何帮助？每位同学至少测量、分析三个机构，标出机构的名称；绘每位同学至少测量、分析三个机构，标出机构的名称；绘制机构运动简图，其中一个简图要求按比例绘制，另外几制机构运动简图，其中一个简图要求按比例绘制，另外几个可不按比例绘制机构运动简图，可用目测法使各构件大个可不按比例绘制机构运动简图，可用目测法使各构件大致成比例，以利分析；计算机构自由度，并判断机构是否致成比例，以利分析；计算机构自由度，并判断机构是否具有确定运动；最后作出书面报告。具有确定运动；最后作出书面报告。实验二实验二 渐开线齿轮范成原理渐开线齿轮范成原理 掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿掌握用范

9、成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来防止产生根切的方法；因及用变位来防止产生根切的方法；分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮的同异点。分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮的同异点。一、实验目的一、实验目的二、实验设备与工具二、实验设备与工具u渐开线齿轮范成仪；渐开线齿轮范成仪；u园规、剪刀、铅笔、绘图纸园规、剪刀、铅笔、绘图纸(自备自备)。齿轮与齿条啮合时，其相对运动可视为是齿轮分度园沿齿轮与齿条啮合时，其相对运动可视为是齿轮分度园沿齿

10、条节线做纯滚动。如果将齿条换为齿条刀具，图纸换齿条节线做纯滚动。如果将齿条换为齿条刀具，图纸换为齿坯使它们保持上述相对运动，再使齿条刀具沿齿坯为齿坯使它们保持上述相对运动，再使齿条刀具沿齿坯轴心线方向作切削运动就可加工出齿轮，这种方法称为轴心线方向作切削运动就可加工出齿轮，这种方法称为范成法范成法(滚切法滚切法)。加工标准齿轮：齿条刀具线加工标准齿轮：齿条刀具线(模数线模数线)与被加工齿轮分度与被加工齿轮分度园相切。园相切。加工变位齿轮：齿条刀具中线与被加工齿轮分度园二者加工变位齿轮：齿条刀具中线与被加工齿轮分度园二者别离。别离。刀具中线相对齿坯中心外移为正变位，刀具中线内移为刀具中线相对齿坯

11、中心外移为正变位，刀具中线内移为负变位。负变位。三、实验原理三、实验原理1.1.测出标准齿条刀具中线上的齿厚（测出标准齿条刀具中线上的齿厚（s s=p=pm m/2/2）或齿距（）或齿距（p p=p=pm m ）计算出模数并与标准模数系列相对照，从而确定刀具的标）计算出模数并与标准模数系列相对照，从而确定刀具的标准模数准模数m m。(被加工齿轮的相应参数与刀具一致）被加工齿轮的相应参数与刀具一致）2.2.调整齿条刀具的刻度线的中线与溜板上的白线对齐，固定刀调整齿条刀具的刻度线的中线与溜板上的白线对齐，固定刀具，量出圆盘中心到刀具中线的最短距离，此值即为被加工具，量出圆盘中心到刀具中线的最短距离

12、，此值即为被加工齿轮的分度圆半径，根据量得的分度圆半径和模数齿轮的分度圆半径，根据量得的分度圆半径和模数m m计算出被计算出被加工齿轮的齿数加工齿轮的齿数z z。(分度圆半径由范成运动可事先确定）分度圆半径由范成运动可事先确定）3.3.将绘图纸（将绘图纸（180）固定在圆盘上，）固定在圆盘上，将滑架将滑架3 3推至左边（或右推至左边（或右边）的极端位置，从左向右（或从右向左）推动滑架，每移边）的极端位置，从左向右（或从右向左）推动滑架，每移一个小的距离（一个小的距离（3-4mm3-4mm），在代表齿坯的图纸上用铅笔描下齿），在代表齿坯的图纸上用铅笔描下齿条刀具刀刃的位置，直到将滑架推至右边（或

13、左边）的极端条刀具刀刃的位置，直到将滑架推至右边（或左边）的极端位置为止。这时绘制出标准齿轮，观察有无根切现象。位置为止。这时绘制出标准齿轮，观察有无根切现象。4.4.按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O O）距离距离xmxm，然后，然后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。观用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。观察齿形，有无齿顶变尖现象。察齿形，有无齿顶变尖现象。5.5.比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶圆齿厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对圆齿

14、厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对变化特点。变化特点。四、实验步骤四、实验步骤加工过程模拟加工过程模拟双击标准齿轮及正变位可观看加工过程双击标准齿轮及正变位可观看加工过程 四、实验内容四、实验内容l切制切制m15mm、z10的标准、正变位（的标准、正变位（x10.6）渐开线齿廓，两种齿廓每种都须画出两个完整）渐开线齿廓，两种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这两种齿廓。的齿形，比较这两种齿廓。l判断所画齿轮齿廓曲线是否是渐开线，有无根切并判断所画齿轮齿廓曲线是否是渐开线，有无根切并指出。指出。l分析标准齿轮与变位齿轮的基本参数和几何形状哪分析标准齿轮与变位齿轮的基本参数和几何形

15、状哪些相同，哪些不同，为什么些相同，哪些不同，为什么?五、思考题五、思考题根切现象是怎样产生的？如何防止根切？根切现象是怎样产生的？如何防止根切？切制出的齿轮范成效果如下图。实验三实验三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 掌握应用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮掌握应用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法；基本参数的方法；稳固并熟悉齿轮的各局部尺寸、参数之间的稳固并熟悉齿轮的各局部尺寸、参数之间的关系和渐开线的性质。关系和渐开线的性质。一、实验目的一、实验目的二、实验设备与工具二、实验设备与工具u待测齿轮待测齿轮、游标卡尺；、游标卡尺；u渐开线函数表及

16、计算器渐开线函数表及计算器(自备自备)。三、实验步骤及原理三、实验步骤及原理1.1.确定齿数确定齿数Z Z 2.2.齿顶圆直径齿顶圆直径d da a 、齿根、齿根圆直径圆直径d df f的测定。的测定。（a a）z=z=偶数偶数 （b b）z=z=奇数奇数 图一图一 齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量如图一（如图一（a a）所示：当齿数）所示：当齿数Z Z为偶数时，可用游标卡尺直接量出为偶数时，可用游标卡尺直接量出d da a和和d df f 。如图一。如图一（b b）所示：当齿数）所示：当齿数Z Z为奇数时，可测量为奇数时，可测量H H1 1、H H2 2 以及

17、以及d dk k ，再由如下公式计算，再由如下公式计算d da a和和d df f 。da=dk+2H1 df=2H2-（H1+dk/2）=2H2-2H1-dk 3 3、公法线长度、公法线长度w wk k 、w wk+1k+1的测定的测定 如图二所示，分别测出如图二所示，分别测出K K个齿之间的距离和个齿之间的距离和K+1K+1个齿之间的距离（测量时游个齿之间的距离（测量时游标卡尺的两卡脚应切于齿廓工作段，两卡脚分别与齿廓的两条反向渐开线相切）标卡尺的两卡脚应切于齿廓工作段，两卡脚分别与齿廓的两条反向渐开线相切）基节基节:基圆齿厚基圆齿厚:图二图二 公法线长度测量公法线长度测量 测定时使游标卡

18、尺的卡脚与齿廓工作段中部附近测定时使游标卡尺的卡脚与齿廓工作段中部附近相切，即卡脚与齿轮两个渐开线齿面相切在分度相切，即卡脚与齿轮两个渐开线齿面相切在分度圆附近。为了减少测量误差，应在齿轮的不同部圆附近。为了减少测量误差，应在齿轮的不同部位测量三次，取其平均值。位测量三次，取其平均值。式中式中m m、都已标准化，常为都已标准化，常为2020或或1515，分别将，分别将=20=20和和=15=15代代入上式算出两种可能的入上式算出两种可能的m m值。取最接近于标准模数的为该齿轮的压值。取最接近于标准模数的为该齿轮的压力角，同时模数力角，同时模数m m取标准值。取标准值。，式中式中 也可查表获得，

19、也可查表获得，当当 时约为时约为0.01490.0149。注意注意B.B.确定变位系数确定变位系数X XA.A.确定模数确定模数m m和压力角和压力角 C.C.确定齿顶高系数确定齿顶高系数 和顶隙系数和顶隙系数 和和 有两种标准分别是正常齿制（这时有两种标准分别是正常齿制（这时 =1.25 =1.25）和短齿制）和短齿制（这时（这时 =1.1 =1.1）。由上式算出的（）。由上式算出的（）的数值如果与）的数值如果与1.251.25更接近则更接近则 和和 为正常齿制，如果与为正常齿制，如果与1.11.1更接近则更接近则 和和 为短齿制。为短齿制。四四.实验要求实验要求 1.1.每一测量数据必须在

20、不同的位置测量三次（测量位置按圆周方向大致均每一测量数据必须在不同的位置测量三次（测量位置按圆周方向大致均匀分布），取其平均值。匀分布），取其平均值。2.2.游标卡尺读数时以毫米为单位游标卡尺读数时以毫米为单位(这时小数点后面为两位，最后一位是偶数，这时小数点后面为两位，最后一位是偶数，因为精度是因为精度是0.02)0.02)实验四实验四 家用缝纫机主要机构拆装实验家用缝纫机主要机构拆装实验 一、实验目的一、实验目的了解缝纫机四大机构的拆装及基本原理了解缝纫机四大机构的拆装及基本原理；了解各零件结构用途及缝纫机的调整润滑方法了解各零件结构用途及缝纫机的调整润滑方法；提高对于机械的拆装及调试能力

21、。提高对于机械的拆装及调试能力。1.1.缝纫机机头的传动结构及工作原理缝纫机机头的传动结构及工作原理 缝纫机机头结构简图如下：（1）上轮（2）上轴（3）挑线凸轮（4）挑线杆（5）小连杆（6）针杆 （7）送布凸轮（8）牙叉（9）牙叉滑块（10）针距座（11）送布曲柄（12）送布轴 （13）牙架（14）送布牙（15）抬牙曲柄（16）抬牙轴（17）摆轴偏心凸轮（18）摆轴 （19）大连杆（20）摆轴滑块（21）下轴曲柄（22）下轴（23）摆梭托，摆梭 二、实验原理二、实验原理引线机构：（1）、（2）、（3）、（5）、（6）挑线机构：（1）、（2）、（3）、（4）钩线机构：（1）、（2）、（19）、（

22、18）、（20）、（21）、（22）、（23）送布机构：（1）、（2）、（7）、（8）、（9）、（10）、（11）、（12）、（13）（14）、（15）、（16）、（17）、（18）图上未画的压紧杆局部也属于送布机构 还有自成一体的第五大机构：绕线机构。由于它是辅助机构，故未在图上画出。缝纫机线迹形成过程 缝纫机线迹是由位于缝料上方的面线和位于缝料下方绕在梭心上的底线绞合在一起所形成的双绞线，其线迹和手工缝制的线迹不一样。梭心装在摆梭轴上，缝纫开始前，先把底线引到缝纫机台板上，然后将缝料放到台板上相应位置，调定压紧杆压力，放下压紧杆压住缝料，开始缝纫。线迹形成过程如下：简单地说：a、送布牙向前

23、送布到位 b、挑线杆拉出面线备用 c、针杆和机针下降刺布 d、机针将面线带到布下 e、机针上升并形成线环 f、摆梭逆时针转钩线环 g、线环被钩大绕过转轴 h、摆梭顺时针转动脱钩 i、挑线杆收紧面线线环 j、面线线环套住了底线 k、继续收线形成绞合点 l、周而复始形成了线迹 三.拆装技术要求拆装技术要求简述：压紧杆压脚抬起后与针板平面约6.5mm。上轴曲柄与送布凸轮螺钉处成28-30角。（从面向上轮方向看）针杆最低时，针与摆梭尖距离约2-2.8mm。送布牙牙齿与针板槽应有一定间隙，保持相互不碰撞。大连杆盖侧面的铸造侧线的粗细应与大连杆的一致。针杆下端面与针板平面的距离，最低位置时约为10.6mm

24、（针杆顶端与机壳孔平面大致平齐）。四.实验要求 1拆下的零件入柜，并摆放整齐有序，必要时可先局部装配。2小零件要防止丧失或漏装。3边思考边拆装。4动作要轻柔不可损坏零件。5装配时每装一个零件都要检查配合处是否运动灵活。三.思考题1画出缝纫机四大机构运动简图并求其自由度。2简述缝纫机线迹形成过程。3引线机构属于平面机构中哪一种基本机构？4钩线机构由平面机构中哪两种基本机构组成？5如何调大针距？6简述夹线器的作用。7简述离合器的作用。8简述针杆拆卸过程（表达中要提到机壳反面的工艺孔的运用）。实验四实验四 平面机构创意组合及参数可视平面机构创意组合及参数可视化分析实验化分析实验 一.实验目的1、认识

25、典型机构2、设计实现满足不同运动要求的传动机构系统3、拼装机构系统4、对运动构件进行运动检测分析（位移、速度、加速度分析）二.实验原理机械传动系统的设计是机械设计中极其重要的一个环节，其中了解常用传动机构，合理设计传动系统是一个认识和创新的过程。为了实现执行机构工作的需求（运动、动力），我们必须利用不同机构的组合系统来完成。因此对于常用机构，如杆机构，齿轮传动机构，间歇运动机构，带、链传动机构的结构及运动特点应有充分的了解，在此基础上，我们可以利用它们的特点组合成我们需要的传动系统。执行机构常见的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动，传动系统方案的设计将以此为目标。执行机构的运动不仅仅有运动

26、形式的要求，而且有运动学和动力学的要求。因此我们必须对设计好的传动系统中的重要运动构件进行运动学和动力学分析（速度、加速度分析），使执行构件满足运动要求（如工作行程与回程的速度要求，惯性力要求，工作行程要求等）。任何传动机构系统都有其特点，适应于不同的工作要求和安装位置，我们应该学会在设计和拼装中进行系统分析和评估。三、实验台机械结构 该实验台主要由底座(安装平台)、平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、齿轮传动机构、带(链)传动等机构以及驱动组成。其中间歇机构包含槽轮机构、不完全齿轮机构、棘轮机构等。大家可根据需要进行设计和拼装。四、检测分析系统及使用四、检测分析系统及使用 传感器安装：该实验台

27、配备了一个光栅角位移传感器、一个直线位移传感器，可分别安装在旋转及移动构件上。在每种机构的输入及输出端均有安装位置。（见每种机构装配图的传感器安装位置）六、实验步骤1、认识实验台提供的各种传动机构的结构及传动特点2、确定执行构件的运动方式（回转运动、间隙运动等）3、设计或选择所要拼装的机构4、看懂该机构的装配图和零部件结构图5、找出有关零部件，并按装配图进行安装6、用手拨动机构，检查机构运动是否正常7、机构运动正常后，可将传感器安装在被测构件上，并连接在数据采集箱接线端口上（将光栅传感器接线接在“数字通道”上，直线位移传感器接线接在“模拟通道”上）8、翻开采集箱电源，按“加速”键，逐步增加电机

28、转速，观察机构运动9、翻开计算机，并进入“检测”界面，观察相应构件的运动情况，如果有仿真界面内提供的机构，则可按实际机构的几何参数，对执行构件的运动进行仿真10、实验完毕后，关闭电源，整理实验台七、实验结果分析1、绘制平面机构运动简图并求自由度1、对系统进行评价和分析2、对执行构件的运动规律进行分析（有无急回特性，有无冲击，最大行程等）谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH