测绘范成齿轮参数测量三个实验.docx

实验一 机构运动简图测绘实验一、实验目的：1、对运动副、另件、构件及机构等概念建立实感；2、熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号；3、培养根据实际机械绘制机构运动简图的能力；4、掌握机构自由度的计算方法机构运动简图的测绘示例图示一偏心轮机构，试绘出其机构运动简图，并计算其自由度一）机构简图测绘步骤：1、认清构件数目转动手柄，使机构运动，注意观察此机构中哪些构件是活动构件，并逐一标注构件号码，如 1－机架，2－手柄及偏心轮，3－连杆，4－活塞2、判断各构件间的运动副性质反复转动手柄，判定构件 2 与构件 1的相对运动是绕轴 A 转动，故 2 与 1 在 A点组成转动副；构件 3 与 2 的相对运动是绕偏心轮 2 的圆心 B 点转动，故 3 与 2 在 B114点组成转动副；构件 4 与 3 绕销子 C 相对转动；故4与3在C点组成转动副；构件4与1沿水平方向x-x相对移动，故4与1组成方位线为x-x的移动副3、画出运动副的构件符号对于组成转动副的构件，不管其实际形状如何，都只用两转动副之间的连线来代表，例如AB代表构件2, BC代表构件3对于组成移动副的构件，不管其截面形状如何，总用滑块表示，例如滑块4代表构件4，并通过滑块上转动副C的中心画出中心线x-x,代表4与1相对移动的方向线。

机架用斜线表示，以便与活动构件区别，如构件1主动构件上打箭头表示，以便与从动构件区别，如构件2图示（b）即为（a）图所示机构的运动简图4、测量构件尺寸并按比例绘制机构简图测量AB杆和BC杆的长度以及滑块4移动方向线x-x至转动副A的距离选择恰当的长度比例尺e（mm / mm）按比例画出机构运动简图构件的实际长度（mm）“ e=简图上所画的构件长度（mm）有时，只要了解机构运动特征而不需进行定量分析时，可不按比例绘制简图，只需大致 按相对位置关系绘出即可二）自由度计算1、 计算机构自由度 F自由度公式F = 3n - 2P - PLh式中：n —活动构件数PL—低副数Ph-高副数在本机构中，n=3 （构件2、3和4是活动构件）Pl=3+1=4 （转动副A、B和C以及 移动副D）, Ph=0,代入上式得hF=3n-2P-P =3x3-2 （3+1） -0=1Lh2、 核对计算结果是否正确根据计算所得的自由度f=i,给予机构一个原动件一一手柄当手柄转动时，可观察 到机构各构件运动均是确定的，故计算结果符合实际情况三、 实验内容绘制以下机构模型或机器，并计算其自由度1、 牛头刨床机构（从小齿轮f滑枕的主体运动）2、 YJ—79插齿原理教具（从电机f插齿刀上下运动）3、 汽车、拖拉机差速器模型4、 其他机构模型5、 参观典型的机械原理教具四、 实验设备及用具1、 所要绘制的机构模型及机器2、 圆规、分规、有刻度的直尺、铅笔、橡皮、白纸（学生自备）五、 实验报告在实验报告中应画出上述机构的运动简图，其中至少有两张图应按比例画出。

机构运动简图测绘实验报告实验二 《齿轮范成原理》实验一、目的：1、掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的办法建立变位齿轮的基本概念二、设备和工具：1、齿轮范成仪（有两种，但原理一样）2、绘图纸、圆规、三角板、剪刀、2－3 支 2H 铅笔三、原理：范成法是利用一对齿轮互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的加工 时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯它们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做切削运动由于在实际加工时，看不到刀刃在 各个位置形成包络线的过程，故通过齿廓范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程；范成仪所 用刀具模型是齿条刀轮坯用绘图纸代表传动中，将刀具刀刃的各个位置用铅笔记录在绘 图纸上这样，我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程四、构造：范成仪的构造如附图一，轮坯部分结构做成扇形构件4是模数18mm,齿数17的齿 轮的分度圆；另一半圆是模数18，齿数9的齿轮的分度圆，它们一起装在同一轴上，摇动 手柄12，可使轮坯前后移动刀具部分的结构是：模数18的齿条刀用铰链装在变位溜板3 上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位。

变位量可以从刻度尺1 读出，变位溜板3 又装在 啮合溜板1 1 上，在不作变位时，可用旋钮10 锁住变位溜板啮合溜板11 是与分度圆作纯 滚动在无变位量时（刻度尺零位对齐）刀具 2的分度线（中线）与啮合溜板1 1 的一侧（即 与分度圆作纯滚动的一侧）在同一垂直平面上五、规格及性能参种 亠数一-类第一种范成仪第二种范成仪m = 20m = 25_Ltl 齿模数a = 20oa = 200条压力角h * = 1ah * = 1刀齿顶咼系数C * = 0.25aC * = 0.25具径向间隙系数被切齿轮齿数z = 8z = 8六、实验步骤：1、根据你所使用的范成仪的参数，计算出被加工齿轮的主要尺寸d、d、df、db，并将a f b上述四个圆画在一张绘图纸上计算最小变位系数X •及最小变位量（X •・m）计算该变位齿轮的df、d，并将此变min min f a位齿轮的齿顶圆及齿根圆，还有分度圆、基圆画在第二张绘图纸上将超出被加工齿轮齿顶圆的图纸剪去，以所得的圆形图纸作为被加工齿轮的轮坯2、 将代表轮坯的图纸放在刀具下，对准齿轮中心后用压板（或压环）压住3、 若切制标准齿轮，就调节刀具中线，使与被加工齿轮的分度圆相切。

4、 开始“切制”齿廓，此时可先移动啮合溜板（或纵拖板，）将刀具推至范成仪的一端， 使刀具的齿廓退出标准齿轮轮坯的齿顶圆然后向另一端移动，当齿条刀具切入轮坯时，每 当移动一个不大的距离时，即在代表轮坯的图纸上用铅笔描绘出刀具刀刃位置直到形成一 至两个完整的轮齿时为止注意轮坯上齿廓形成的过程5、 观察有无根切现象如有根切，分析其原因（观察刀具的顶线是否超过N］点，以判 断有无根切）6、 若切制变位齿轮，让刀具中心线与被加工齿轮的分度圆加上变位量（±）画出的圆 相切或让刀具齿顶切于被加工变位齿轮的齿根圆观察有无根切现象，为了便于比较，可换 用另一种颜色的笔七、思考题：1、 通过实验，说明你所看到的根切现象是怎样的？是由什么原因引起的？避免根切还 有别的办法吗？2、 齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于（h * + C*）m ?3、 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相对运动有何要求？为 什么？4、 比较用 同一齿 条刀 具 加 工 出 的 标准齿轮 与变 位齿 轮的 几何参数 ：m、a、r、r、h、h、P、S、广S，哪些变了？哪些没变？为什么？b a f八、实验报告要求： 齿廓图范成好后，将各部分尺寸用分规卡准。

量出，填在实验结果表中再将标准正、负变 位齿形剪下，将其分度圆、基圆对齐贴在一起，进行齿形比较《齿轮范成原理》实验报告班级 姓名 实验日期1、原始数据：①齿条： 模数m= 毫米 压力角a =齿顶高系数h *= 径向间隙系数C* =②齿轮： 齿数Z 分度圆半径r= 毫米2、齿轮几何参数计算名称符号计算公式计算结果标准齿轮z=变位齿轮z=基圆rb分度圆r齿顶圆半径r齿根圆半径rf最小变位系数X min 13、实验结果项 目标准齿轮变位齿轮X1=X2 =分度圆齿厚S分度圆齿宽e周节P基圆齿厚Sb顶圆齿厚Sa齿形比较实验三 “渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定”实验一、实验目的1、掌握用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱标准齿轮和变位齿轮参数的方法2、巩固并熟悉齿轮各部分尺寸、参数关系及计算二、实验用具游标卡尺、直齿圆柱齿轮、自带计算器三、实验说明齿轮测量是一项比较复杂的工作由于各国参用的标准不一，有模数制和径节制就是 同一标准中又有正常齿和短齿之分；还有标准制齿轮和变位齿轮之分，而且压力角142°、1520°、222°若干种所以要想全面掌握，应进一步看有关的齿轮测量方面的资料本实验只对我国制造的渐开线直齿圆柱齿轮（模数制、压力角尸20。

进行测量, 以达到实验的目的和要求四、实验步骤1、确定齿轮齿数 Z 2、测量公法线长度先用游标卡尺的一对脚卡住K （K22）个齿，如图1所示跨齿数K由近似公式a 小.K —-• Z + 0.5求出（四舍五入取整数）此时两卡脚应切于齿廓，其距离为WK，为了 180 K减少测量误差，WK在不同的齿上重复测量三次，取其平均值再用同样的方法量出K+1） K个齿时的公法线长度WK 考虑到齿轮存在公法线长度变动误差，所以测量WK和WK1值 K+1 K K+1时，应在测量WK后的相同齿上再加一个齿测出WK ,值K K+1W k Pb —43、确定基节P\、模数和压力角b基节 P = W — W =兀・ m • cos a （mm）b K+1 K根据计算出的基节值，查表（附表1）与之相近的值即可确定该齿轮的模数和压力角（若已知a = 20，则只需确定模数）4、测量齿顶圆直径d和齿根圆直径df，为了减少测量误差，同一数值应在不同位置上测量 af三次，取其平均值（小数部分保留两位）当Z为偶数时，d和df可直接测量出如图二（a） af当Z为奇数时，d和dfaf可间接测量出如图二（b）然后用下式计算出值。

d = d + 2 Ha 孔 1d = d + 2 Hf 孔 25、计算齿根高hf,齿顶 高h及全齿高hamZ - dh =—f2d - mZh =——a 2h = 2(da - df )或h = H -H (mm)12h = h + hfa6、确定变位系数 X2）或用公式计算出根据被测齿轮的模数齿数可查出标准齿轮公法线长度值（附表W' = m cos a ［（K-0.5）兀+ Z/nva］，用公法线的测量值与理论值加以比较，就能判定出这个齿轮是标准的还是变位的Crnu = 0.014904）若Wk = W；，则被测齿轮为标准齿轮若W丰W'，则被测齿轮为变位齿轮KK对于变位齿轮用下列公式求出变位系数W - Wx = k~~— （mm）2msina当x〉0时，则为正变位齿轮（+） 当xV0时，则为负变位齿轮（-）7、计算齿顶高系数h*，径向间隙系数c*h = 1ac* = 0.25h* = 0.8s ac* = 0.3分别代入下式+ c* - x )= ha如果代入的一组数据使得左边等于右边或非常相近，。