机械原理实验指导书.doc

目 录实验总则………………………………………………………………………………………………1实验一、平面机构运动简图绘制和分析……………………………………………………………2实验二、机构运动创新方案拼接实验………………………………………………………………5实验三、渐开线齿廓的范成原理……………………………………………………………………8实验四、渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定…………………………………………………………12实验五、转子动平衡实验……………………………………………………………………………15实 验 总 则一、实验总目的开设本课程实验的总目的可归结为：1、验证课堂讲授的理论，巩固概念.2、熟悉实验设备，掌握实验的基本技能3、培养认真细致、一丝不苟的工作作风4、培养学生综合设计和机械创新能力,使学生掌握实验方案的拟定、测试原理和方法.为实现上述总目的，要教育学生提高认识，克服重理论轻实践的思想把做实验当成是学好一门课程不可缺少的环节，当成是理论联系实际的开端，当成是今后从事技术工作的基础对教师来讲，指导实验要紧扣每个实验的具体要求，抓住重点，循循善诱二、实验总规定1、认真阅读实验指导书中有关内容，明确本次实验的目的、原理和步骤等。

教师在实验前要进行检查和提问2、实验室中除本次实验所用设备、仪器和工具外，其他东西不得乱动3、对设备、仪器和工具的性能不熟悉时，不要盲目操作，要注意安全4、听从教师指导，仔细观察、测量和记录，独立完成实验，认真写出实验报告5、实验中，如设备、仪器出现故障，应立即停止操作，并报告指导教师处理6、实验完毕，应将设备、工具等擦拭干净，恢复原位实验一 平面机构运动简图绘制和分析一、目的1、初步掌握正确绘制一般平面机构运动简图的方法和技能2、应用计算机构自由度的方法分析平面机构运动的确定性二、设备和工具1、各种典型机构的实物和模型2、钢板尺、钢卷尺、内外卡钳、量角器3、学生自备纸、笔等文具三、原理任何机器和机构都是由若干构件和运动副组合而成的从运动学的观点来看，机构的运动特性仅与构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关此外，机构运动特性与原动件也有关系，因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，而用统一规定的符号（参阅教材或GB4460-84）表示构件和运动副，按一定的比例尺表示运动副的相对位置，绘出机构运动简图四、步骤1、使被测的机器或机构模型运动起来，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构的运动，分清各运动单元，确定构件的数目。

2、根据相联接两构件的接触情况及相对运动的特点，确定各运动副的种类3、选定最能清楚地表达各构件相互关系的面为投影面，选定原动件的位置，按构件联接的顺序，用规定的符号在草纸上以目测的比例画出机构示意图两张在构件旁标注数字1、2、3…，在运动副旁标注字母A、B、C…4、仔细测量与机构运动有关的尺寸（如转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等），按规定的比例尺画出机构运动简图两张————长度比例尺————构件实际长度（mm）AB————构件图上长度(mm)5、分析机构运动的确定性，即计算机构的自由度并与实际机构的自由度相对照，若与实际情况不符，要找出原因及时改正五、测绘结果及分析六、思考题1、一张正确的机构运动简图应包括哪些必要的内容？2、绘制机构运动简图时，原动件的位置能否任意选定？会不会影响运动简图的正确性？3、自由度大于或小于原动件数时会产生什么后果？附：实验报告填写内容一、实验目的 二、实验设备 三、实验原理 四、实验步骤五、测绘结果及分析（将下表画在实验报告上并完成）编 号名 称机构示意图自由度计算活动构件数=低副数=高副数=自由度数=原动件数=编 号名 称机构运动简图自由度计算比例尺=活动构件数=低副数=高副数=自由度数=原动件数=编 号名 称机构示意图自由度计算活动构件数=低副数=高副数=自由度数=原动件数=编 号名 称机构运动简图自由度计算比例尺=活动构件数=低副数=高副数=自由度数=原动件数=以上所画图中，如有复合铰链、局部自由度、虚约束应在图中指明。

六、回答思考题实验二 机构运动创新方案拼接实验一、实验目的1．加深学生对机构组成原理的认识；进一步了解机构组成及其运动特征；2．训练学生的工程实践动手能力；3．培养学生创新意识和综合设计的能力二、实验原理任何机构都是由自由度为零的若干杆组，依次联接到原动件（或已经形成的简单的机构）和机架上的方法所组成三、实验方法与步骤1、掌握实验原理2、熟悉实验设备的硬件组成及零件功能3、自拟机构运动方案或选择指导书中提供的机构运动方案作为拼接实验内容4、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进行正确拆分5、正确拼装杆组6、将杆组按运动的传递顺序依次接到原动件和机架上四、正确拼装杆组根据拟定的机构运动学尺寸，利用机械运动创新方案拼接实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生干涉然后，以机架铅垂面为参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由里（参考面）向外进行拼接凸轮副的联接 图2—1 凸轮副的联接图安装步骤：1.根据机构要求选择零件； 2.将轴安装在机架的合适位置； 3.安装轮、杆件； 4.调整支架、各轴之间的距离； 5.紧固各部件； 6.检查各转动件是否转动正常；五、实验内容下列各种机构均选自于工程实践。

根据机构运动简图，任选一个机构运动方案进行拼接设计实验1、自动车床送料机构结构说明：由凸轮与连杆组合而成的组合式机构工作特点：一般凸轮为主动件，能够实现较复杂的运动规律应用举例：自动车床送料及进刀机构图2—2所示，由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆机构组成当凸轮转动时，推动杆5往复移动，通过杆4与摆杆3及滑块2带动从动件1（推料杆）作周期性往复直线运动 图2—2 自动车床送料机构 图2—3 双向加压机构思考题：机架E的位置对系统力学和运动学的影响？2、双向加压机构应用举例：齿轮连杆机构，图2—3所示为用于打包机中的双向加压机构摆杆6为主动件，通过滑块5带动齿条4往复移动，使齿轮1回转与齿轮1啮合的齿条2、3的移动方向相反，以完成紧包的动作思考题：设计使杆6摆动的机构并对比采用B点曲柄滑块机构的优越性？3、两侧停歇的移动机构结构说明：图2—4所示机构由六杆机构ABCDEFG和曲柄滑块GHI串联组合而成，六杆机构的从动杆FG与GH固接，并成为GHI机构的主动件。

这是利用连杆BC上E点的轨迹如细线所示，其上弧段mn和m’n’弧段均与半径r的圆弧很接近，圆弧中心分别为F和F′今在的垂直平分线上取一点G作为机架，以为摇杆5，以为连杆4，则当E点运动到弧段、mn和弧段m’n’上时，摇杆5在和两极限位置近似停歇 图2—4 两侧停歇的移动机构 图2—5曲柄滑动块机构与齿轮齿条机构的组合工作特点：主动曲柄1作匀速转动，连杆上的E点作平面复杂运动，当运动到mn或m’n’近似为圆弧段时，铰链F或F′处于曲率中心，保持静止状态，摆杆6近似停歇，从而实现滑块7往复上下限位置时的近似停歇应用举例：可用于纺织机械的喷气织机开口机构中，滑块7作为综框，它要上、下极限位置时需停歇一段时间以便引入纬纱思考题：产生停歇时各构件长度应为多少？要求速度分析4、曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合结构说明：图2—5所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联组合而成其中下齿条为固定齿条，上齿条作往复移动工作特点：此组合机构最重要的特点是上齿条的行程比齿轮3的铰接中心点C的行程大一倍此外，由于齿轮中心C的轨迹对于点A偏置，所以上齿条和往复运动有急回特性。

当主动件曲柄1转动时，通过连杆2推动齿轮3与上、下齿条啮合传动下齿条5固定，上齿条4作往复移动，齿条移动行程H=4R（R为齿轮3的半径）若将齿轮改用双联齿轮3和3′，半径分别为r3和r3′齿轮3与固定齿条啮合，齿轮3′与移动齿条啮合，其行程为，由此可见，当r3′﹥r3时，H﹥4R，故采用此种机构可实现行程放大 图2—6 多杆放大行程机构5、多杆放大行程机构结构说明：图2—6所示，由曲柄摇杆机构1-2-3-6与导杆滑块机构3-4-5-6组成六杆机构曲柄1为主动件，从动件5作往复移动工作特点：主动件1的回转运动转换为从动件5的往复移动如果采用曲柄滑块机构来实现，则滑块的行程受到曲柄长度的限制而该机构在同样曲柄长度条件下能实现滑块的大行程应用举例：用于梳毛机堆毛板传动机构思考题：在构件尺寸确定的情况下最大行程与何因素相关？6、转动导杆与凸轮速度倍增机构结构说明：图2—7所示，曲柄1为主动件，凸轮3和导杆2固联工作特点：当曲柄1从图示位置顺时针转过90°时，导杆和凸轮一起转过180°。

假设凸轮转轴与曲柄轴同心即为复合铰链，当曲柄1从图示位置顺时针转过90°时，从动件4移动距离为S，在压力角许用值相同的条件下，后者凸轮的尺寸要增大一倍左右图2-7所示机构常用于凸轮升程较大，而升程角受到某些因素的限制不能太大的情况该机构制造安装简单，工作性能可靠 要求：绘制凸轮或构件4的速度曲线 图2—7 转动导杆与凸轮速度倍增机构 图2—8铸锭送料机构7、铸锭送料机构结构说明：图2—8所示，滑块为主动件，通过连杆2驱动双摇杆ABCD，将从加热炉出料的铸锭（工件）送到下一道工序工作特点：图中实线位置为炉铸锭进入装料器4中，装料器4即为双摇杆机构ABCD中的连杆BC，当机构运动到虚线位置时，装料器4翻转180°把铸锭卸放到下一道工序的位置应用举例：加热炉出料设备，加工机械的上料设备等。