【文章內(nèi)容簡介】 E、F、J的位置按規(guī)定符號繪出各運動副(包括高副G、N)及各構件等，最后得到該壓力機的機構運動簡圖，如圖3－１(b)所示。由上述分析可知，該機構活動桿件數(shù)為8，轉動副數(shù)為7，移動副數(shù)為3，高副為2。但構件4與凸輪8′之間以滾子5實現(xiàn)滾動接觸，故此處引進了一個局部自由度，應排除(即設想將滾子與構件4焊成一體)。這樣n=7；PL=9；PH=2；計算自由度得五、思考題
“機構運動簡圖”能說明那些問題??六、實驗報告常用運動副、構件的表示法（選自GB4460）機 構 運 動 簡 圖 實 驗 報 告編號機構名稱運 動 簡 圖自由度計算判 斷原動件數(shù)及機構級別1n=PL=PH=F=2n=PL=PH=F=3n=PL=PH=F=4n=PL=PH=F=編號機構名稱運 動 簡 圖自由度計算判 斷原動件數(shù)及機構級別5n=PL=PH=F=6n=PL=PH=F=7n=PL=PH=F=8n=PL=PH=F=實驗四 齒輪范成原理實驗一、實驗目的1．掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒輪齒廓曲線的形成過程。2．了解漸開線齒輪齒廓的根切現(xiàn)象和用徑向變位避免根切的方法。3．分析比較標準齒輪與變位齒輪齒形的異同。二、實驗儀器和工具1．齒輪范成儀(每人一臺)。2．鉛筆、橡皮、剪刀(學生自備)。三、實驗原理由齒輪嚙合原理可知：一對漸開線齒輪(或齒輪和齒條)嚙合傳動時，兩輪的齒廓曲線互為包絡線。范成法就是利用這一原理來加工齒輪的。用范成法加工齒輪時，其中一輪為形同齒輪或齒條的刀具，另一輪為待加工齒輪的輪坯。刀具與輪坯都安裝在機床上，在機床傳動鏈的作用下，刀具與輪坯按齒數(shù)比作定傳動比的回轉運動，與一對齒輪(它們的齒數(shù)分別與刀具和待加工齒輪的齒數(shù)相同)的嚙合傳動完全相同。在對滾中刀具齒廓曲線的包絡線就是待加工齒輪的齒廓曲線。與此同時，刀具還一面作徑向進給運動(直至全齒高)，另一面沿輪坯的軸線作切削運動，這樣刀具的刀刃就可切削出待加工齒輪的齒廓。由于在實際加工時看不到刀刃包絡出齒輪的過程，故通過齒輪范成實驗來表現(xiàn)這一過程。在實驗中所用的齒輪范成儀相當于用齒條型刀具加工齒輪的機床，待加工齒輪的紙坯與刀具模型都安裝在范成儀上，由范成儀來保證刀具與輪坯的對滾運動(待加工齒輪的分度圓線速度與刀具的移動速度相等)。對于在對滾中的刀具與輪坯的各個對應位置，依次用鉛筆在紙上描繪出刀具的刀刃廓線，每次所描下的刀刃廓線相當于齒坯在該位置被刀刃所切去的部分。這樣我們就能清楚地觀察到刀刃廓線逐漸包絡出待加工齒輪的漸開線齒廓，形成輪齒切削加工的全過程。四、齒輪范成儀的結構及使用方法簡介實驗所用的范成儀有三種規(guī)格，它們的結構原理相同，僅介紹一種。范成儀結構如圖4—1所示，由機座1，扇形盤2，旋鈕3，齒條刀4，溜板5，螺母6等組成。機座上有兩孔為O1和O2；扇形盤可繞軸心(大扇繞O1，小扇O2)轉動，扇形盤上裝有扇形齒輪，溜板上裝有齒條，它與扇形齒輪相嚙合，在扇形齒輪的分度圓與溜板齒條的節(jié)線(分度線)上該有數(shù)字，移動溜板時可看到它們一一對應，即表示齒輪的分度圓與齒條的節(jié)線(分度線)作純滾動。把一個分度圓直徑與扇形齒輪的分度圓直徑相等的待加工齒輪的紙坯固聯(lián)在扇形盤上，把齒條型刀具固聯(lián)在溜板上，隨著扇形齒輪與溜板齒條的嚙合傳動，輪坯的分度圓與齒條型刀具的某條節(jié)線作純滾動。旋鈕3是用來固聯(lián)紙坯，螺母6可把齒條刀具固聯(lián)在溜板上，松開螺母后可調(diào)整刀具與輪坯的相對位置。如果齒條刀具的中線與輪坯的分度圓相切(此時刀具的標線與溜板兩側標尺的“O”線對齊)，范成出標準齒輪的齒廓。如果改變齒條刀具與輪坯的相對位置，即刀具的中線與輪坯的分度圓不相切，有一段距離(距離xm值可在溜板兩側的標尺上直接讀出)，則可按移距變位值的大小及方向分別范成出正變位齒輪或負變位齒輪。圖4－1 齒輪范成儀五、實驗步驟1．按照指導教師的要求剪好輪坯紙。2．標準齒輪的繪制。(1)松開螺母6及旋鈕3，將輪坯紙放在刀具下面，且在圓盤上面，然后旋上旋鈕3，此時暫不要旋緊，將輪坯紙上已印好的X=O的區(qū)域轉到下方正中。(2)調(diào)節(jié)齒條插刀，使刀具標線對準溜板兩側標尺上的O線，此時刀具中線與輪坯分度圓相切，然后旋緊旋鈕3及螺母6。(3)開始“切制”齒廓時，先將溜板5推向左端，然后用左手將溜板向右推進23mm，右手用鉛筆在輪坯紙上描下刀具刀刃齒廓。隨后依此重復，直到刀具推到右端為止，輪坯上所描下的一系列刀具齒廓所包絡出的曲線就是漸開線齒形。最后用鉛筆鉤下一個你認為是完整的齒形(即用“√”表示)3．正變位齒輪的繪制(1)松開旋鈕3，將輪坯紙旋轉120176。，使紙坯上印好的X=，旋緊旋鈕3。松開螺母6，將齒條刀具遠離輪坯中心xm距離，其數(shù)據(jù)可在標尺上讀出，然后將螺母6擰緊。(2)重復標準齒輪繪制方法的第(3)步驟。4．負變位齒輪的繪制其繪制方法和步驟與正變位齒輪基本相同，其不同的是將齒條刀具向著輪坯中心移動∣xm∣距離。5．繪制完畢后取下圖紙，并將范成儀恢復到原狀態(tài)。六、實驗內(nèi)容本實驗所用的范成儀有三種規(guī)格；齒輪的壓力角α=20186。；齒頂高系數(shù)h*a=1；頂隙系數(shù)c*=；但齒數(shù)z與模數(shù)m不同，它們分別是：A、m=20 Z=10；B、m=15 Z=10；C、m=16 Z=17。每個同學只用其中一種范成儀。實驗時每個同學須完成以下內(nèi)容：1．范成標準齒輪使用A、B兩種范成儀的學生可看到所范成的齒廓有明顯的根切現(xiàn)象，其原因這是齒數(shù)Z=10，少于不根切的最少齒數(shù)Zmin，范成時刀具的齒頂線超過嚙合極限點N，而產(chǎn)生根切。使用C種范成儀的學生所范成的齒廓沒有根切現(xiàn)象，這是因為所范成的齒輪的齒數(shù)Z=17=Zmin，范成時刀具的齒頂線通過N點，因而沒有根切。2．范成變位齒輪使用A、B兩種范成儀的學生范成變位系數(shù)X=，其齒廓沒有根切現(xiàn)象。這是因為在Z=10時不根切的最小變位系數(shù)而實驗所用的變位系數(shù)x=，xxmin。因此把刀具由加工標準齒輪的位置遠離輪心平移xm距離后，刀具的齒頂線就低于N點，因而根切消除。使用C種范成儀的學生范成變位系數(shù)x=－，其齒廓有根切現(xiàn)象。這是因為在范成Z=17的標準齒輪時刀具的齒頂通過N點，而將刀具向輪心平移xm距離，刀具的齒頂線超過N點，因而產(chǎn)生根切。七、實驗報告漸開線齒輪范成原理實驗報告班級＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿組別 ＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿(一)、齒輪的基本參數(shù)mZαh*axx1x2x320186。0－（二）記錄有關數(shù)據(jù)(單位：mm)標準正變位負變位變位量xm分別計算下列參數(shù)分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df從齒廓圖上量出下列參數(shù)分度圓齒厚齒頂圓齒厚齒根圓齒厚（三）比較和結論用上面數(shù)據(jù)，將下面各項與標準齒輪進行定性比較得出相應的結論：正變位負變位正變位負變位實驗五 直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定與分析實驗一、 實驗目的1．掌握應用普通游標卡尺和公法線千分尺測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。2．進一步鞏固并熟悉齒輪各部分名稱、尺寸與基本參數(shù)之間的關系及漸開線的性質。二、實驗內(nèi)容測定一對相嚙合的漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)，并判別它是否為標準輪。對非標準齒輪，求出其變位系數(shù)。三、實驗設備和工具1．一對相互嚙合齒輪(齒數(shù)為奇數(shù)和齒數(shù)為偶數(shù)的各一個)。2．游標卡尺，公法線千分尺。3．漸開線函數(shù)表(自備)。4．計算器(自備)。四、實驗原理及步驟漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)Z、模數(shù)m、分度圓壓力角α齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)C*、中心距α和變位系數(shù)x等。本實驗是用游標卡尺和公法千分尺測量，并通過計算來確定齒輪的基本參數(shù)。1．確定齒數(shù)z齒數(shù)z可直接從被測齒輪上數(shù)出。2．確定模數(shù)m和分度圓壓力角a在圖５－1中，由漸開線性質可知，齒廓間的公法線長度與所對應的基圓弧長相等。根據(jù)這一性質，用公法線千分尺跨過n個齒，測得齒廓間公法線長度為Wn′，然后再跨過n+1個齒測得其長度為。由圖5－1可知式中，Pb為基圓齒距， (mm)，與齒輪變位與否無關。為實測基圓齒厚，與變位量有關。由此可見，測定公法線長度和后就可求出基圓齒距Pb，實測基圓齒厚Sb，進而可確定出齒輪的壓力角a、模數(shù)m和變位系數(shù)x。因此，準確測定公法線長度是齒輪基本參數(shù)測定中的關鍵環(huán)節(jié)。圖５－1 公法線長度測量（1）測定公法線長度和首先根據(jù)被齒輪的齒數(shù)Z，按下列公式計算跨齒數(shù)。式中：a —壓力角；z —被測齒輪的齒數(shù)我國采用模數(shù)制齒輪，其分度圓標準壓力角是20176。和15176。若壓力角為20176?？芍苯訁⒄障卤泶_定跨齒數(shù)n。z12～1819～2728～3637～4546～5455～6364～7273～8182～90n2345678910公法線長度測量按圖５—1所示方法進行，首先測出跨n個齒時的公法線長度。測定時應注意使千分尺的卡腳與齒廓工作段中部附近相切，即卡腳與齒輪兩個漸開線齒面相切在分度圓附近。為減少測量誤差，值應在齒輪一周的三個均分位置各測量一次，取其平均值。為求出基圓齒距Pb，還應按同樣方法量出跨測n+1齒時的公法線長度。（2）確定基圓齒距Pb，實際基圓齒厚SbPb=－Sb=Wn(n1)Pb（3）確定模數(shù)m和壓力角根據(jù)求得的基圓齒距Pb，可按下式計算出模數(shù)：m=Pb/(πcosα)由于式中α可能是15176。也可能是20176。，故分別代入計算出兩個相應模數(shù)，取其最接近于標準值的一組m和α。3．測定齒頂圓直徑da′和齒根圓直徑df′及計算全齒高h′為減少測量誤差，同一數(shù)值在不同位置上測量三次，然后取其算術平均值。當齒數(shù)為偶數(shù)時，da′和df′可用游標卡尺直接測量，如圖５—2所示。當齒數(shù)為奇數(shù)時，直接測量得不到da′和df′的真實值，而須采用間接測量方法，如圖５—3所示，先量出齒輪安裝孔值徑D，再分別量出孔壁到某一齒頂?shù)木嚯xH1，和孔壁到某一齒根的距離H2。則da′和df′可按下式求出；齒頂圓直徑da′ da′=S+2H1 (mm) 齒根圓直徑df′ df′=S+2H2 (mm)計算全齒高h奇數(shù)齒全齒高h′ h′=H1H2 (mm)偶數(shù)齒全齒高h′ h′=(dadf) (mm)dkdkda圖５—2偶數(shù)齒測量 圖５—3奇數(shù)齒測量4．確定變位齒輪傳動類型和變位系數(shù)x標準齒輪的理論公法線長度Wn=mcos[()π+Zinvα]若實測得齒輪的公法線長度Wn′(由于齒輪在實際使用中，用齒厚的加工允差(負值)來保證有齒側間隙，公法線長度就有了一定的減簿量，所以要注意加上此減簿量，其值根據(jù)估計的齒輪精度，查公差數(shù)值表確定與同樣跨齒數(shù)的標準齒輪公法線長度Wn不一致時，所測的齒輪就是變位齒輪。對于一對相嚙合的齒輪變位系數(shù)和xΣ的不同，就要確定其傳動類型和大小齒輪的變位系數(shù)。（1）確定齒輪傳動類型齒輪傳動分為零傳動xΣ=0，正傳動xΣ0，負傳動xΣ0三種類型?？梢杂帽容^中心距的方法來判別其傳動類型。為此，應先計算齒輪傳動的標準中心距aa=再測量實際中心距a′。測量中心距時，可直接測量兩支座軸的直徑dkdk2及兩軸連線的外圍距離A1或內(nèi)圍長度A2，如圖５—4所示。然后按下式計算?；? a′A2dk1A1dk2圖５－4 中心距的測量用實測的中心距a′與標準中心距a比較： a′=a 為零傳動（標準傳動或等變位齒輪傳動）a′a 為正傳動（也稱正角度變位齒輪傳動）a′a 為負傳動（也稱負角度變位齒輪傳動）（2）確定變位系數(shù)x1，x2( i )計算嚙合角α′，α′=arc cos ()(ii)由無側隙嚙合方程式：得： x1＋x2＝(iii)計算實測變位系數(shù)x1′x2′ 由基圓齒厚計算公式：Sb=Scosα+2rbinvα可導出實測基圓齒厚的計算式為：移項整理得式中Sb′=－nPb=－(n1)Pb分別代入各個齒輪的有關參數(shù)即可算得x1′，x2′（iv）確定x1，x2由于實測變位系數(shù)x1′，x2′中含有由加工誤差所引起的齒厚減薄量的影響，所以實測x′值比設計變位系數(shù)x的值為小。所以必須同時考慮將x1′，x2′加大一定量的值，并使之滿足x1＋x2等于由無側隙，嚙合方程所得的計算值，就可別確定設計變位系數(shù)x1和x2。5．計算分度圓分離系數(shù)y和齒頂降低系數(shù)ΔyΔy＝x1＋x2－y6．確定h*a、C*由于按實側，計算所得的da′，df′，h′值中包含有（h*a、C*），Δy和加工誤差三部分的影響，而加工允差為負值，所以da，df，h的設計值大于實測值。∴ h=+(加工誤差)＝（2