汽车系机械设计基础实验指导书

实验一机构运动简图的测绘一、实验目的1、了解生产中实际使用的机器的用途、工作原理、运动传递过程、机构组成情况和机构的结构分类。2、初步掌握根据实际使用的机器进行机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项。3、加强理论实际的联系，验算机构自由度、进一步了解机构具有确定运动的条件和有关机构结构分析的知识。二、设备和工具1、教具模型。2、尺、笔、橡皮、纸(自备)。三、实验原理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运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构外形，断面尺寸、运动副的结构)。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一定的比例表示各运动副的相对位置，以表明机构的运动特性。四、实验步骤1、缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。2、由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。3、合理选择投影平面，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影平面。4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。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，用英文字母标注各运动副。5、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。6、在图纸上任意确定原动件的位置、选择合适的比例尺把草图画成正规的运动简图。比例尺的选定如下：BABLAL式中：L——比例尺(单位：米／毫米)ABL——构件的实际长度(单位：米)BA——图纸上表示构件的长度(单位：毫米)五、实验内容每位同学至少测量、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，并判断机构是否具有确定运动；最后作出书面报告。六、实验结果分析机构名称机构运动简图自由度μL＝m/mm六、思考题1.一张正确的机构运动简图应包括哪些内容？2.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？3.机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？实验二渐开线齿轮齿廓范成加工原理一、实验目的1、掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理。2、了解工厂中实际加工渐开线齿轮（滚齿加工与插齿加工）的生产过程。3、熟悉渐开线齿轮各参数的计算公式以及不同参数对齿形的影响。4、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法。二、实验仪器图5-1渐开线齿轮范成仪图3-1实验所用渐开线齿轮范成仪如图3-1所示，工作台（图纸托盘1）绕定轴转动，齿轮2带动有齿条的滑架3在水平底座4的水平导向条上作水平移动；齿条刀具5通过螺钉7固定在滑架3上，松开螺钉7可使齿条刀具5作上下移动，实现刀具的变位运动。当齿条刀具5的中线与被加工齿轮分度圆相切时，此时滑架3的齿条中线与刀具中线重合（齿条刀具5上的标尺刻度与滑架3上的零刻度线对准）。推动滑架3时，工作台上的被加工齿轮分度圆与齿条刀具中线作纯滚动，这是切制标准齿轮的状态。若改变刀具5的位置可使刀具中线与滑架3齿条中线分离，即齿条刀具5的中线远离或接近被加工齿轮分度圆，移动的距离为xm可由端部的标度尺上读出，从而可切制变位齿轮。三、实验原理范成法又称展开法，共扼法或包络法。范成法加工就是利用机构本身形成的运动来加工的一种方法。对齿轮传动来说，一对互相啮合的齿轮其共扼齿廓是互为包络的。因此加工时视其一轮为刀具，另一轮视为待加工轮坯。只要刀具与轮坯之间的运动和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，则刀具刀刃在轮坯的各个位置的包络线就是渐开线。实际加工时，刀具除作展成运动外还沿着轮坯轴线作切削运动。本实验将模拟齿条插刀范成加工渐开线齿轮的过程（与实际不同之处在于实验中轮坯静止，齿条绕其作纯滚动，但二者的相对运动与实际加工时相同）。四、实验步骤1、根据被加工齿轮的齿数、模数和压力角（Z=8，m=20，α=20°和Z=20，m=8，α=20°）计算齿轮的基圆、分度圆、齿根圆及齿顶圆直径，并按计算结果画好图纸。2、通过圆环7和螺母8将剪好的圆环形图纸压紧在圆盘1上，对准中心，调节刀具中线使之与齿轮毛坯分度圆相切。3、将滑架3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，每移一个小的距离（3-4mm），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（或左边）的极端位置为止。观察有无根切现象。4、按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O）—距离xm，然后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。观察齿形，有无齿顶变尖现象（可选做）。五、实验结果分析1.切制Z=8，m=20，α=20°和Z=20，m=8，α=20°渐开线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这两种齿廓。2.判断所画齿轮齿廓曲线是否是渐开线，有无根切并指出。3.分析标准齿轮与变位齿轮的基本参数和几何形状哪些相同，哪些不同，为什么?六、思考题根切现象是怎样产生的？如何避免根切？第三节带传动的滑动率与效率测定实验一、实验目的1.了解带传动实验台的结构和工作原理。2.掌握转矩T、转速n、转速差的测量方法.3.熟悉其操作步骤。4.观察带传动的弹性滑动及打滑现象。5.了解改变预紧力对带传动能力的影响。二、实验设备PC-B型皮带传动实验台三、实验原理带传动的滑差率计算公式：121()100%nnn带传动的传动效率计算公式：222111100%PTnPTn式中：1n、2n分别为主动轮、从动轮转速；1P、2P分别为主动轮、从动轮功率；1T、2T分别为主动轮、从动轮转矩。四、实验内容、步骤1.启动电脑，启动带传动测试软件，进入皮带传动实验台软件封面。2.接通实验台电源（单相220V），打开电源开关。3.点击进入皮带传动实验台软件封面非文字区，进入皮带传动实验说明界面。4.单击“实验”按钮，进入皮带传动实验分析界面。5.单击“运动模拟”按钮，可以清楚观察皮带传动的运动和弹性滑动及打滑现象。6.顺时针方向缓慢旋转调速旋钮，使电动机转速由低到高，直到电动机的转速显示为1n≈1100转／分为止（同时显示出2n），此时，转矩显示器也同时显示出两电机的工作扭矩1T、2T。7.待稳定后,单击“稳定测试”按钮，实时稳定记录皮带传动的实测结果，同时将这一结果记录到实验指导书的数据记录表中。8.点击“加载”按钮，使发电机增加一定量的负载，并将转速调到1n≈1100转／分，待稳定后，单击“稳定测试”按钮，同时将测试结果1n、2n和1T、2T记录到实验指导书的数据记录表中。重复本步骤,直到ε%≥16%-20%为止,结束本实验。9.单击“实测曲线”，显示皮带传动滑动曲线和效率曲线。10.增加皮带预紧力（增加砝码重量），再重复以上实验。经比较实验结果，可发现带传动功率提高，滑差率降低。11.实验结束后，首先将负载卸去，然后将调速旋钮逆时针方向旋转到底，关掉电源开关，然后切断电源，取下带的预紧砝码；退出测试系统，并关电脑。12.整理实验数据，写出实验报告。13.绘制滑差率曲线和效率曲线(如图1-3所示)五、注意事项A0Pmax21P21—滑差率曲线2—效率曲线图1-3带传动滑动率曲线和效率曲线1.实验前将皮带适当预紧，不要过紧或过松。2.必须等数据变化比较稳定时记录数据。六、实验作业1.实验数据结果参数数据加载值n1n2T1T2ε%η%2.绘出带传动的滑动曲线和效率曲线3.实验结果分析与讨论七、思考题1.带传动的弹性滑动和打滑现象有何区别？它们各自产生的原因是什么？2.带传动张紧力大小对传动能力有什么影响？