机械设计基础
实验报告
专 业 班 级 姓 名 学 号
2012年5月8日
目 录
实验一、机构学(现场课) 实验二、齿轮参数测定 实验三、零件设计(现场课) 实验四、减速器拆装
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书
一、实验目的
1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数;
(1)通过测量公法线长度确定模数m和压力角:
(2)通过测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df,确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*;
(3)通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较,判断齿轮的变位类型,并计算变位系数x,确定齿轮是否根切;
2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程,测定重合度。 3. 确定变位齿轮的传动类型 二、实验仪结构及实验原理
1. 实验仪结构,如图1所示:
图1 实验仪结构图
齿轮轴1、2固定在台板上,其中心距为100±0.027mm,齿轮1的轴颈上可分别安装2#、3#、5#、6#实验齿轮,齿轮2的轴颈上可分别安装1#、4#实验齿轮,1#齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合,4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合,共组成四对不同的齿轮传动。实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板,面板相当于齿轮箱体的一部分,面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等,两孔同时安装在齿轮轴1、2的轴颈上。面板I和面板II分别用于齿轮1~2和齿轮1~3两对啮合传动,面板III和面板IV分别用于齿轮4~5和齿轮4~6两对啮合传动。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理
渐开线齿轮的基本参数有五个:z、m、、ha*、c*,其中m、、ha*、c*均
应取标准值,z为正整数。对于变位齿轮,还有一个重要参数,即变位系数x,变位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与x有关。
(1)通过测量公法线长度确定模数m和压力角α,见图2。
① 确定跨齿数k:确定跨齿数是为了保证在测量时,跨k及k+1个齿时卡尺的量爪均能与齿廓渐开线相切,并且最好能切于分度圆附近。按式k
z
180
0.5计
算出跨齿数初值,跨齿测量时要检查是否切于分度圆附近。如果切点偏于齿顶圆,则减少跨齿数,直至切于分度圆附件为止;如果切点偏于齿根圆,则增加跨齿数,直至切于分度圆附件为止。
② 测量公法线长度Wk和Wk1。并注意卡尺在测量时不要倾斜,造成卡脚与齿廓的局部接触,卡尺面应与齿轮面平行。
③ 确定模数m、压力角:
图2 用游标卡尺测公法线长度
根据渐开线性质:发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的弧长。
s Wk(k1)p Wk bsb1kpbb
所以pbWk1Wkmcos
式中因一般只为20。或15。,m应符合标准模数系列,由此可试算确定齿轮的模数m和压力角。
(2)通过测量齿顶圆直径da与齿根圆直径df,确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*:
a)偶数齿齿轮 b)奇数齿齿轮
图3 齿轮da与df的测量
偶数齿齿轮的da、df可直接用游标卡尺测得,如图3(a)示。奇数齿齿轮的da、df须间接测量,如图3(b)示。
da=D+2H1 df=D+2H2
则: h=(da-df)/2= H1-H2
对于标准齿轮h=(2ha*+c*)m,分别将ha*=1、c*=0.25(正常齿制)或ha*=0.8、c*=0.3(短齿制)代入,若等式成立,即可确定齿轮是正常齿或是短齿,进而确定ha*、c*。若等式都不成立,则齿轮是变位齿轮,根据等式接近成立的原则,可确定齿轮是正常齿还是短齿,进而确定ha*、c*。
(3)计算变位系数x:
标准齿轮的公法线长度Wk=mcos [(k-0.5)π+zinv]
变位齿轮的公法线长度Wk= mcos [(k-0.5)π+zinv]+2xmsin 若测得Wk与计算值Wk相等,则x=0,该齿轮为标准齿轮; 若Wk≠Wk,则齿轮为变位齿轮,变位系数x:x (4)计算不根切的最小变位系数xmin:
要保证变位齿轮不产生根切,应满足:(ha*xmin)m标准齿轮不根切的最小齿数为:zmin所以:xminha*(zminz)/zmin 3. 渐开线齿轮啮合传动过程
2ha*
2
sin
mz2
sinα 2WkWk
zmsin
图4 渐开线齿轮的啮合过程
N1N2,其实际啮合线是两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段B2B1(见图4),两轮轮齿在B2点开始进入啮合,接触点为从动轮的齿顶圆齿廓与主动轮齿根部位齿廓。随着传动的进行,两齿廓的啮合点将沿着主动轮的齿廓,由齿根逐渐移向齿顶;沿着从动轮的齿廓,由齿顶逐渐移向齿根。当啮合进行到B1点时,两轮齿廓即将脱离啮合。为使两轮能够连续啮合传动,实际啮合线B2B1长度应大于(至少等于)齿轮的法向齿距Pn(亦即基节Pb),重合度εa:aB2B1/pb1 5. 变位齿轮传动类型及啮合参数的确定原理。
按照相互啮合的两齿轮变位系数和(x1+x2)值的不同,可将变位齿轮传动分为三种基本类型:
(1)x1+x2=0,且x1=x2=0即标准齿轮传动。
(2)x1+x2=0,且x1=-x2≠0称等变位齿轮传动,又称高度变位齿轮传动,亦
称零传动。
(3)x1+x2≠0,称不等变位齿轮传动,又称角度变位齿轮传动。 其中:① x1+x2>0,称正传动;
② x1+x2<0,称负传动。
三、实验步骤
1. 数出各轮齿数z,确定测量公法线长度的跨齿k。 按式k
z
180
0.5计算出跨齿数初值,跨齿测量时要检查是否切于分度圆附
近。如果切点偏于齿顶圆,则减少跨齿数,直至切于分度圆附件为止;如果切点偏于齿根圆,则增加跨齿数,直至切于分度圆附件为止。现推荐各齿轮的跨齿数为:k1=4;k2=2;k3=3;k4=3;k5=2;k6=3。
2. 分别测出各齿轮的公法线长度Wk、Wk+1,对每一个测量尺寸应测量三次,
各次测量位置应相隔120,取其平均值作为测量数据,下同。
3. 通过Pb= Wk+1-Wk=πmcosα确定各齿轮m、; 4. 测量各偶数齿齿轮的da、df ;
5. 测量各奇数齿齿轮的D、H1、H2 ,算出da、df ; 6. 计算齿高,通过h=(2ha*+c*)m确定ha*、c*; 7. 计算标准齿轮公法线长度Wk=mcos [(k-0.5)π+zinvα]; Wk与Wk比较:
若Wk=Wk,齿轮为标准齿轮 x=0;
若Wk≠Wk,齿轮为变位齿轮,x=(Wk-Wk)/(2msin) 8. 通过xminha*(zminz)/zmin判断各齿轮有无根切;
9. 分别将齿轮1、2,齿轮 1、3,齿轮4、5,齿轮4、6装在实验仪台板的齿轮轴上,再装上相应的面板(将其刻画面朝下),转动各对中的小齿轮,观察齿轮传动的啮合过程,注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系;
10. 初测这四对齿轮的实际啮合线长度B2B1 (当齿项顶圆与理论啮合线交点B2超出N1点位置时,实际啮合线长度为N1B1),并计算重合度εa;
11. 判断这四对齿轮传动的类型,比较其特点。 四、注意事项
1. 实验仪台板、被测齿轮及卡尺等应轻拿轻放,不要掉下,以免砸脚及损坏实验器材。
2. 有机玻璃面板应将刻度面朝下(贴近齿轮端面)安装,板面应避免划痕。 3. 实验时应携带渐开线函数表、计算器、刻度尺等。
4. 实验步骤1~8为单个齿轮进行,9~11为装在实验台板上进行。
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验
实验报告
一、渐开线齿轮参数测定
机械设计基础实验报告
二、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值
- 9 -
机械设计基础实验报告
三、思考题
1.测量齿轮的公法线长度应注意什么?
2. 如何判断所测齿轮是否根切?这六个齿轮中有根切的是哪个(些)齿轮? 3 通过两个齿轮参数的测定,如何判断该对齿轮能否啮合?如能啮合,又怎样辨别他们的传动类型?
减速器拆装实验指导书
一、实验目的
1、熟悉、了解减速器的结构、功用。
2、分析装配关系,加深对轴系部件结构的理解。
3、练习基本参数的测定及装拆方法。
二、设备及工具
1、各类减速器;
2、卡尺及钢板尺;
3、减拆工具若干。
三、实验步骤
1、观察分析减速器外型及特点;
2、按序把箱盖打开,分析其结构;
3、按要求测量有关几何参数,填入报告中;
4、减速器复原。
实 验 报 告
减速器名称:
一、外廓最大尺寸(MM)
长×宽×高。
二、箱体有关尺寸(MM)
1、上箱体壁厚δ1: 下箱体壁厚δ2。
2、轴承凸台高度和宽度:高宽l1。
3、上下箱体凸椽高度和宽度。
上箱体:高b1宽
下箱体:高。
4、上下箱体筋板厚:上下。
5、齿轮端面距箱体内侧面(最小处)距离。
第一级Δ1
6、大齿轮顶圆距上箱体内表面距离
7、大齿轮顶圆或蜗轮顶圆距下箱体内底面距离。
8、视孔盖尺寸:长宽
9、定位销尺寸:直径个
三、测量各种螺钉尺寸(MD×L)
1、轴承旁螺钉。
2、上下箱体凸椽联接螺螺钉。
3、轴承端盖螺钉
4、起箱螺钉。
5、地角螺钉孔个。
四、记录下列数据
1、齿数: Z1234
2、模数:M1-23-4。
3、齿宽:B12B3B4
4、中心距:高速级低速级。
5、传动比:高速级。
五、比例绘制轴系部件
六、思考题
1、如何保证装配精度?
2、减速器中哪些零件需要润滑?采用什么方式进行润滑的?
机械设计基础
实验报告
专 业 班 级 姓 名 学 号
2012年5月8日
目 录
实验一、机构学(现场课) 实验二、齿轮参数测定 实验三、零件设计(现场课) 实验四、减速器拆装
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书
一、实验目的
1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数;
(1)通过测量公法线长度确定模数m和压力角:
(2)通过测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df,确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*;
(3)通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较,判断齿轮的变位类型,并计算变位系数x,确定齿轮是否根切;
2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程,测定重合度。 3. 确定变位齿轮的传动类型 二、实验仪结构及实验原理
1. 实验仪结构,如图1所示:
图1 实验仪结构图
齿轮轴1、2固定在台板上,其中心距为100±0.027mm,齿轮1的轴颈上可分别安装2#、3#、5#、6#实验齿轮,齿轮2的轴颈上可分别安装1#、4#实验齿轮,1#齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合,4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合,共组成四对不同的齿轮传动。实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板,面板相当于齿轮箱体的一部分,面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等,两孔同时安装在齿轮轴1、2的轴颈上。面板I和面板II分别用于齿轮1~2和齿轮1~3两对啮合传动,面板III和面板IV分别用于齿轮4~5和齿轮4~6两对啮合传动。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理
渐开线齿轮的基本参数有五个:z、m、、ha*、c*,其中m、、ha*、c*均
应取标准值,z为正整数。对于变位齿轮,还有一个重要参数,即变位系数x,变位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与x有关。
(1)通过测量公法线长度确定模数m和压力角α,见图2。
① 确定跨齿数k:确定跨齿数是为了保证在测量时,跨k及k+1个齿时卡尺的量爪均能与齿廓渐开线相切,并且最好能切于分度圆附近。按式k
z
180
0.5计
算出跨齿数初值,跨齿测量时要检查是否切于分度圆附近。如果切点偏于齿顶圆,则减少跨齿数,直至切于分度圆附件为止;如果切点偏于齿根圆,则增加跨齿数,直至切于分度圆附件为止。
② 测量公法线长度Wk和Wk1。并注意卡尺在测量时不要倾斜,造成卡脚与齿廓的局部接触,卡尺面应与齿轮面平行。
③ 确定模数m、压力角:
图2 用游标卡尺测公法线长度
根据渐开线性质:发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的弧长。
s Wk(k1)p Wk bsb1kpbb
所以pbWk1Wkmcos
式中因一般只为20。或15。,m应符合标准模数系列,由此可试算确定齿轮的模数m和压力角。
(2)通过测量齿顶圆直径da与齿根圆直径df,确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*:
a)偶数齿齿轮 b)奇数齿齿轮
图3 齿轮da与df的测量
偶数齿齿轮的da、df可直接用游标卡尺测得,如图3(a)示。奇数齿齿轮的da、df须间接测量,如图3(b)示。
da=D+2H1 df=D+2H2
则: h=(da-df)/2= H1-H2
对于标准齿轮h=(2ha*+c*)m,分别将ha*=1、c*=0.25(正常齿制)或ha*=0.8、c*=0.3(短齿制)代入,若等式成立,即可确定齿轮是正常齿或是短齿,进而确定ha*、c*。若等式都不成立,则齿轮是变位齿轮,根据等式接近成立的原则,可确定齿轮是正常齿还是短齿,进而确定ha*、c*。
(3)计算变位系数x:
标准齿轮的公法线长度Wk=mcos [(k-0.5)π+zinv]
变位齿轮的公法线长度Wk= mcos [(k-0.5)π+zinv]+2xmsin 若测得Wk与计算值Wk相等,则x=0,该齿轮为标准齿轮; 若Wk≠Wk,则齿轮为变位齿轮,变位系数x:x (4)计算不根切的最小变位系数xmin:
要保证变位齿轮不产生根切,应满足:(ha*xmin)m标准齿轮不根切的最小齿数为:zmin所以:xminha*(zminz)/zmin 3. 渐开线齿轮啮合传动过程
2ha*
2
sin
mz2
sinα 2WkWk
zmsin
图4 渐开线齿轮的啮合过程
N1N2,其实际啮合线是两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段B2B1(见图4),两轮轮齿在B2点开始进入啮合,接触点为从动轮的齿顶圆齿廓与主动轮齿根部位齿廓。随着传动的进行,两齿廓的啮合点将沿着主动轮的齿廓,由齿根逐渐移向齿顶;沿着从动轮的齿廓,由齿顶逐渐移向齿根。当啮合进行到B1点时,两轮齿廓即将脱离啮合。为使两轮能够连续啮合传动,实际啮合线B2B1长度应大于(至少等于)齿轮的法向齿距Pn(亦即基节Pb),重合度εa:aB2B1/pb1 5. 变位齿轮传动类型及啮合参数的确定原理。
按照相互啮合的两齿轮变位系数和(x1+x2)值的不同,可将变位齿轮传动分为三种基本类型:
(1)x1+x2=0,且x1=x2=0即标准齿轮传动。
(2)x1+x2=0,且x1=-x2≠0称等变位齿轮传动,又称高度变位齿轮传动,亦
称零传动。
(3)x1+x2≠0,称不等变位齿轮传动,又称角度变位齿轮传动。 其中:① x1+x2>0,称正传动;
② x1+x2<0,称负传动。
三、实验步骤
1. 数出各轮齿数z,确定测量公法线长度的跨齿k。 按式k
z
180
0.5计算出跨齿数初值,跨齿测量时要检查是否切于分度圆附
近。如果切点偏于齿顶圆,则减少跨齿数,直至切于分度圆附件为止;如果切点偏于齿根圆,则增加跨齿数,直至切于分度圆附件为止。现推荐各齿轮的跨齿数为:k1=4;k2=2;k3=3;k4=3;k5=2;k6=3。
2. 分别测出各齿轮的公法线长度Wk、Wk+1,对每一个测量尺寸应测量三次,
各次测量位置应相隔120,取其平均值作为测量数据,下同。
3. 通过Pb= Wk+1-Wk=πmcosα确定各齿轮m、; 4. 测量各偶数齿齿轮的da、df ;
5. 测量各奇数齿齿轮的D、H1、H2 ,算出da、df ; 6. 计算齿高,通过h=(2ha*+c*)m确定ha*、c*; 7. 计算标准齿轮公法线长度Wk=mcos [(k-0.5)π+zinvα]; Wk与Wk比较:
若Wk=Wk,齿轮为标准齿轮 x=0;
若Wk≠Wk,齿轮为变位齿轮,x=(Wk-Wk)/(2msin) 8. 通过xminha*(zminz)/zmin判断各齿轮有无根切;
9. 分别将齿轮1、2,齿轮 1、3,齿轮4、5,齿轮4、6装在实验仪台板的齿轮轴上,再装上相应的面板(将其刻画面朝下),转动各对中的小齿轮,观察齿轮传动的啮合过程,注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系;
10. 初测这四对齿轮的实际啮合线长度B2B1 (当齿项顶圆与理论啮合线交点B2超出N1点位置时,实际啮合线长度为N1B1),并计算重合度εa;
11. 判断这四对齿轮传动的类型,比较其特点。 四、注意事项
1. 实验仪台板、被测齿轮及卡尺等应轻拿轻放,不要掉下,以免砸脚及损坏实验器材。
2. 有机玻璃面板应将刻度面朝下(贴近齿轮端面)安装,板面应避免划痕。 3. 实验时应携带渐开线函数表、计算器、刻度尺等。
4. 实验步骤1~8为单个齿轮进行,9~11为装在实验台板上进行。
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验
实验报告
一、渐开线齿轮参数测定
机械设计基础实验报告
二、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值
- 9 -
机械设计基础实验报告
三、思考题
1.测量齿轮的公法线长度应注意什么?
2. 如何判断所测齿轮是否根切?这六个齿轮中有根切的是哪个(些)齿轮? 3 通过两个齿轮参数的测定,如何判断该对齿轮能否啮合?如能啮合,又怎样辨别他们的传动类型?
减速器拆装实验指导书
一、实验目的
1、熟悉、了解减速器的结构、功用。
2、分析装配关系,加深对轴系部件结构的理解。
3、练习基本参数的测定及装拆方法。
二、设备及工具
1、各类减速器;
2、卡尺及钢板尺;
3、减拆工具若干。
三、实验步骤
1、观察分析减速器外型及特点;
2、按序把箱盖打开,分析其结构;
3、按要求测量有关几何参数,填入报告中;
4、减速器复原。
实 验 报 告
减速器名称:
一、外廓最大尺寸(MM)
长×宽×高。
二、箱体有关尺寸(MM)
1、上箱体壁厚δ1: 下箱体壁厚δ2。
2、轴承凸台高度和宽度:高宽l1。
3、上下箱体凸椽高度和宽度。
上箱体:高b1宽
下箱体:高。
4、上下箱体筋板厚:上下。
5、齿轮端面距箱体内侧面(最小处)距离。
第一级Δ1
6、大齿轮顶圆距上箱体内表面距离
7、大齿轮顶圆或蜗轮顶圆距下箱体内底面距离。
8、视孔盖尺寸:长宽
9、定位销尺寸:直径个
三、测量各种螺钉尺寸(MD×L)
1、轴承旁螺钉。
2、上下箱体凸椽联接螺螺钉。
3、轴承端盖螺钉
4、起箱螺钉。
5、地角螺钉孔个。
四、记录下列数据
1、齿数: Z1234
2、模数:M1-23-4。
3、齿宽:B12B3B4
4、中心距:高速级低速级。
5、传动比:高速级。
五、比例绘制轴系部件
六、思考题
1、如何保证装配精度?
2、减速器中哪些零件需要润滑?采用什么方式进行润滑的?