机械设计实验指导书实验一机械零部件认知试验一、实验目的1．初步了解《机械设计》课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及应用。

2．了解各种标准件的结构形式及相关的国家标准。

3．了解各种传动的特点及应用。

4．增强对各种零部件的结构及机器的感性认识。

二、实验设备与仪器机械零件陈列柜。

图1-1 机械零件.机械原理陈列柜三、实验内容（一）螺纹联接螺纹联接是利用螺纹零件工作的，主要用作紧固零件。

基本要求是保证联接强度及联接可靠性，同学们应了解如下内容：1．螺纹的种类；2．螺纹联接的基本类型；3．螺纹联接的防松；4．提高螺纹联接强度的措施。

通过参观螺纹联接展柜，同学应区分出：①什么是普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹；②能认识什么是普通螺纹、双头螺纹、螺钉及紧定螺钉联接；③能认识摩擦防松与机械防松的零件。

（二）标准联接零件标准联接零件一般是由专业企业按国标（GB）成批生产，供应市场的零件。

这类零件的结构形式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。

通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有哪些标准代号，以提高学生们对标准化意识。

（三）键、花键及销联接参观展柜时，同学们要仔细观察以上几种联接的结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。

（四）机械传动机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动等。

各种传动都有不同的特点和使用范围，这些传动知识同学们在学习“机械设计”课程中都有详细讲授。

在这里主要通过实物观察，增加同学们对各种机械传动知识的感性认识，为今后理论学习及课程设计打下良好基础。

(五)轴系零、部件1.轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。

根据摩擦性质不同轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

2．轴：轴是组成机器的主要零件之一。

一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。

轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。

(六)弹簧弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用产生较大的弹性变形。

在各类机械中应用十分广泛。

弹簧的种类比较多，按承受的载荷不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧四种；按形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面盘簧等。

观看时要注意各种弹簧的结构、材料，并能与名称对应起来。

(七)密封机器在运转过程中及气动、液压传动中需要润滑剂、气、油润滑、冷却、传力保压等，在零件的接合面、轴的伸出端等处容易产生油、脂、水、气等渗漏。

为了防止这些渗漏，在这些地方常要采用一些密封的措施。

但密封方法和类型很多，如填料密封，机械密封、O形圈密封，迷宫式密封、离心密封、螺旋密封等。

这些密封广泛应用在泵、水轮机、阀、压气机、轴承、活塞等部件的密封中。

学生们在参观时应认清各类密封零件及应用场合。

（八）联轴器、离合器联轴器和离合器是联接两轴使之一同回转并传递转矩的一种部件。

前者只有在机器停车后用拆卸方法才能把两轴分离；后者不必用拆卸方法在机器工作时就能使两轴分离。

四、实验步骤1、按照机械零件陈列柜所展示的零部件顺序，由浅入深、由简单到复杂进行参观认知，指导教师做简要讲解；2、在听取指导教师讲解的基础上，分组（每2人1组）仔细观察和讨论各种机械零部件的结构、类型、特点及应用范围。

五、实验要求课内完成实验内容，课后进行分析比较，写出心得体会，完成实验报告。

六、实验报告要求实验报告要包括实验目的，实验内容，心得体会等项目。

七、思考题1.标准件在机械产品中有什么重要意义？2．螺纹联接如何防松？3．举例说明联轴器与离合器的应用。

实验二齿轮范成原理一、目的1. 掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程；2. 了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因；3. 了解变位齿轮的切制方法，并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。

二、设备及工具1. 齿轮范成仪。

2. 3号图纸一张，削尖的铅笔两支，三角板，橡皮，计算器（学生自备）。

三、实验原理范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。

如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃（即齿轮刀具），另一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可在齿轮毛坯上切出齿廓。

又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线，故可以用任一具有渐开线齿廓的刀具范成加工任意基圆的渐开线齿廓。

其中基圆半径为无穷大的齿条刀具的渐开线齿廓最简单，是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀具的轮廓。

范成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿廓的主要参数见下表：图8—1是齿轮范成仪的简图，图中1为圆盘，它装在机架4上并绕0点转动，表示被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。

3为溜板，它在机架4的导轨上作水平移动。

圆盘1与溜板3用齿轮、齿条联接，以保证溜板与圆盘作相对纯滚动，实验时，代表齿条刀具的有机玻璃模型板2用螺钉装在溜板3上，松开螺钉5即可调整它与被加工齿轮的径向距离。

加工标准齿轮时，应保证齿条工具的中线与被加工齿轮的分度圆相切。

加工变位齿轮时，可按变位量xm 调整刀具中线与被加工齿轮中心的距离（其移动的距离 xm 值可在溜板上的刻度尺读出）。

四、实验步骤1. 根据所用范成仪的齿条刀具基本参数和被加工齿轮的齿数Z 、变位系数X ，由齿条刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变位系数X mino17Z17min X -=分别计算出分度圆直径、基圆直径以及标准齿轮、变位齿轮的根圆、顶圆直径，并将计算结果填在实验报告表中。

2. 在图纸上作出基圆、分度圆，并把它们分为三等分（即每部分的圆心角均为1200）。

为了对心方便，需分别作出这三等分圆心角的角平分线，再作这些角平分线的垂线。

然后，分别在这三等分上画出两个标准齿轮（m 1=8mm ，Z 1=20；m 2=16mm ，Z 2=10），一个正移距变位齿轮（m=16mm ，Z=10）的顶圆和根圆。

（上述步骤必需在实验之前做好，并按外径φ210、孔径φ36将图纸剪成一穿孔圆纸片，实验时带来。

）3. 把代表轮坯的穿孔圆纸片在对准中心固定在圆盘上，使相应于标准齿轮部分的角平线垂直于齿条刀具的中线，并调节齿条刀具的中线与轮坯分度圆相切。

4. 先“切制” m 1=8mm ，Z 1=20r 的标准齿轮，后“切制”m 2=16mm ，Z 2=10的标准齿轮。

开始“切制”齿廓时，将齿条刀具溜板推到最右（或最左）边，然后把溜板3向左（或向右）移动，每移动一个微小的距离（约2～3毫米）时，在图纸上用削尖的铅笔描下刀具刃的轮廓，直到形成2～3个完整的齿为止。

5. 切完m=16mm ，Z=10的标准齿轮后，调整齿条刀具离开轮坯中心，作正移距xm （毫米），再将图纸转到相应于正移距变位齿轮的部分，重复步骤3和4。

6. 比较所得的不同齿数之标准齿轮在分度圆与根圆上的齿厚，并比较标准齿轮和变位齿轮在分度圆上的齿厚、齿间、周节以及齿顶齿厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆的相应变化和特点。

[注]若需“切制”负移距变位齿轮，则图纸除应作出基圆、分度圆外，还需画出相应于负移距变位齿轮的顶圆和根圆，“切制”时将齿条刀具调离标准位置，移近轮坯中心，作负移距xm（毫米），重复步骤3和4。

五、实验报告要求1、齿轮尺寸计算和比较表正变位系数：X=2、附上所描绘的齿廓图，并在图上注明各个圆的直径。

3、思考题讨论。

●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?●为什么说齿轮的分度圆是加工时的节圆?六、思考题1. 齿轮根切现象是如何产生的?如何避免?在图形上如何判断齿轮是否根切?2. 齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于（x xo c h ） m?实验三减速器拆装一、实验目的1.了解各种类型减速器的用途及特点，熟悉减速器结构；2.了解减速器箱体的结构，分析其工艺性及功能；3.了解减速器其它零部件的结构，装配、调整及其功用；4.了解哪些是标准件，及材料的冷、热加工方法，熟悉润滑、维修、保养条件及方式。

二、实验设备实验拆装圆柱齿轮减速器，并参观其它各种类型减速器。

三、实验内容1.了解轴部件的安装、拆卸、固定、调整对结构要求：轴部件包括轴、轴承、轴承端盖、调整垫片、密封圈、甩油环等。

2.观察了解减速器各附件的用途、结构、位置和要求；如透气器、视孔、吊耳、启盖螺钉、定位销、油尺、油塞等。

四、实验步骤（测量时参见图5-1确定各尺寸的具体位置）图5-1 减速器尺寸位置示意图1.拧下轴承座联接螺栓、箱盖和箱座联接螺栓，拔出定位销，旋动启盖螺钉后，取下箱盖，并翻转1800放置平稳，以免损伤接合面和出意外事故。

2.观察箱体结构。

3.观察各零部件间的相互位置，了解齿轮、轴的结构，轴及轴向零部件的轴向固定方法，轴承的定位，调整及密封形式；了解轴上零件的安装、拆卸、固定、调整。

4.观察了解减速器上其它辅助零件的用途、结构和位置要求；5.观察完成后，合上箱盖，将减速器按正确位置安装好。

五、实验报告要求本实验报告要求包括以下内容：1．试述你所分析的减速器的传动零件的润滑方式及轴承的润滑方式和密封形式。

2．试述你所分析的减速器中有哪些地方安装时需要调整？用什么方法？为什么要调整？3．写出减速器中标准件的名称。

4.拆卸（1）、仔细观察减速器外面各部分的结构，从观察中思考以下问题：①如何保证厢体支撑具有足够的刚度？②轴承座两侧的上下厢体连接螺栓应如何布置？③支撑该螺栓的凸台高度应如何确定？④如何减轻厢体的重量和减少厢体的加工面积？⑤减速器的附件如吊钩、定位销钉、启盖螺钉油标、油塞、观察孔和通气等各起何作用？其结构如何？应如何合理布置？（2）、用扳手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否妥当，大小是否合适。

（3）、拆卸厢盖（a）、用扳手拆下轴承端盖的紧固螺钉。

(b)、用扳手或套筒扳手拆卸上、下厢体之间的连接螺栓；拆下定位销钉。

将螺钉、螺栓、垫圈、螺母和销钉等放在塑料盘中，以免丢失。

然后拧动启盖螺钉卸下厢盖。

(c)、仔细观察厢体内各零部件的结构及位置。

从观察中思考以下问题：①对轴向游隙可调的轴承应如何进行调整？轴的热膨胀如何进行补偿？②轴承是如何进行润滑的？如厢座的结合面上有油沟，则厢盖应采取怎样的相应结构才能使厢盖上的油进入油沟？油沟有几种加工方法？加工方法不同时，油沟的形状有何不同？③为了使润滑油经油沟后进入轴承，轴承盖的结构应如何设计？在何种条件下滚动轴承的内侧要用挡油环或封油环？其作用原理、构造和安装位置如何？(d)、测量实验内容之3所列的有关尺寸，并记录于表。

(e)、卸下轴承盖；将轴和轴上零件随轴一起从箱座取出，按合理的顺序拆卸轴上零件。

5.装配按原样将减速器装配好。