实验一  渐开线直齿圆柱齿轮参数测定

实训时间：20##年9月2日星期五第3至4节

           实训地点：实训中心B-201-2

一、实验目的

1.培养学生运用所学知识解决齿轮参数测定这一生产实际问题的动手能力。

2.初步掌握齿轮参数的基本测定方法，进一步巩固有关齿轮方面的基本知识。

二、注意事项及要求

1.测量齿轮根圆直径df时，若齿轮齿数为偶数，则df可用卡尺直接在待测齿轮上测量，如图2-3。若齿轮齿数为奇数，则df须采用间接测量方法测得，df=D+2H，如图1-4所示。

图1-3                                  图1-4

2.为了减少测量误差，测量d_f时，同一数值应在不同位置上测量三次，然后取其算术平均值，且为避免公法线长度变动量的影响，在测量和中的几个齿上进行；测量和和值时，则应在齿轮一周的三个均分部位上测量三次，取其算术平均值。

3.要求做到人人动手，在三个测量项目d_f、和中，实验小组的每个成员，至少要单独测量一项。

4.须保证卡尺的两个量足与齿廓在分度圆附近相切。

三、实验内容

1.测定一个奇数齿轮和一个偶数齿轮的模数m、压力角α、齿顶高系数h_a^*、顶隙系数c^*、变位系数x等参数。

2.判定所测齿轮是标准齿轮还是变位齿轮。

四、实验设备与工具

1.奇数齿轮和偶数齿轮各一个。

2.游标卡尺、公法线长度千分尺。

五、实验原理

渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z、模数m、齿顶高系数h_a^*、顶隙系数c^*、分度圆压力角α和变位系数x等。本实验通过对齿轮有关几何尺寸的测量，再通过计算（或查表）得出该齿轮的基本参数。其原理分别为：

1.模数和压力角的测定

当用公法线千分尺在齿轮上跨过k个齿时，两卡脚与齿廓相切于AB两点，两切点间的距离即为公法线长度(如图1-1所示)，用W_k表示。标准齿轮的公法线长度为：

W_k=m[2.952(k-0.5)+0.014z]                                  （1-1）

k=0.5+0.111z     (四舍五入取整)                             

     

图1-1                                 图1-2

为保证卡尺的两个量足与齿廓的渐开线部分相切，卡尺的两量足所跨的齿数k可通过上式求得，也可根据被测齿轮的齿数z参照表1-1选取。

由图1-1知：当跨齿数为k时，其公法线长度为：

W_k=(k-1)P_b+S_b                                             （1-2）

式中：P_b为基圆齿距，S_b为基圆上的齿厚

由式（1-2）和图1-2知：当跨齿数k+1时，其公法线长度可分别表示为：

W_k+1=kP_b+S_b        

故有  W_k+1 -W_k =kP_b+S_b -(k-1)P_b-S_b=P_b

又因  P_b =πmcosα

故有                            (1-3)

式中的α可能是20°，也可能是15°。分别用15°和20°代入式（1-3），算出两个模数并与标准值对比，最接近标准模数的一组m和α，即为所求齿轮的模数和压力角。

表1-1 跨测齿数k的推荐值

2.变位系数的测定

变位直齿圆柱齿轮公法线长度的计算公式为

将测得的齿轮公法线长度值与通过式（1-1）计算得到的作比较，可判断被测齿轮是否为变位齿轮。其判断方法为：

若，则被测齿轮为标准齿轮。

若，则被测齿轮为变位齿轮。

变位齿轮的变位系数为：

                                          (1-4)

若x>0，则被测齿轮为正变位齿轮。

若x<0，则被测齿轮为负变位齿轮。

3.齿顶高系数h_a^*、顶隙系数c^*的测定

通过测量齿根圆直径d_f，可测定h_a^*和c^*。若测出d_f值，则由齿轮的几何关系知：

                                     (1-5)

式中h_a^*和c^*为未知，可分别用正常齿制h_a^* =1，c^* =0.25，短齿制h_a^* =0.8，c^* =0.3两组标准值代入（1-5），取最接近h_f的一组h_a^*和c^*，即为所求值。

六、实验步骤

 1.直接计数齿轮的齿数。

2.测量Wk、Wk+1和df，对每一个尺寸应测量三次，取其平均值为测量数据。

3.利用公式计算m、α、x、ha*和c*。

七、思考题

1.决定齿廓形状的基本参数有哪些？

2.测量公法线长度时，卡尺的卡脚若放在渐开线齿廓的不同位置上，对所测定的公法线长度Wk和Wk+1有无影响？为什么？

3.在测量齿根圆直径df时，对偶数齿轮和奇数齿轮在测量方法上有什么不同？

实验二  带传动的分析

实训时间：20##年9月16、23号星期五第3至4节

实训地点：实训中心B-201-2

一、试验目的

通过实训，了解带传动种类，了解带传动的工作原理，掌握带传动的装配与调试方法以及维护。

二、试验内容与要求

    实训内容：

    1. 了解带传动的工作原理和传动比；

 2. 了解带传动的类型和特点；

3. 了解带传动带的弹性滑动和打滑；

4. 掌握带传动的装配与调试方法；

5．掌握带传动的失效、张紧和维护。

实训要求：

1、正确使用工具、量具；

2、实验台进行带传动的演示时，要采取相应的防护措施；

3、在带传动机构带的安装过程要单人操作；

4、遵守各种操作规程，文明生产。

三、试验设备与量具

游标卡尺、千分尺、百分表及表座、机修钳工常用工具、带传动试验台

四、实验原理

（一）、带传动的工作原理和传动比

带传动是由带和带轮组成传递运动和（或）动力的传动，分摩擦传动和啮合传动两类。

1、带传动的工作原理

带传动是利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和（或）动力的。

2、带传动的传动比

带传动的传动比i就是带轮角速度之比，或带轮的转速之比，用公式表示为

i =

式中w₁——主动轮的角速度，rad/s;

W₂——从动轮的角速度，rad/s;

（二）、带传动的类型和特点

带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图2-1所示。

图2-1 带传动示意图

1、带传动类型

根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。

摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。按挠性带的截面形状，带传动可分为四种类型，如图2-2所示。

 (1)平带传动。平带的横截面为扁平矩形（图2-2a），内表面与轮缘接触为工作面。常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。其中以普通平带应用最广。平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。

a)           b)               c)          d)

图2-2 带传动的类型

(2) V带传动。V型带又称三角带，是传动带中产量最大、品种最多、用途最广的一种产品。V带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图2-2b），能传递较大的载荷。V带主要由顶胶1、抗拉体2、底胶3和包布4等部分组成如图1-3。V带受弯曲时，顶胶伸长，底胶缩短，两者之间长度保持不变的中性层称为节面，节面的宽度也保持不变，称为节宽b_p。V带的高度与其节宽b_p之比h/b_p称为相对高度，根据相对高度h/b_p的不同，V带又有普通V带、窄V带和宽V带之分。

普通V带尺寸已经标准化，按截面尺寸的不同，可分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。其中Y型截面最小，而E型截面大，其相对高度约为0.7；窗布芯V带制造方便，绳芯V带柔韧性、曲挠性好；窄V带的相对高度约为0.9，是用合成纤维绳作抗拉体的新型V带，相同高度的窄带比普通V带宽度减小约1/3，承载能力却可提高1.5~2.5倍，窄V带也已标准化，按截面尺寸分为SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。

a)窗布芯普通V带        b) 普通V带         c)窄V带

图2-3 普通V带和窄V带的结构

(3) 多楔带传动。多楔带是若干V带的组合(图2-2c),可避免多根V带长度不等,传力不均的缺点。

(4) 圆形带传动。横截面为圆形(图2-2d), 常用皮革或棉绳制成,它可以自由弯曲驱动。这种带多为聚氨酯制造的，通常没有芯体，结构最为简单，使用方便。圆形带常运用在小型机床、缝纫机、精密机械等方面。

(5)啮合带传动是依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动的。啮合带传动有两种类型，如图2-4所示。

(6) 同步带传动。利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图2-4a）。目前同步带传动主要用于中小功率要求速比准确的传动中：如计算机、数控机床、纺织机械、烟草机械等。

(7)齿孔带传动。带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图2-4b）。

      a)同步齿形带传动               b)齿孔带传动

图2-4啮合带传动

2、带传动特点

带传动的主要特点是：传动平稳，传动中心距大，噪声小，结构简单，能缓和冲击，过载时挠性带发生打滑而避免损坏装置；但不能保证准确的传动比。

（三）、 带的弹性滑动和打滑

1、弹性滑动

由于带传动存在紧边和松边，在紧边时带被弹性拉长，到松边时又产生收缩，引起带在轮上发生微小局部滑动，这种现象称为弹性滑动。弹性滑动是带正常工作时不可避免的现象。

2、打滑

当外载较小时，弹性滑动只发生在带即将由主、从动轮离开的一段弧上。传递外载增大时，有效拉力随之加大，弹性滑动区域也随之扩大，当有效拉力达到或超过某一极限值时，带与小带轮在整个接触弧上的摩擦力达到极限，若外载继续增加，带将沿整个接触弧滑动，这种现象称为打滑。此时主动轮还在转动，但从动轮转速急剧下降，带迅速磨损、发热而损坏，使传动失效。所以必须避免打滑。

（四）、带传动的失效、张紧及安装和维护

1、带传动的主要失效形式

（1）带在带轮上打滑，不能传递动力。

（2）带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断。

（3）带的工作面磨损。

2、带传动的安装与维护

正确的安装和维护是保证带传动正常工作、延长胶带使用寿命的有效措施，一般应注意以下几点：

（1）安装前，如果两轴中心距是可调整的结构，应先将中心距缩短，胶带装好后再按要求调整好中心距；如果两轴中心距是不可调整的，则可将一根三角带先套入轮槽中去，然后转动另一个皮带轮，将三角胶带装上，用同样方法将一组三角胶带都装上。

（2）平行轴传动时各带轮的轴线必须保持规定的平行度。V带传动主、从动轮轮槽必须调整在同一平面内，误差不得超过20′，否则会引起V带的扭曲使两侧面过早磨损。如图2-5所示。                

（3）安装时禁止用工具硬撬、硬拽上三角带，以防三角胶带伸长或过松过紧现象。

（4）多根V带传动时，为避免各根V带载荷分布不均，带的配组公差（请参阅有关手册）应在规定的范围内。

（5）三角胶带的松紧度必须经常检查调整，使之符合要求。三角带过松不仅容易打滑，也增加三角带磨损，甚至不能传递动力；过紧，不仅会使三角带拉长变形，容易损坏，同时也会造成发动机主轴承的离合器轴承因受力过大，而加速三角带磨损。

（6）对带传动应定期检查及时调整，发现损坏的V带应及时更换，新旧带、普通V带和窄V带、不同规格的V带均不能混合使用。

（7）带传动装置必须安装安全防护罩。这样既可防止绞伤人，又可以防止灰尘、油及其它杂物飞溅到带上影响传动。

（五）、生产实习图（带传动实验台）

本实验台主要用于常用带传动演示，让学生能够了解到不同类型的带传动的特点以及安装和调试方法。

图2-6带传动实验台的机构图

1、电机  2、V带传动  3、变速箱  4、同步带传动  5、平带传动

三、实训步骤

1、实训的方法：以每班实际人数分组，每组4-6人，每组一套工具一套量具。

2、实训的步骤：

（1）通过实验台进行带传动的演示；

（2）拆卸实验台传动带机构，并进行带的分类；

（3）带传动的装配、张紧和调试；

（4）带传动的维护。

四、实训注意事项

1、正确使用工具、量具；

2、实验台进行带传动的演示时，要采取相应的防护措施；

3、在带传动机构带的安装过程要单人操作；

4、遵守各种操作规程，文明生产。

五、思考题

1、对带传动装置有哪些技术要求?如不符合要求，对传动有何影响？

2、为什么要调整带传动的张紧力？怎样检查带传动的张紧力？怎样调整张紧力？

3、什么是带传动的打滑现象？在什么情况下产生？打滑对带传动有什么影响？

4、带传动机构常见的损坏形式有哪几种？如何进行修理？

第二篇：机械设计基础认识实习报告

机械设计基础认识实习报告（一）

0902301-48肖光武

指导老师：蒯大秋

实习时间：20xx年3月24上午

实习地点：益阳市四方机械有限公司

在认识实习的第一天上午蒯老师主要给我们讲解了有关机械的起源、发展以及现在的政策。

一、起源

自从出现机械，就有了相应的机械零件。但作为一门学科，机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、实体建模（Pro、Ug、Solidworks等）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。

20xx年1月23日发布的通知中指出，以企业进口申报时间为准，自20xx年1月1日起，对国内企业为开发、制造大型露天矿用机械正铲式挖掘机和大型煤炭采掘设备而进口的部分关键零部件、原材料所缴纳的进口关税和进口环节增值税实行“先征后退”，所退税款作为国家投资处理，转为国家资本金，主要用于企业新产品的研制。通知确定了具体的挖掘机和煤炭采掘设备型号和类型，如电牵引采煤机、刮板输送机、刮板转载机、液压支架、提升设备、大型破碎站等等。

三、 调整

自今年1月起，对新批准的内外投资项目部分型号的整机如正铲式矿用挖掘机、电牵引采煤机刮板输送机、刮板转载机，和液压支架、大型破碎站、固定式带式输送机等，一律停止执行进口免税政策。

调整进口税收政策体现了政府对振兴国内装备制造业的支持，进口关键零部件及原材料返还的税款转作企业的资本金，可为企业进行技术改造和科技创新提供资金投入来源。

机械设计基础认识实习报告（二）

0902301-48肖光武

指导老师：蒯大秋

实习时间：20xx年3月24下午

实习地点：益阳市四方机械有限公司

在认识实习的第一天下午蒯老师主要以具体的实例给我们讲解了有关机械的使用性能和工艺性能。

一、机械的使用性能 选材的最主要依据的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机

械性能、物理性能和化学性能。对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs或σ0.2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。

二、材料的工艺性能

材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。

（1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。如：合金中共晶成分铸造性最好。

（2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。

（3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度等是评定金属材料切削加工性能好坏的标志，也是合理选择材料的重要依据之一。

总之，良好的加工工艺性可以大减少加工过程的动力、材料消耗、缩短加工周期及降废品率等。优良的加工工艺性能是降低产品成本的重要途径。

机械设计基础认识实习报告（三）

0902301-48肖光武

指导老师：蒯大秋

实习时间：20xx年3月25上午

实习地点：益阳市四方机械有限公司 在认识实习的第二天上午蒯老师主要以具体的实例给我们讲解了具体机械。

磨粒流抛光

原理:在磨粒流加工过程中，夹具配合工件形成加工通道，两个相对的磨料缸使磨料在这个通道中来回挤动。磨料均匀而渐进地对通道表面或边角进行研磨，产生抛光、倒角作用。机械零件投入机械加工的每张图纸都有去毛刺的技术要求，去毛刺工序，工艺人员往往无法编 制工艺文件，通常采用锉刀、布轮、砂布、砂带等办法来去除毛刺。随着科学技术的进步和生产的发展，人工去毛刺已不能适应现代市场竞争的产品质量和生产方式的要求，光整加工技术逐步取代了传统的去毛刺工艺，而且越来越被人们所重视，目前有些先进企业机械零件的精整与光饰已被技术人员编入图纸技术要求的内容，并形成了标准工序。

机械零件 - 应用实例机械零件 工程材料中应用较多的是金属材料，具有强度高、韧性好、疲劳抗力高等优良性能，用来制造各种重要的机器零件和工程结构件。

自由磨具表面光整加工技术

自由磨具表面光整加工技术包括旋流式、离心式、叉轴式、卧式四大系列，及十几种机型及相应的磨料磨液辅料，经数百种机械零件的精整与光饰的工艺试验研究，取得了较好效果。取得了较好的经济效益和社会效益。

机械设计基础认识实习报告（四）

0902301-48肖光武

指导老师：蒯大秋

实习时间：20xx年3月25下午

实习地点：益阳市四方机械有限公司

在认识实习的第二天下午蒯老师接着昨天的内容以具体的实例给我们讲解了具体的机械以及机床齿轮类零件的选材。

机床齿轮按工作条件壳分为三类：

（1）轻载齿轮。转动速度

一般都不高，大多用45钢制造，经

正火或调质处理。

（2）中载齿轮。一般用

45钢制造，正火或调质后，再进行

高频表面淬火强化，以提高齿轮的

承载能力及耐磨性。对大尺寸齿轮，

则需用40Cr等合金调质钢制造。一

般机床住传动系统及进给系统中的

齿轮，大部分属于这一类。

（3）重载齿轮。对于某些工作载荷较大，特别是运转速度高又承受较大冲击载荷的齿轮大多用20Cr、20CrMnTi等渗碳钢制造。经渗碳、淬火处理后使用。例如：变速箱中一些重要传动齿轮等。 机床主轴的选材分析

机床主轴是典型的受扭转—弯曲复合作用的轴件，它受的应力不大（中等载荷），承受的冲击载荷也不大，如果使用滑动轴承，轴颈处要求耐磨。因此大多采用45钢制造，并进行调质处理，轴颈处由表面淬火来强化。载荷较大时则用40Cr等低合金结构钢来制造。车床主轴的选材结果如下：

材料：45钢。

热处理：整体调质，轴颈及锥孔表面淬火。

性能要求：整体硬度NB220～HB240；轴颈及锥孔处硬度HRC52。

工艺路线：锻造→正火→粗加工

→调质→精加工→表面淬火及低温回火→磨削。

该轴工作应力很低，冲击载荷不大，45钢处理后屈服极限可达400MPa以上，完全可满足要求。现在有部分机床主轴已经可以用球墨铸铁制造。 拖拉机半轴

汽车半轴是典型的受扭矩的轴件，但工作应力较大，且受相当大的冲击载荷，其结构如图5所示。最大直径达50mm左右，用45钢制造时，即使水淬也只能使表面淬透深度为10%半径。为了提高淬透性，并在油中淬火防止变形和开裂，中、小型汽车的半轴一般用40Cr制造，重型车用40CrMnMo等淬透性很高的钢制造。