机械设计与机械零件实验报告

线齿廓的范成原理实验

一、实验目的：

1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；

2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来避免发生根切的方法；

3、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。 4、（选作）分析、比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮的异同点。

二、实验设备和用具： 1、齿轮范成仪；

2、自备：220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）； 3、HB铅笔、橡皮、（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。 三、实验原理：

范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓

互为包络线的原理来加工齿廓的方法。刀具刃廓为渐开线齿轮齿条的齿形，它与被切削齿轮坯 的相对运动，完全与相互啮合的一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合传动一样，显然这样切制得到齿轮齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。 四、实验步骤

本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m1＝20mm和m2＝8，α＝20°，ha*＝1，c*＝0.25。仪器构造简图如图1所示。

圆盘1代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮坯，它们可以绕机架上的轴线转动。齿条3代表切齿刀具,安装

机械零件的强度

一 名词解释

(1) 静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。

(2) 变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。

(3) 工作应力：用计算载荷按材料力学基本公式求得作用在零件剖面上的内力:?p　,?c,等。

(4) 计算应力：根据零件危险断面的复杂应力状态，按适当的强度理论确定的，有相当破坏作用的应力。

(5) 极限应力：根据材料性质及应力种类用试件试验得到的机械性能失效时应力极限值，常分为用光滑试件进行试验得到的材料极限应力及用零件试验得到的零件的极限应力。

(6) 许用应力：设计零件时，按相应强度准则、计算应力允许达到的最大值[?]??lim/[S]??ca。 (7) 计算安全系数：零件 (材料)的极限应力与计算应力的比值Sca??lim/?ca，以衡量安全程度。 (8) 安全系数许用值：根据零件重要程度及计算方法精确度给出设计零件安全程度的许用范围[S]，力求Sca?[S]。

?F,?,?T二 选择题

(1) 零

P23~P24：

2-8 在题2-8图所示曲柄滑块机构中，已知a=100mm，α=60°，∠ABC=90°，vc=2m/s。指出速度瞬心P13，并用瞬心法求构件1的角速度ω1。

解：速度瞬心P13如图所示。 ∞

∞ P24

P24

P13

因为 vP13= vc=lAB·ω1 P12

所以

?1?vc2?lAB0.1/sin60?

?103?17.32m/s

P14

P23

2-13 题2-13图所示机构的构件1作等速转功，角速度为ω1，试用相对运动图解法求构件3上D点的速度。 b3 p

解：列vB3的矢量方程：

vB3?vB2?vB3B2 方向： 水平 ⊥AB 铅垂 大小： ？ ?1lAB ?

b2

以速度比例尺?v作右图所示矢量多边形，得： v3?vB3?pb3??v?lAB?1sin?（方向:水平向左）

2-16 在题2-16图所示机构中，已知a=0.1m，b=0.4m，c=0.125m，d=0.54m，h=0.35m，y=0.2m，当ω1=10rad/s，逆时针转功，φ1=30

第三章机械零件的强度

简介

载荷和应力概念 材料的疲劳曲线 极限应力线图

单向稳定变应力时零件的疲劳强度计算 提高零件疲劳强度的措施 机械零件的接触强度 复习题

简 介

强度准则是设计机械零件的最基本准则。强度问题分为静应力强度和变应力强度。绝大多数通用零件都是在变应力下工作的，各式各样的疲劳破坏是通用零件的主要失效形式。本章讨论零件在变应力下的疲劳强度问题。

第一节 载荷和应力概念

一、载荷

机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。

1、静载荷：载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢时，称为静载荷。 2、变载荷：载荷大小或方向不断随时间变化时，称为变载荷。

3、名义载荷 ：Fn 依据原动机械或负荷额定功率计算出零件的载荷，称为名义载荷。

4、计算载荷：名义载荷乘载荷系数。 二、应力

载荷作用在零件上将产生应力。

1、静应力：不随时间而变或随时间缓慢变化的应力称为静应力；(失效—塑性破坏）

2、变应力：不断地随时间而变的应力称为变应力。（失效—疲劳破坏） 静载荷和变载荷均可能产生变应力。

3、工作应力：计算载荷作用在零件上的应力

4、

实验一 机构及机械零件认知实验

一、实验目的

1、通过观察典型机构运动的演示，初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。

2、学会根据各种机械实物模型，绘制机构运动简图，分析和验证机构自由度。 3、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、特点及用。 4．了解各种标准零件的结构形式及相关的国家标准。 5．了解各种传动的特点及应用。

6．增强对各种零部的结构及机器的感性认识。

二、实验方法

陈列室展示各种常用机构的模型及各种零件，实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，对常用机构的及基本零件的结构、类型、特点有一定的了解，增强对学习机械基础课程的兴趣。

三、实验内容 1.机构认知

(一) 机器的认识

机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。 (二) 平面四杆机构

分成三大类：铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 (三) 凸轮机构

把主动件的连续转动，变为从动件严格按照预定规律的运动。只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。凸轮机构有三部分：凸轮、从动件、机架。 (四) 齿轮机构

根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗

设计说明书

一、手柄凹模的工艺分析

（一）、手柄凹模的用途

题目给出的零件是手柄凹模。它的主要的作用是用来作为模型生产手柄的。要求零件的配合是符合要求。 （二）、固定端轴承座的技术要求

加工表面 尺寸及偏差公差及精度表面粗糙度形位公差/mm 前后表面 上下表面 上轮廓面 等级 Ra/μm 3.2 3.2 3.2 6.3 /mm 120*38 120*120 +0.027 -0 +0.06 -0 凹 面 4-?18mm孔 4-￠10孔 （三）、确定手柄凹模的生产类型

依设计题目知：该产品为小批量生产。

二、确定毛胚、绘制毛胚简图

（一）、选择毛坯

该手柄凹模为锻件生产。材料是45刚，材料硬度为HB229

（二）、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

由表2-10表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定

如下各项因素。 1、 公差等级

由手柄凹模的功用和技术要求，确定该零件的表面粗糙度为3.2。 2、 锻件重量

已知机械加工后手柄凹模的重量为3.96kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为6.97kg. 3、 锻件形状复杂系数

对手柄凹模零件图进行分析计算

第二章 机械零件的强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 a) 稳定循环变载荷 b) 不稳定循环变载荷 2)随机变载荷载荷：1)名义载荷 2)计算载荷1

二、应力的分类1、应力种类 静应力 变应力： 稳定循环变应力 不稳定变应力： 一个循环

O

t

O

t

规律性不稳定变应力

随机变应力2

2、稳定循环变应力的基本参数和种类 a) 基本参数 最大应力 最小应力 平均应力 应力幅 应力循环特性

max m a min m a m max m2 m a max 2

min max

1 1

b) 稳定循环变应力种类： γ = –1 ——对称循环变应力 -1< γ<+1——不对称循环变应力 γ =+1 —— 静应力3

γ = 0 —— 脉动循环变应力

注意：静应力只能由静载荷产生，而变应力可能由变载荷产生， 也可能由静载荷产生

a O O t

a

t

3)名义应力和计算应力 名义应力——由名义载荷产生的应力

( )4

计算应力——由计算载荷产生的应力 ca ( ca )

§ 2—2 静应力时机械零件的

第二章 机械零件的强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 a) 稳定循环变载荷 b) 不稳定循环变载荷 2)随机变载荷载荷：1)名义载荷 2)计算载荷1

二、应力的分类1、应力种类 静应力 变应力： 稳定循环变应力 不稳定变应力： 一个循环

O

t

O

t

规律性不稳定变应力

随机变应力2

2、稳定循环变应力的基本参数和种类 a) 基本参数 最大应力 最小应力 平均应力 应力幅 应力循环特性

max m a min m a m max m2 m a max 2

min max

1 1

b) 稳定循环变应力种类： γ = –1 ——对称循环变应力 -1< γ<+1——不对称循环变应力 γ =+1 —— 静应力3

γ = 0 —— 脉动循环变应力

注意：静应力只能由静载荷产生，而变应力可能由变载荷产生， 也可能由静载荷产生

a O O t

a

t

3)名义应力和计算应力 名义应力——由名义载荷产生的应力

( )4

计算应力——由计算载荷产生的应力 ca ( ca )

§ 2—2 静应力时机械零件的

在机械现场装配的过程中,对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件,必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序,如果清洗不当或者不到位,会影响装配质量和装配进度,最后导致整机的运行。因此,掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的

机械零件的装配清洗工艺

作者：XXX 指导老师：XXX

XX大学

摘要：在机械现场装配的过程中，对于一些长期存放或者工艺原因导致铁锈、铁屑、油污等问题的零件，必须要进行清洗工作。这是一道比较精细的工序，如果清洗不当或者不到位，会影响装配质量和装配进度，最后导致整机的运行。因此，掌握正确的清洗方法及工艺是非常必要的。

关键词：机械清洗；机械装配

Abstract：In mechanical field assembly process, for some long-term storage or process causes rust, scrap iron, smeary wait for the spare parts of the problem, it is necessary to carry out work to clean after assembly. This is a more delicate

疲劳强度的

第二章 机械零件的疲劳强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类载荷大小和方向是否变化 静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 2)随机变载荷 载荷理论值和实际作用效果载荷：1)名义载荷P 2)计算载荷 Pca=KP1

疲劳强度的

二、应力的分类1、应力种类 静应力：静应力只能由静载荷产生 变应力： 1) 稳定循环变应力:应力随时间按一定规律周期 性变化,而且变化幅度保持常数的变应力 2)非稳定变应力：a)规律性非稳定变应力、b)随机性非稳定变应 力，应用书p18 一个循环

O

t

O

t

规律性非稳定变应力

随机变应力

疲劳强度的

2、稳定循环变应力的基本参数和种类

a) 稳定循环变应力种类：应力循环特性

min max

1 1-1< γ<+1——不对称循环变应力

γ = –1 ——对称循环变应力

γ = 0 —— 脉动循环变应力 b) 基本参数最大应力 最小应力 平均应力 应力幅

γ =+1 —— 静应力 应力幅 a: 动载分量

max m a 平均应力 m :静载分量 min m a max m in m 2 a max m in

23