机构系统设计原理实验指导书 - 图文

二OO八年四月

目录

实验一 机构运动简图的测绘及分析 .....................................................................

一、实验目的： .................................................................... 4 二、设备和工具 .................................................................... 4 三、实验原理 ........................................................................ 4 四、实验方法与步骤 ............................................................ 2 1、观察机构的运动，弄清构件的数目......................... 2 2、判别运动副类型 ......................................................... 2 3、合理选择视图 ............................................................. 2 4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度。 3 5、画正式的机构运动简图。 ......................................... 3 机构运动简图的测绘及分析实验报告 ........................... 5

实验二 刚性转子的动平衡实验 ..............................................................................

一、实验目的 ........................................................................ 7 二、实验台结构及其工作原理 ............................................ 8 三、动平衡实验台主要参数 .............................................. 10 四、实验方法与步骤 .......................................................... 11 五. 实验软件界面介绍 ....................................................... 13 刚性转子的动平衡实验报告 ......................................... 15

实验三 平面机构运动参数的实测与仿真比较 ....................................................

一、实验目的： .................................................................. 18 二、实验设备 ...................................................................... 18

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三、实验内容： .................................................................. 21 四、软件界面操作说明 ...................................................... 22 五、实验步骤： .................................................................. 27 六、实验操作注意事项 ...................................................... 28 平面机构运动参数的实测与仿真比较实验报告 .............. 29

实验四 渐开线齿廓的范成实验 ..............................................................................

一、实验目的： .................................................................. 33 二、实验设备和用具： ...................................................... 33 三、实验原理： .................................................................. 33 四、实验步骤： .................................................................. 35 渐开线齿轮的范成实验报告 ......................................... 37

实验五 平面机构的创新设计...................................................................................

一、实验目的： .................................................................. 39 二、实验设备及工具： ...................................................... 40 三、实验原理、方法与步骤 .............................................. 40 1、实验原理： ............................................................... 40 2、实验方法与步骤： ................................................... 40 四、杆组概念、基本杆组的拆分与拼装 .......................... 40 1、杆组的概念 ............................................................... 40 2、杆组的正确拆分： ................................................... 43 3、杆组的正确拼装 ....................................................... 44 五、实验内容： .................................................................. 53

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六、机构运动创新设计方案实验报告 .............................. 53 附1 ZBS-C机构运动创新设计方案实验台组件清单 .. 54 附2 供参考的工程机械中的各种机构中方案 ................. 56

参考文献： ...................................................................................................................

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实验一 机构运动简图的测绘及分析

一、实验目的：

1、 掌握机构运动简图测绘的基本方法；

2、 巩固机构自由度的计算。并验证机构具有确定运动的条件；

3、 通过对机构进行结构分析，了解结构的组成原理 二、设备和工具

机器和机构模型 量具 铅笔 橡皮和草稿纸 三、实验原理

机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形

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式以及各运动副的相对位臵有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关，因此，在工程上对机构进行结构分析、运动分析和力分析时可以用机构运动简图来进行。 机构运动简图既简单有能正确地反映一部机器的运动特征，因此，正确地测量和绘制机构运动简图是机械设计的重要组成部分、 四、实验方法与步骤

1、观察机构的运动，弄清构件的数目

缓慢移动被测的及其或机构模型，从原动件开始，根据运动传递路线，仔细观察相连接的两构件是否有相对运动，特别要注意那些运动很微小的构件，从而弄清楚组成机构的构件数目。 2、判别运动副类型

一般，从原动件开始，遵循运动传递的顺序，仔细观察各相邻构件之间的相对运动性质。由此确定机构中运动副的类型、数目 3、合理选择视图

一般选择与机构的多数构件运动平面平行的平面作为投影面。必要时也可以就机构的不同部分选择两个或者两个

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以上的投影面，然后展开到一张图面上。或者把主运动简图上难于表示清楚的部分，另绘一张局部简图。

对于齿轮机构则可选择与运动平面相垂直的平面作为投影面。总之，以简单清楚的把机构的运动情况表示出来为原则。

4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度。

将原动件转到某一位臵（即可看清多数活动构件和运动副的位臵）。在草稿纸上按照规定的符号，目测尺寸使实物与图形大致成比例，徒手画出机构运动简图的草图，然后计算机构的自由度，并将草图与实物对照，观察是否和实物相符合。

5、画正式的机构运动简图。

确定尺寸比例尺，认真测量机构各运动副之间的相对位臵参数，在实验报告纸上用三角板和圆规，将上述草图按照选定的比例尺μl(构件的真实长度与图示长度的比值，单位为m/mm或mm/mm)画出正式的机构运动简图。

注 ：对于某些不便直接测定的机构尺寸，可首先分析其机构的性质，采用间接测量的办法。

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机构运动简图的测绘及分析实验报告

专业班级____________姓 名____________ 日期

____________

学 号___________ 指导老师____________ 成绩__________ 一、实验目的

二、实验设备

三、实验数据记录及结果

机构一： 机构运动简图（μl= m/mm） 机构自由度的计算 5

机构二： 机构运动简图（μl= m/mm） 机构自由度的计算 机构三： 机构运动简图（μl= m/mm） 机构自由度的计算

四、思考题

1、机构运动简图能反映实际机构的哪些内容？

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2、绘制机构运动简图的过程中应注意些什么问题？

五、心得与建议

实验二 刚性转子的动平衡实验

一、实验目的

1．了解并掌握刚性转子的动平衡原理；

7

2．熟悉用传感器及其测试仪器测量动态参数的基本原理和方法；

3．练习处理数据的方法。 二、实验台结构及其工作原理

智能化动平衡实验台结构如图2-1所示：

图2-1 智能化动平衡实验台结构简图

1. 弹簧调整紧固件 2-支架座 3. 光电传感器 4. 支架部

件 5. 横梁

6. 钢管 7. 调整圈 8. 转子 9. 机座 10. 光栅传感器

11. 圆带

动平衡实验台的动力来自一台直流调速电机，通过圆带驱动待平衡转子旋转。不平衡转子由于转动而产生惯性力且作用到弹性元件支撑的框架上，从而使框架绕着支点摆动，形成一个不平衡激振型的振动系统。当转子被驱动的转速接

8

近于框架的固有频率ω0时，进入共振区，振幅加大，当ω=ω0时有最大振幅值，即共振。

本机从结构上保证了转子的两个选定平衡平面中的一个通过支撑点，所以该平衡面上的等效惯性力对振动系统不起作用。因此，振动系统只受另一个待平衡面上的等效惯性力的作用。

根据不平衡原理有：

mrh???jZ2(1?Z)?4DZ2222—cos(ωt-φ)

φ = arctan

2DZ1?Z2

Z?式中：Z—调谐值；

??0；

θ—框架的瞬时角振幅；

j---振动系统绕支点摆动的转动惯量；

m—待平衡面上选定半径上的等效不平衡质量； R---待平衡面上的选定半径； D---阻尼率

φ---相位角。

共振时Z=1振动系统的最大幅值和相位角为：

??mRh1 j2D φ =90?

由于j和h均是与结构有关的参数，对于一个具体的振动系统和待平衡的转子来说均为常量。从式中可看出，共振时

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其振幅与mR成正比，φ=90○表示此时等效不平衡质量的相位超前振幅相位90○。为此可用测量框架振幅的方法间接地反映出转子的不平衡量。

通过底座面板上的调速旋钮可使转子速度无级调节，并在面板上的LED显示转子的转速值，待平衡转子的转速由光电传感器测出，由转子不平衡质量引起的框架的瞬时角位移由光电编码器测出，两组信号通过单片机送入上位机解算后即可得出转子不平衡量的大小和相位。

实验台原理框图如图2-2所示：

图2-2 智能化动平衡实验台原理框图

三、动平衡实验台主要参数

1. 转子质量：m=2.5kg；

2. 电机转速 n=0—1500rpm 转子带轮直径Φ150、电机带轮Φ60；

3. 固有频率：ω0=3~5Hz（150~300转/分）； 4. 灵敏度5gmm；

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5. 相角误差≤10度；

6. 磁性配重块质量有5种规格为； 15×4.5×4（mm） 2g/块、共6块 18×10×5（mm）6.8g/块、共2块 20×10×7（mm）10.5g/块、共2块 Ф10×2（mm）1.2g/块、共1块 Ф5×2（mm）0.3g/块、共2块 7. 外形尺寸 740×440×1000(mm)。 四、实验方法与步骤

（1） 在实验转子两个待平衡盘外侧面上粘贴窄条黑胶布作

为测试的O位标记，把转子安装到实验台上，并装好圆带，把控制面板上的电源开关放到“关”的位臵，调速旋钮逆时针旋至最低点。

（2） 启动微机，安装实验软件后进入动平衡实验主界面。 （3） 接通电源，打开电源开关。并将光电传感器移近转子

带轮，调整转子每转一周光电传感器反映一次。 （4） 停机，在转子待平衡面上加某一质量（如10g左右）

的不平衡质量（磁铁块等）。开机，缓慢顺时针旋转电机调速旋钮，使转子转速逐渐升高，框架随即逐渐摆动起来，待框架摆动最大幅度并稳定后，面板LED显示实验转子的平均转速。

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（5） ①在运行主界面上点击“开始采集”，待数据采集完

成后，界面上显示振幅曲线和时间曲线。再点击“数据分析”，界面上同时显示转子的瞬时转速、不平衡质量的大小和相位角（此角为从图一所示转子右端看顺时针方向度量）。

②点击“系统S”，设臵折算系数，再点击“数据分析”直到显示的不平衡质量数与所加的克数相等为止。 ③点击“删除数据”，重新点击“开始采集”、“数据分析”，重复三次，以得到转子不平衡质量的大小和相位角的稳定值。

（6） 停机，在转子待平衡面上所加不平衡质量位臵的对面

180处加等量配重，以取得初步平衡。

（7） 再开机，点击“开始采集”、“数据分析”，重复三次，

得到不平衡质量的大小和相位角的稳定值。

（8） 停机，根据界面上显示的不平衡质量的大小和相位角，

找到转子不平衡量的位臵，在其对面180处加配重（显示的克数）

（9） 重复（7）（8），直到试验转子达到平衡要求为止。此

时点击“数据分析”时出现“通讯错误”，即振幅很小，已采集不到了；或振幅曲线的大部分都在横坐标轴上，显示的不平衡质量已经很小了（如0.5克以下）。 （10）点击“打印”，可打印出实验结果以及实验曲线。

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Ο

Ο

（11）点击“ 频谱分析”进入振幅曲线频谱分析窗口，通

过此窗口可进一步了解振幅曲线通过FFT变换处理后的振动信号幅值图谱以及实用相位分布图。

（12）停机，将实验转子调头，对第二个待平衡面进行平衡。 ?注意事项?

1）实验时转子转速应缓慢升速，停机前应先降速再停机。 2）实验完毕后应将调速旋钮旋至最低，关闭电源开关，切断电源。

五. 实验软件界面介绍 1. 系统主界面 （图2-3）

本软件的目的是为了检测和演示如何对刚性转子进行动平衡，因此功能强大，不但能找到偏心的位臵和偏心量的大小，而且可演示整个检测处理过程。

（1）数据显示操作区，显示左右不平衡量、转子瞬时转速、不平衡方位角。

（2）不平衡质量位臵指示图，指针指示的方位为偏心质量的位臵角度。

（3）原始数据显示区，该区域是用来显示当前采集的数据或者调入的数据的原始曲线，在该曲线上用户可以看出机械振动的大概情况和一些周期性的振动情况。

（4）数据分析曲线显示按钮：通过该按钮可以进入详细

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曲线显示窗口，

可以通过详细曲线显示窗口看到整个分析过程。 （5）“频谱分析”按钮：可详细了解振幅曲线通过FFT变换处理后的分析过程。

（6）“删除数据”按钮，清除数据及曲线，重新进行测试。

（7）“退出系统”按钮，退出实验系统，结束实验。

图2-3 系统主界面

2. 频谱分析界面 （图2-4）

按“频谱分析”键，得如下窗口，可详细了解数据分析过程。

※ 频谱分析图：显示FFT变换振动信号的幅值谱，横坐标为频率，纵坐标为幅值。

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※ 实际相位分布图：自动检测时，动态显示每次测试的偏心质量相位角的变化情况。横坐标为测量点数，纵坐标为偏心角度。

图2-4 频谱分析界面

刚性转子的动平衡实验报告

专业班级____________姓 名____________ 日期

____________

学 号___________ 指导老师____________ 成绩__________

实验台类型编号__________ 转子平均转速 ___________

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转子质量________________ 加平衡块处半径__________ 一、实验数据

次一 平 衡 面 序 实验内容 不平衡质量 相位角 1 加不平衡块 2 第一次加配重块（初步 平衡） 3 第二次加配重块 4 第三次加配重块 5 加不平衡块 6 二 平 衡 面 第一次加配重块（初步 平衡） 7 第二次加配重块 8 第三次加配重块 注：次序中4、8可能不需要做。

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二、实验曲线

振 一 平 衡 面 幅 曲 线 时 间 曲 线 振 二 平 衡 面 幅 曲 线 时 间 曲 线 三、思考题

1. 刚性转子动平衡的条件是什么？

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2.动平衡两个平衡机面的选取有哪些讲究？

实验三 平面机构运动参数的实测与仿真比较

一、实验目的：

1、 利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，作出实测的动态参数曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数模仿真，作出相应的动态参数曲线，从而实现理论与实际的紧密结合。

2、 利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，然后，通过计算机对该平面机构的运动进行仿真和测试分析，从而实现计算机辅助设计与计算机仿真和测试分析有效的结合，培养学生的创新意识。

3、 掌握机构运动参数的测量方法，利用计算机的人机交互性能，使学生可在软件界面说明文件的指导下，独立自主地进行实验，培养学生的动手能力。 二、实验设备

本实验采用ZNH-A/4槽轮机构多媒体测试仿真设

计综合实验台。

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图3-1四槽槽轮机构

1、 槽轮机构原始参数说明：

1） 四槽槽轮机构（如图3-1所示）原始参数：

槽轮槽数z=4。 拨盘圆销数n=1。 槽轮中心距L=150mm。 圆销半径r=8mm。

拨盘转动惯量j1=0.048kgm2。 槽轮转动惯量j2=0.005kgm2。

图3-2八槽槽轮机构

2） 八槽槽轮机构（如图3-2所示）原始参数：

槽轮槽数z=8。

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拨盘圆销数n=1。 槽轮中心距L=150mm。 圆销半径r=8mm。

拨盘转动惯量j1=0.006kgm2。 槽轮转动惯量j2=0.015kgm2。 3） 动力原始参数：

电动机的功率P：可调0~60w。 电动机的特性系数G=9.724rpm/Nm。 许用速度不均匀系数δ：按机械要求选取。 仿真计算步长DΦ：按计算精度选取。 2、 实验台功能及特点：

1） 可测量拔盘、摇杆的运动学参数，并通过计算机多媒体虚拟仪表显示其速度，加速度波形图。

2） 可通过计算机多媒体仿真软件计算拔盘、槽轮的真实运动规律，并显示其速度，加速度波形图，可与实测曲线比较分析。

3） 配有专用的多媒体教学软件，学生可在软件前面说明文件的指导下，独立自主地进行实验。

4） 多媒体软件还包括曲柄摇杆机构设计，将测试、仿真与设计分析结合起来。 3、测试原理图

曲柄角位移传感器 零脉冲滤波电路 计数脉冲滤波电路 摇杆角位移传感器 计数脉冲滤波电路书 20

多 功 能 模 入 接 口 卡

图3-3 测试原理图

三、实验内容：

1、 槽轮机构设计：根据工作要求，选择适合的槽轮机构

原始参数，通过计算机进行的辅助设计。

2、 拨盘运动仿真和实测：能过数模计算得出拨盘的真实

运动规律，作出拨盘角速度线图和角加速度线图。 通过拨盘上的角位移传感器和A/D转换器进行采集，转换和处理，并输入计算机显示出实测的拨盘角速度图和角加速度线图。通过分析比较，使学生了解机构结构对拨盘的速度波动的影响。

3、 槽轮运动仿真和实测：通过数模计算得出槽轮的真实

运动规律，作出槽轮相对拨盘转角的角速度线图，角加速度线图。通过槽轮上的角位移传感器，拨盘上的角位移传感器和A/D转换板进行数据采集，转换和处理，输入计算机，显示出实测的槽轮相对拨盘转角的角速度线图和角加速度线图。通过分析比较，使学生

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了解机构结构对槽轮的速度波动和急回特性的影响。

四、软件界面操作说明 1）软件说明：

[槽轮机构]：单击此键,进入槽轮机构原始参数输入界面。 [关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐]变为[打

开音乐]；反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐]变为[关闭音乐]。

[内容简介]：单击此键，窗口显示槽轮机构综合实验模块

的实验内容、实验步骤及软件界面操作说明，同时[内容简介]变为[动画演示]；反之，单击[动画演示]，窗体显示槽轮机构的三维动画，[动画演示] 变为[内容简介]。

[返回]：单击此键，返回槽轮机构综合试验台软件系统的

封面界面。

[退出]：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。 2）槽轮机构原始参数输入界面

在该界面上输入的参数包括：槽轮槽数、拔盘圆销数、槽轮中心距和槽轮转动惯量，许用速度不均匀系数，电动机特性参数。各控键说明如图3-4所示：

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图3-4 槽轮机构原始参数输入界面

[拨盘运动测试]：单击此键，进入拨盘运动仿真与测试分析界面。

[槽轮运动测试]：单击此键，进入槽轮运动仿真与测试分析界面。

[槽轮机构设计]：单击此键，计算机自动将计算结果填写在参数输入界面的对应的参数框内。

[关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐] 变为[打开音乐]；反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐] 变为[关闭音乐]。

[说明]：单击此键，弹出槽轮机构原始参数以及该界面操作说明筐。

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[加速]：单击此键，由计算机自动控制电动机逐步加速。 [减速]：单击此键，由计算机自动控制电动机逐步减速。 [返回]：单击此键，返回槽轮机构动画演示界面。 [退出]：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。

3） 拔盘运动仿真与测试分析界面

该界面（如图3-5所示）开有拔盘运动模拟窗口、拔盘真实运动仿真窗口和拔盘真实运动测试窗口。各控键说明如下：

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图5拨盘运动仿真与测试分析界面

[仿真]：单击此健可以看到槽轮机构运动模拟图及拨盘真

实运动规律曲线和仿真结果。

[实测]：单击此键可以看到实测时的拨盘运动规律曲线及

实测结果。 [关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐] 变为

[打开音乐]；反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐] 变为[关闭音乐]。

[说明]：单击此键，弹出拨盘真实运动仿真及测试分析说

明以及该界面操作说明筐。

[打印]：单击此键，弹出打印对话筐，将拨盘真实运动仿

真曲线图和实测曲线图打印出来或保存为文件。 [返回]：单击此键，返回槽轮机构原始参数输入界面。 [退出]：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。 4） 槽轮运动仿真与测试分析界面

该界面（如图3-6所示）开有槽轮运动模拟窗口、槽轮真实运动仿真窗口和槽轮真实运动测试窗口。各控键说明如下：

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图3-6槽轮运动仿真与测试界面

[仿真]：单击此健可以看到槽轮机构运动模拟图及槽轮真

实运动规律曲线和仿真结果。

[实测]：单击此键可以看到实测时的槽轮运动规律曲线及

实测结果。 [关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐] 变为

[打开音乐]；反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐] 变为[关闭音乐]。

[说明]：单击此键，弹出槽轮真实运动仿真及测试分析说

明以及该界面操作说明筐。

[打印]：单击此键，弹出打印对话筐，将槽轮真实运动仿

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真曲线图和实测曲线图打印出来或保存为文件。 [返回]：单击此键，返回槽轮机构原始参数输入界面。 [退出]：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。

五、实验步骤：

1、打开计算机，单击“槽轮机构”图标，进入槽轮机构运动测试设计仿真综合试验台软件系统的封面。单击左键，进入槽轮机构动画演示界面。

2、在槽轮机构动画演示界面左下方单击“槽轮机构”键，进入槽轮机构原始参数输入界面。

3、在槽轮机构原始参数输入界面上，根据工作要求，填写适合的槽轮机构原始参数，左下方单击“槽轮机构设计”键，计算机自动将计算结果填写在参数输入界面的对应的参数框内。

4、 启动实验台的电动机，待槽轮机构运转平稳后，测定

电动机的功率，填入参数输入界面的对应参数框内。 5、 在槽轮机构原始参数输入界面左下方单击选定的实验

内容(拨盘运动仿真，槽轮运动仿真)，进入选定实验的界面。

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6、 在选定的实验内容的界面左下方单击“仿真”，动态显

示机构即时位臵和动态的速度，加速度曲线图。单击“实测”，进行数据采集和传输，显示实测的速度，加速度曲线图。

7、 如果要打印仿真和实测的速度，加速度曲线图，在选

定的实验内容的界面下方单击“打印”键，打印机自动打印出仿真和实测的速度，加速度曲线图。 8、 如果要做其他实验，或动态参数不满足要求，在选定

的实验内容的界面下方单击“返回”，返回槽轮机构原始参数输入面，校对所有参数并修改有关参数，单击选定的实验内容键，进入有关实验界面。以下步骤同前。

9、 如果实验结束，单击“退出”，返回Windows界面。

六、实验操作注意事项

初次使用时，需仔细参阅本产品的说明书，特别是注意事项

1、拆下有机玻璃保护罩用清洁抹布将实验台，特别是机构各运动构件清理干净，加少量N68～48机油至各运动构件滑动轴承处。

2、面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低）

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3、检查各运动构件的运动状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡死现象。

一切正常后，方可开始运行按实验指导书的要求操作。

平面机构运动参数的实测与仿真比较实验报告

专业班级____________姓 名____________ 日期

____________

学 号___________ 指导老师____________ 成绩__________ 一、实验目的

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二、实验设备

三、实验数据记录及结果

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四、思考题

1、比较四槽轮机构和八槽轮机构的运动参数变化，指出槽轮机构槽数选择的依据

2、槽轮机构运动参数的理论曲线和实际曲线产生差异的原因？

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五、心得与建议

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实验四 渐开线齿廓的范成实验

一、实验目的：

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

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

3、分析、比较标准齿轮和变位齿轮的异同。 二、实验设备和用具：

1、齿轮范成仪；

2、自备：￠220㎜圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚），削尖的HB铅笔、橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器、透明胶带纸。 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为加工轮齿的方法。刀具有渐开线齿轮（齿条）的外形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合过程一样，显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刀刃在各个位臵时的包络

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线。

图 4-1 齿轮范成仪示意图

本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m=20和m=8，α=20°，ha*=1，c*=0.25。仪器构造简图如图2报示。圆盘2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的轮坯，它们可以绕机架5上的轴线O转动。齿条3代表切齿刀具，安装在滑块4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2与滑板4作纯滚动。齿条刀具

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3可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮坯分度圆之间移距为xm时（由滑板4上的刻度指标），分度圆则跟与刀具中线相平行的刀具切线相切并作纯滚动，具按移距的大小和方向切制出正变位或负变位齿轮的齿廓。 四、实验步骤：

1、被加工齿轮的模数m=20，z=8和m=8，z=20，各变位系数分别为x1=0，x2=+0.53，分别计算其分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆直径*，填入实验报告表内。

2、将￠220㎜圆形图纸分成三等分，即圆心角各为120°，并轻轻画出各自的角平分线；再画出分度圆、基圆及各自的齿顶圆和齿根

圆，其参数及尺寸应分别标注清楚。

以上步骤应在实验课前完成。

3、取m=20㎜的齿条刀具模型和￠220㎜的圆形图纸，安装在齿轮范成仪上。将刀具滑板4先移支中间，使x1=0区间进入被切削范围。为确保“轮坯”中心与圆盘２中心对准，必须使其角平分线与范成仪上的径向线对准，并使刀具中线与“轮坯”分度圆相切具垂直于角平分线；使刀具顶线与“轮坯”齿要圆相切。来回移动刀架滑板４，直到满足以上要求，再拧紧蝶形螺母，通过压板１压紧“轮坯”，固定紧齿条刀具。

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移动滑板４，使刀具某一侧刃线通过“轮坯”中心，画出“轮坯”上的这条径向线。再将滑板４移到左边位臵，准备进行“切削”。

３、每当把滑板４向右推动一个较小的距离时，在代表轮坯的圆形图纸上，用铅笔笔尖始终紧贴着刀具轮廓描下刀刃的位臵，表示齿条插刀切削一次的刀刃痕迹。应控制使其间距匀称。表示等速范成。重复描绘；直到形成2-3个完整齿形为止。

仔细观察齿廓的形成过程，可清楚地看到被切到的部分成为齿槽，留下的部分即为直线刀刃范成包络而成的渐开线轮齿。

当刀具侧刃与事先画好的轮坯径向线共线时，表示轮齿的渐开线齿廓已全部切成，观察这条径向线内的轮齿根部有无被切去的部分。

5、将滑板退回到左边位臵，松开压板1、将“轮坯”转到正变位齿轮区间，按步骤3的要求的调整、定位。但刀具应靠近“轮坯”中心x2m，刀具顶线与齿根圆相切，这时与“轮坯”分度圆相切的是与刀具中线平行的另一条“刀具节线”。重复上一步骤，绘制出正变位齿轮的轮廓。

6、与上一步骤类似，但使齿条刀具远离“轮坯”中心x3m，绘制负变位齿轮的齿廓。

观察比较标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮的齿形变

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rsx3.html