图12 实验结果示例
作业编程示例：
1）打开编程窗口，出现工程1-forml(code)的窗口；
2）把“学生编程开始”的t0=和a=删掉；
3）选择“参考程序开始”下的程序，把它粘帖在“学生编程开始”这里，然后去掉“参考程序开始”的“，”点，最后根据实际被测机构实际尺寸修改a.d.to； 4）点去掉后关闭工程1-forml(code)的窗口，点击“工程1-Microsoft visual basic［设计］”窗口中的“运行”采单。再点击下拉菜单中的“启动”，出现forml这一窗口，窗口中显示“位移，速度，加速度”运算结果数据，输入“学号”，然后“保存”；
5）“保存”并关闭“VB”软件，这时出现一个对话窗口“Microsoft visual basic”选择“否（N）”，返回“作业”窗口；
6）点击“打开动画窗口”按扭，选择“学号”栏目下的“调入编程结果”，把已保存的文件打开，如果数据正确，会出现“调入数据成功”的小窗口，点击“开始”按扭，在“数据显示”栏显示“位移，速度，加速度”的极限值，并出现通过学生编程计算得出的机构运动的动态图形显示。
注：（1）“标准计算结果”键暂无效；
（2）数据显示栏中曲柄长，连杆长，曲柄转速需手动输入机构当时相应值。
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实验三、渐开线齿轮齿廓范成形成原理实验
一、实验目的
1) 通过实验，加深对齿轮齿廓曲线意义的理解； 2）掌握渐开线齿轮齿廓范成形成的基本原理；
2) 通过实验观察，明白渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法； 3) 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点； 4) 掌握计算机在实验中的应用方法。
二、实验设备
1) 齿轮范成仪；
2）计算机及齿轮范成软件。
三、实验原理
齿轮范成法是利用一对齿轮或齿轮与齿条互相啮合时，齿轮的共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。先按照啮合参数，将其中一个齿轮制作成切削刀具，另一个为齿轮毛坯。加工时，将刀具与毛坯正确安装后，以一定的固定的传动比使刀具和毛坯转动（若为齿条，则其一为移动），如同一对真正的齿轮互相啮合传动一样。那么，有齿的刀具就会在无齿的毛坯上切削出轮齿，切削出的齿廓实质上是刀具刃口在毛坯上各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具齿廓，得到的包络线必为渐开线。
四、实验方法及步骤
本实验分两种情况：
第一种，采用齿轮范成仪
目前实验用齿轮范成仪是采用齿条刀具来范成加工齿轮的，可按照如下步骤进行实验： 1） 取一张实验报告纸，预先剪成半圆毛坯，并画出基圆、分度圆、齿顶圆和齿根圆； 2） 将半圆毛坯纸固定在范成仪工作台面上； 3） 移动齿条刀具（分手动和传动两种），每隔3~5mm，在毛坯纸上用铅笔画出齿条刀 具的轮廓线；
4） 拆下毛坯纸，即在其上形成齿轮的齿廓曲线。
5）通过范成仪上的调节螺杆，改变齿轮的变位系数，重复上述步骤，可范成出变位齿轮齿廓曲线。
第二种，采用计算机模拟齿轮范成原理 实验方法和步骤如下：
1）启动计算机，调用相应程序；
）
2）按界面菜单提示，输入一组齿轮参数（例如m=17、Z=8、变位系数x=0、α=200），运行程序即可在计算机显示器上看到，齿条（分度线）与齿坏（分度圆）相切作纯滚动时，在各个位置齿条刀刃留下的包络线——渐开线齿廓曲线；
3）自选参数，观察m、Z、x、α的变化后，所形成的渐开线齿廓曲线形状的变化情况；
4）改变参数，观察齿顶是否变尖、是否存在根切现象。
五、实验数据处理
将实验结果记录在如下的表格内。
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原始数据 齿条（刀具）： 模数m= 压力角α= **齿顶高系数ha= 径向间隙系数c= 毛坯（待加工齿轮）： 分度圆半径d= 齿轮几何尺寸 名称 计算结果 标准齿轮 变位齿轮 z 齿数 Xmin 最小变位系数 rb 基圆半径 ra 齿顶圆半径 rf 齿根圆半径 六、实验要求
1）若采用齿轮范成仪实验，绘出一张清晰的齿廓曲线图；
2）采用计算机实验后，打印出一张齿廓曲线图； 3）撰写实验报告一份，报告中要附有齿廓曲线图。 实验结束后，围绕以下思考题，总结本次实验：
1) 实验得到的标准齿轮齿廓与正变位齿轮齿廓形状是否相同?为什么？
2) 在实验中，你所观察到的根切现象发生在基圆之内还是在基圆之外？分析产生的原因并提出如何避免根切。
3) 比较用同一齿条刀具加工出的标准齿轮与正变位齿轮的参数哪些变了？哪些没有变？为什么？
4) 谈谈实验后的创意体会。
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实验四、机构方案设计实验
一、实验目的
1）加深对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性； 2）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验设备
1．机构运动创新方案实验台组件，包括：
1) 凸轮：基圆半径为18mm，从动推杆的行程为30mm；
2) 齿轮：模数2，压力角20，齿数28或42，两齿轮中心距为70mm；
3) 齿条：模数2，压力角20，单根齿条全长为200mm，两齿条可拼接使用； 4) 槽轮拔盘：两个土动销或壹个主动销； 5) 槽轮：四槽；
6) 主动轴：轴上带有平键；
7) 从动轴：轴上未带平键，有圆头和扁头两种结构形式； 8) 主动滑块：专用于机构主动运动为往复直线移动时情况； 9) 滑块导向杆 (或连杆)；
10) 连杆：有两种结构形式，且长度不等；
11) 转动副轴或滑块：用于两构件形成转动副或形成移动副；
12) 带垫片螺栓：规格M5，用于防止连杆与转动副轴的轴向串动，二者能相对转动； 13) 压紧螺栓：规格M5，用于防止连杆与转动副轴的轴向串动，二者相对固定或转动； 14) 层面限位套：用于不同构件运动平面之间的距离限定，以免发生运动的干涉； 15) 皮带轮(皮带)：专用凸轮与从动杆之间的高副形成； 16) 高副锁紧弹簧：用于凸轮与从动杆之间的高副形成； 17) 直线电机：10mm／s，不允许改变直线电机的安装位置；
直线电机控制器：前面板上有电源开关和保护电机的熔断器(2.5A)。后面板上有220V、50HZ的电源插座，行程开关插座(三芯插头、缺口朝上插入)和电机电源插座(四芯插头、缺口朝上插入)。
直线电机控制使用注意事项：根据主动滑块移动的距离，通过改变直线电机的两行程开关的相对位置来调节齿条(相当于滑块)往复运动间距，可调节的最大行程不得大于400mm。 故障排除：当接通电源开关，电机不运行，可能是前面板上保护电机的熔断器(2.5A)烧断。拨掉～220V、50HZ的电源插头后，再旋开熔断器保护盖，更换新2.5A熔断器。
注意：未拼接机构运动前、预设直线电机的工作行程后，请务必调整直线电机行程开关相对齿条底部的高度，以确保电机行程开关能灵活动作，从而防止电机自齿条断齿并脱离电机主体，防止所组装的零件被损坏和人身的安全。
18) 旋转电机：10／min，沿机架上的长形孔可改变转动电机的位置。电机上连有～220V、50HZ的电源线及插头，连线上串接有手柄开关，可方便开、断电机电源；
19) 若干标准件紧固件； 20) 实验台机架。
2．实验用工具： 一字起子、活动扳手、M6内六角扳手，卷尺、笔和纸。
三、实验方法与步骤
根据上述“实验设备及工具”的内容介绍，熟悉实验设备及零件的作用；自拟机构运动方案；将所选定的机构运动方案，根据机构组成原理，按杆组进行拆分，然后再拼装。 根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运
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动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生于涉。然后，以机架铅垂面为参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由里(参考面)向外进行拼接。
为满足构件运动层面的需要，在拼接第一层构件(除齿轮、槽轮和凸轮外)之前，首先在轴上装入10mm的层面限位套一个，然后再继续您所设想的拼接。
1）实验台机架
图1 实验台机架
如图1所示。实验台机架中有5根铅垂立柱，可沿X方向移动。用双手推动、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态。立柱移动到预定的位置后，用螺栓将立杆上、下两端锁紧(安全注意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓拧松即可)。
立柱上的滑块可能性沿Y方向移动。将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在x、y平面内确定一个固定点，这样活动构件相对机架的连接位置就确定了。
2）主、从动轴相对机架 按照图2安装。
图2 转轴与机架的联接图
3）转动副的联接
如图3所示，连接后，两连杆应能作相对旋转运动。
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