一、概述
提高机械类及近机类专业学生的综合设计能力，特别是提高创新设计能力，是机械基础课程建设的改革主线，也是课程建设的难点。在改革中，一些院校将原《机械原理课程设计》和《机械设计课程设计》合并、综合、扩展，相继推出《机械基础综合课程设计》，使学生综合运用机械基础课程中的《机械制图》、《互换性与技术测量》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造工程学》、《机械创新设计》以及近机类的《机械设计基础》等课程的基本理论和基本知识，对实物机械（插齿机）进行拆卸、装配、分析，提高其感性认识及动手能力；进行机械系统运动方案设计的基本训练，加强创新设计能力的培养；学会把机械系统方案设计成机械实体装置，完成从方案拟定到机械结构设计的过程训练；通过查阅和使用各种设计资料，运用CAD技术等完成机构分析、机械零部件设计、绘制装配图、零件图及编写设计说明书等基本技能的训练。
本实验平台是以“教学用插齿机”为对象，为满足《机械基础综合课程设计》的需要而开发出的新产品。该教学用插齿机的机械传动类型多样化，可以满足课程设计以机械运动方案设计和结构设计为主要内容的要求及分组要求，并且其传动系统暴露，便于观察和拆装。
二、插齿机工作原理：
用范成法切制齿轮轮齿的原理是：刀具相当于一个齿轮，机床强制刀具与轮坯按一定的传动比转动，再加上切削运动、进给运动及让刀运动，就可以在轮坯上切出所需齿廓，
用齿轮插刀插制齿轮时，刀具与轮坯之间有四个相对运动。
（1）范成运动：齿轮插刀与轮坯以定传动比i=z刀/z工件，以保证切出与插刀模数、压力角相同，齿数为z工件的齿轮。
（2）切削运动：齿轮插刀沿轴线方向作往复运动，以切去齿槽部分的材料。
（3）进给运动：齿轮插刀向轮坯中心逐渐移动，以保证切出全部齿高。
（4）让刀运动：齿轮插刀开始向上运动时，插刀沿径向作离开轮坯的微量移动，以免刀刃擦伤已切出的齿面，齿轮插刀开始向下运动的瞬间，插刀又恢复原来的位置。
上述四个相对运动是互相关联的，靠插齿机的传动系统定传动比分流来实现。
需要说明的是教学用插齿机加工的齿轮坯是蜡制的，切削力不大，其传动系中用了一对螺旋齿轮传动；而实际生产用插齿机是不能用螺旋齿轮传动的，因为螺旋齿轮传动是点啮合，不能传递较大的力。
三、实验项目及内容
下列实验1、2为综合课程设计必做项目，3、4为选做项目。
1、教学用插齿机的插齿实验
插制一个蜡制毛坯的直齿圆柱齿轮，全程约8分锺。要求学生独立装卸工件，开机后观察：（1）切削全过程；（2）刀具与工件之间的四个相对运动（切削运动、范成运动、进给运动、让刀运动）是如何实现的？（3）各个相对运动的传动路线。（4）进给运动的起始、终止时间。
2、教学用插齿机的装拆实验；
学生独立拆卸教学用插齿机，再装配复原。在装拆过程中分析哪些轴毂配合是间隙配合？那些轴毂配合是过盈配合？在装配过程中哪些部位需要保证平行、垂直、交于一点、共面？
3、测定实验：
（1）渐开线齿轮参数的测定：
对教学用插齿机中的1~2个圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆或蜗轮进行参数测定，绘制零件工作图。
（2）尺寸公差及形位公差的测定：
选定1~2处轴毂配合，分别测出轴径、毂孔的直径及其公差，确定其配合性质；测定圆柱齿轮传动中两轴的平行度，测定任一圆锥齿轮传动两轴的垂直度。
（3）链条垂度测量，
确定是否在允许值f（0.04~0.06A）之内，若不满足，采取措施使其得以满足。
4、对比实验：
（1）圆锥齿轮正确安装与不正确安装传动性能对比实验：
将第二对圆锥齿轮安装成锥顶点不重合，然后运转，观察从动件（刀杆蜗杆轴）处，与锥顶点重合时所观察的结果做比较判断（主要判断噪声大小）。
（2）链传动链条垂度大、小对传动性能的影响的对比实验：
将某级链传动的链条增加两节，使其垂度增大，然后运转，观察运动情况，与没增两节链条时（垂度小）的运转情况做比较分析。
（3）链传动多边形效应实验：
将某级链传动中的从动链轮换成齿数z=13的链轮，测试从动轴的转速波动与噪声，与未换链轮时的所测数值进行比较分析。
四、综合课程设计题目及内容：
下列题目中1为综合课程设计必做题目；2与3、4与5、6~10为平行题目，分组选择；11为选做题目。
教学用插齿机传动系统机构运动简图
1、教学用插齿机的反求设计：
观察教学用插齿机工作原理与运动特点，绘制传动机构运动简图，进行传动比计算。
2、凸轮机构的运动分析：
对教学用插齿机进给凸轮机构进行运动分析绘制凸轮的轮廓曲线和零件工作图。
3、平面连杆机构的运动分析：
对教学用插齿机切削运动传动机构中的曲柄滑块机构或进给运动传动机构中的曲柄摇杆机构进行运动分析，绘制从动件的运动曲线。
4、齿轮传动装置设计：
对教学用插齿机中单级圆柱齿轮传动进行设计计算，绘制圆柱齿轮减速器装配图，绘制1~2个零件（小齿轮、大齿轮、轴、箱体或箱盖）工作图，编写设计计算说明书，进行齿轮减速器的装拆实训。
5、蜗杆传动装置设计：
对教学用插齿机中第一级蜗杆传动进行设计计算，绘制蜗杆减速器装配图，绘制1~2个零件（蜗杆、蜗轮、轴或箱体）工作图，编写设计计算说明书，进行蜗杆减速器的装拆实训。
6、切削运动传动装置设计：
对教学用插齿机切削运动传动进行设计计算，绘制切削运动传动装置装配图，绘制1~2个零件（链轮、轴或圆锥齿轮）工作图，编写设计计算说明书，进行切削运动传动装置的装拆实训。
7、刀具回转传动装置设计：
对教学用插齿机刀具回转传动装置进行设计计算，绘制刀具回转传动装置装配图，绘制1~2零件（蜗杆、蜗轮、轴或圆锥齿轮）工作图，编写设计计算说明书，进行刀具回转传动装置的装拆实训。
8、工件回转传动装置设计：
对教学用插齿机工件回转传动装置进行设计计算，绘制1~2个零件（链轮、蜗杆、蜗轮、轴或圆锥齿轮）工作图，编写设计计算说明书，进行工件回转传动装置的装拆实训。
9、进给运动传动装置设计：
对教学用插齿机进给传动装置进行设计计算，绘制1~2个零件（链轮、蜗杆、蜗轮、棘轮、凸论、轴或圆锥齿轮）工作图，编写设计计算说明书，进行进给传动装置的装拆实训。
10、让刀运动传动装置设计
对教学用插齿机让刀传动装置进行设计计算，绘制1~2个零件（小圆柱齿轮、大圆柱齿轮、凸轮或轴）工作图，编写设计计算说明书，进行让刀传动装置的装拆实训。
11、结构变异（创新）设计
对教学用插齿机的部分结构进行变异设计，绘制新结构部件装配图，绘制零件工作图，编写设计计算说名书。
五、主要参数及配置
1、教师导学台（1台）
该台由台体、台面、变频电机、机械传动系统、执行部件等组成，内部传动系统具有可视性。该台用来切制蜡制齿轮的齿廓，演示插制圆柱齿轮齿廓的全过程。
变频电机：转速1480转/分，电压220V
插齿刀：m=2.5mm，z=20，α=20Ｏ，
工件齿轮：毛坯为蜡制，Z=26，m=2.5mm的标准直齿圆柱齿轮，
台体为钢架柜式结构，外形尺寸：600×500×800mm，
机械零件采用钢或铝合金材料制作，精度设计合理，
浇注齿轮蜡坯模具。
2、学生实践台（6-8台）
该台由台面、手动零部件、机械传动零部件、执行类零部件等组成，所有零部件分类有序地存放在零件柜中，并有名称标牌，取存方便。该台用于学生自主进行各项实验和各课题的课程设计。
机械零件采用钢或铝合金材料制作，精度设计合理。
六、配套工具量具
1、游标卡尺（150mm） 1把
2、塞尺（0.02—1.00mm） 1把
3、百分表 1个
4、磁性表座 1个
5、直尺30cm 1个
6、直角尺30cm 1把
7、活动扳手8寸 1把
8、内六角板手 （4、5、6、8、10） 1套
9、螺丝刀4寸十字一字各 1把
10、腊模 1套
11、齿轮腊毛坯 3个
12、小电炉 （熔腊用，没批订单配） 1个
13、不锈钢小锅 （熔腊用，没批订单配） 1个
14、工业腊 1盒
15、橡胶锤 1把
16、内卡环钳 1把
17、外卡环钳 1把
18、固定扳手（8-10,10-12,12-14,14-17） 各1把
19、说明书 1份
