机械基础实验指导书(非机械类)(共33页)

精选优质文档-倾情为你奉上目 录绪论1训练一 机构运动简图测绘3训练二 齿轮范成原理6实验三 机构创意组合实验9实验四 螺栓联接静动态实验10实验五 螺旋传动效率实验14实验六 带传动实验18实验七 液体动压轴承实验20实验八 滚动轴承综合性能测试分析实验26实验九 机械传动设计及多轴搭接实验28实验十 减速器拆装实验30绪 论机械基础课（工程制图、机械设计基础、创造工程学等）是实践性和理论性均很强的课程，实验教学不能依附于理论教学，但是更不能与理论教学完全脱节，实验教学必须以理论教学为基础，以培养学生综合实践能力与开拓创新能力为目的。我们按照从机械认识、机械设计到机械研究创新的认识规律，构建了以学生自我训练为主，培养高素质创新人才的更为宽广和开放的“五个层次”实验课程体系：引导认知、基本训练、基础实验、综合实验和创新实践。将工程制图、机械设计基础、创造工程学等课程的实验教学环节融为一体。“五个层次”实验课程体系架构如下：几何体认知、机械发展与未来认知引导认知 机械原理认知、机械设计认知 机械创新设计认知 构形设计和绘图、计算机绘图室基本训练 机构运动简图测绘 齿轮范成原理 动平衡实验基础实验 速度波动调节实验 带传动实验，液体动压轴承实验 （包括综合性、设计性和研究创新性实验项目） 机械传动方案综合及性能分析实验 平面机构创新设计及运动测试分析实验机构创意组合实验，螺纹传动综合性能分析实验综合实验 机械传动设计及多轴搭接实验 滚动轴承组合设计及综合性能分析实验静态与动态螺栓联接综合实验平面机构设计及运动仿真分析实验减速箱结构分析及装拆实验创新实践学生机械创新设计作品制作“五个层次”的实验作为一个有机的整体，又各具相对独立的系统和明确的目标：（1）引导认知在学习机械基础课程之前设置的“启蒙作业” ：通过实物和模型的动态展示，让学生得到有关机械设计与创新的“启蒙教育”。（2）基本训练机械创新设计必不可少的基本技能的训练：通过构形设计和绘图计算机绘图机构运动简图测绘等项目的训练，培养学生空间想像能力、构形能力、图形表达能力，机构综合能力，为机械创新设计打下坚实的基础。（3）基础实验机械系统基本原理、基本实验方法的初步剖析：让学生通过基础实验掌握机械系统基本原理、基本实验方法，培养学生工程实践能力、分析问题和解决问题的能力。（4）综合实验综合设计能力和开拓创新能力培养的提升性实验：机械创新设计是综合性很强的实践活动，包括机电液的综合、方案和结构的设计、功能与结构研究创新，按综合性设计性研究创新性的机械创新设计过程，由我中心实验教师自行设计了一组以学生自我训练为主、培养高素质创新人才的综合性、设计性和研究创新性实验项目，培养学生综合设计能力，开拓创新能力，分析问题和解决问题的能力。（5）创新实践创新实验教学的蓓蕾工程：根据以学生为主体、以实现学生自我训练为主、重视学生个性发展、适应高素质创新人才培养的实验教学模式，通过让学生根据自己的特长和兴趣，进行机械创新设计制作，并参加各类大奖赛。培养学生综合设计能力，工程实践能力，开拓创新能力，提出问题和解决问题的能力。根据“五个层次”实验课程体系和机械类机械设计基础实验教学的要求，编写了这本适应非机类高素质创新人才培养的机械基础实验指导书教材。其内容涵盖基本训练、基础实验和综合实验。由于时间仓促，本教材还有许多不足之处尚未弥补，如有疏漏的地方，望请指正。训练一 机构运动简图测绘一、训练目的： 1掌握对实际机械或模型的机构运动简图测绘的基本技能。2了解机构运动简图与实际机械结构的区别，加深和巩固机构自由度计算等理论知识。二、训练工具1机构模型一组、钢尺一把等；2草稿纸、铅笔等（自备）。三、训练要求：1实验前，认真预习教材及有关参考资料，弄清机构运动简图、机构示意图的概念及绘制机构运动简图时的注意事项。2每人测绘四个机构简图，（其中两个机构运动简图，二个机构示意图）。要求包括四连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等, 其中至少有一个根据实物绘制的简图。3每人完成一份实验报告（运动简图、机构自由度计算、体会与建议等）。四、原理及方法：机构运动简图是反映机构运动情况的简单图形，由于机构运动情况仅与机构中的构件数及其所组成的各运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定符号来代替构件、运动副，并按一定的比例尺定出运动副的相对位置，这样绘制的图形叫做机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特征，它不仅可以简明地表示机构的运动情况，而且还可以根据该图对机构进行运动及动力分析。不按比例绘出的图形称为机构结构简图或机构示意图，它只能定性研究机构的某些运动特性。下面以平面机构为例说明机构运动简图测绘的步骤及方法。五、训练步骤：在绘制机构运动简图时，要把该机构的实际构造和运动情况搞清楚，首先要定出其运动输入（原动）部分和运动输出（工作）部分，然后再沿着运动传递的路线，把运动输入和输出之间各个传动部分搞清楚，这样才能正确绘出机构运动简图。下面我们以图1（a）所示偏心轮机构模型为例，进行机构运动简图的测绘及机构自由度计算。1认清组成机构的构件数。测绘时，缓慢转动手柄使机构运动，注意观察机构中哪些构件是活动构件，哪个构件是固定构件，哪个是运动输入构件，哪个是运动输出构件，并逐一编排构件序号。如图2中所示、等。2判断各构件间组成的运动副的性质及种类和数目。缓慢转动手柄，根据相联两构件的接触及相对运动情况，确定各个运动副的性质和种类。如偏心轮2与固定构件1是圆柱面接触，其相对运动是绕A点转动，故构件2与构件1在A点组成转动副；同样构件3与构件2在偏心轮2上B点、滑块4与构件3在销轴中心C点组成转动副；滑块4沿固定构件1的方向xx移动，故滑块4与构件1组成移动副。此机构有三个转动副和一个移动副，共有四个低副。3选择视图面绘出机构示意图。选择视图面的原则是以与大多数构件运动平面相平行的平面作为视图面。在草稿纸上首先定出与机架组成运动副的大致位置，然后按规定的符号及构件的联接次序徒手画出机构示意图。对于组成转动副的构件，不管其实际形状如何，都只用两转动副之间的连线代表，例如AB代表构件，BC代表构件3。对于组成移动副的构件，不管其截面形状如何，一般用滑块或导杆表示，例如滑快4代表构件4，并通过滑快上转动副C的中心线xx代表构件4与构件1相对移动的方向线。机架打斜线表示，如构件1。原动件上打箭头表示，如构件2。对于组成高副的构件，也必须按照表11中规定的符号表示（或画出接触处两运动副元素的实际形状来表示）。4计算自由度并校核计算结果是否正确 由机构自由度的计算公式可得：根据计算所得机构自由度F=1，该机构只有一个原动件即偏心轮，所以机构的原动件数与自由度数相等。该机构具有确定的运动。若计算机的自由度与原动件数不符时，必须检查所绘制的简图或机构自由度计算是否有误，直至计算结果符合实际情况。5测量机构的运动学尺寸并按比例绘机构运动简图。仔细测量机构的有关运动学尺寸（如转动副的中心距、移动副方向线、线间的夹角等），如测量AB杆、BC杆的长度、滑快4的移动方向线xx至转动副A的距离。将数据记录好，然后选择恰当的长度比例尺l（m/mm）,按比例画出机构运动简图（图11b）. 6绘制机构运动简图，完成实验报告。六、课外训练作业 1试绘制2-3个牛头刨模型或实物的机构运动简图，并进行机构结构分析；2试绘制2-3个油泵模型或实物的机构运动简图，并进行机构结构分析；3试绘制2-3个其他机构模型或实物的机构运动简图，并进行机构结构分析。训练二 齿轮范成原理一、训练目的 1、掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓的基本原理，观察齿廓形成的过程； 2、了解渐开线齿廓产生根切现象、原因及避免根切的方法，建立变位齿轮概念；3、要求仔细观察插齿机插齿的范成原理及范成过程；3、比较标准齿轮和变位的异同点，分析了解它们的齿形变化及各参数的关系。二、训练工具1插齿机、齿轮范成仪；2范成齿廓的齿轮毛坯的图纸；3学生自备：计算器、圆规、削尖的铅笔、三角板、橡皮擦及小刀等物。三、训练要求1每组一人，绘制标准齿轮和变位齿轮的齿廓图各一张；齿廓图要求至少有两个以上完整的齿廓曲线2每人一份实验报告。四、原理及方法范成法是利用一对齿轮啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，毛坯和刀具之间仍然保持固定速比的传动，它们的对滚运动如同一对互相啮合的齿轮的运动，同时刀具还沿毛坯轴向作切削运动，这样加工所得到的齿轮的齿廓曲线就是刀具的刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具的齿廓曲线，则包络线亦必为渐开线。由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，故通过齿轮范成仪来实现毛坯与刀具之间的形成过程。为了保证毛坯与齿条刀具的固定速比的传动，也就要求毛坯的（即转动的齿轮圆盘）分度圆与齿条刀具的节线相切、齿条刀具的移动速度与毛坯分度圆的圆周速度相等。在齿条刀具上并标有范成标准齿轮时两条对“零”的刻度线。切制标准齿轮时，应使齿条刀具的分度线（中线）与齿轮毛坯的分度圆相切，即齿条刀具准确对“零”刻度线，这就可以利用范成仪来加工一个标准齿轮的图形。 齿轮加工示意图切制变位齿轮时，应使齿条刀具的分度线（中线）向前或向后平行移动一段距离 xm(x为变位系数、m为加工齿轮时刀具的模数)。即齿条刀具的刀顶线与变位齿轮毛坯的齿根圆相切并留下铅笔所画的位置。这样可以加工一个变位齿轮的图形。刀具的齿顶线若超出极限啮合点N1时齿廓的齿根部位产生了根切，齿根已切好的渐开线齿廓被切去一部分，这种现象就称为根切现象。为了避免根切现象，使齿条刀具的分度线（中线）向后（远离齿轮毛坯中心）平行移动一段距离xm，使刀具的齿顶线不超出极限啮合点N1就可以，作一个正变位齿轮的范成实验。取移距值要适宜，当移距值超过一定极限时，齿顶会变尖。（一般齿顶圆的齿厚应保证在0.25m0.4m）。齿轮不产生根切的最小变位系数的计算公式：xmin=(zmin-z)ha*zmin.。所以，只需将齿条刀具平行向齿轮毛坯齿顶部移动距离不小于xminm，这样加工出来的变位齿轮可避免根切现象。五、训练步骤1根据已知的刀具基本参数a、m、ha*、C* 和被加工齿轮的分度圆直径，计算出被加工的标准齿轮的齿数、基园、齿根圆及齿顶圆的直径。2拧下范成仪齿轮上的压板，将毛坯图纸的中心与范成仪的中心重合，然后将压板拧紧。3调节刀具的中线，使与被加工齿轮的分度圆相切（或调节刀具的齿顶线，使与毛坯的齿根圆相切），此时，刀具处在切制标准齿轮的位置上。4开始“切制”齿廓时，即将所有的准备工作都做好了，此时将齿条刀和毛坯作纯滚动的移动到一端，然后向另一端走刀（移动），移动的距离不要太大，太大了会使渐开线出现不圆滑，造成产品报废现象，标准移动距离为不使渐开线出现毛刺为宜。当移动了一个不大的距离使齿条刀刃切入毛坯齿顶圆时，用削尖的铅笔描下刀具刀刃的位置，直到形成两个完整的轮齿齿廓，刀具走到另一端不能再走为止。5用标准渐开线齿廓检验所绘得的渐开线齿廓，观察有无根切现象。如有根切，分析其原因。观察刀具的齿顶线是否超过极限啮合点N，若超过了，就会产生根切。6计算正变位齿轮的基园，齿根圆及齿顶圆的直径；重新调整刀具，使刀具离开毛坯的分度圆，即向毛坯的齿顶部移动一段距离xminm， 这时刀具的齿顶线与变位齿轮的根圆相切。按2、4步骤切制变位齿轮的轮齿齿廓。7全部加工完时，取下图纸，观察标准齿廓与变位齿廓有什么异同点并按要求写出实验报告。实验三 机构创意组合实验一、实验目的1加深学生对平面机构的组成原理认识，进一步了解机构组成及运动特性；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的能力。二、实验设备及工具1、ZBSC平面机构创意组合分析测试实验台附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。2、装拆工具：十字起子、活动板手、内六角板手、钢板尺、卷尺等。3（自备）草稿纸、笔、绘图工具等三、实验要求1每2-3人一组，每一组实验前拟一份机构运动设计方案，实验后提交新设计方案；2完成实验后各组将机械零部件“物还原位”，老师验收后方可离去；3每人完成一份实验报告。四、实验原理及方法根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。五实验内容1自行到实验室熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功用。了解机构的拼接方法，拟订自己的机构运动方案的拼接步骤；2自拟或课本提供的机构运动方案做为拼接对象；3拼接机构，将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上。4、绘制运动简图，分析所拼接的平面机构5根据平面机构的组成的原理，利用常用的零部件拼接调整，设计一种具有新型的带发明创造性的组合机构。每一组提交一份机构创新设计方案。6最后把组合机构安装在实验平台上，进行测试分析、运动分析、实验结果分析、拟定这次实验的步骤，并写出实验报告。实验四 螺栓联接静动态实验一实验目的1了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。2计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。3验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律。4通过螺栓动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓联强度的各项措施。二实验设备及工具1LZS螺栓联接综合实验台一台，2LSD1A静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。3记录纸、笔等三实验内容与要求 1完成基本螺栓联接静动态实验、增加螺栓刚度时的静动态实验、增加被联接件刚度时的静动态实验、改用弹性垫片时的静动态实验等内容实验；2作好实验数据记录，仔细观察实验过程中发生的各种现象和数据变化；3遵守实验操作规程，切记接线、开启电源时要注意安全；4每2-3人一组，每人一份实验报告。四螺栓联接实验台的结构与工作原理（如图1所示）1联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组成。空心螺栓贴有测拉力扭矩两组变应片，分别测量螺栓在拧紧时，所受的预拉力和扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8螺栓，拧紧或松开其上的手柄，即可改变空心螺栓的实际受载面积，以达到改变联接件刚度的目的。垫片组由刚性和弹性两种垫片组成。2被联接件部分由上板、下板和八角环组成，八角环上贴有应变片，测量被联接件受力大小，中部有锥形孔，插入或拔出锥塞即改变八角环受力，以改变被联接件系统的刚度。3加载部分由蜗轮、蜗杆、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷 的大小，蜗杆一端与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮，使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载的目的。五实验步骤及方法（一） 实验台及仪器的预调与连接：1实验台：取出八角环上两锥塞，松开空心螺栓上M8小螺杆，装上刚性垫付片，转动手轮使挺杆降下，处于卸载位置。将两块千分表分别安装在表架上，使表头分别与上板面（靠外侧）和螺栓顶面接触，用以测量联接件（螺栓）和被联接件的变形量。手拧大螺母至恰好与垫片接触。（预紧初始值）螺栓不应有松动的感觉，分别将两千分表调零。图12测量仪：配套的4根输出线的插头将各点插座连接好，各测点布置：电机侧八角环上方为螺栓拉力，下方为螺栓扭力。手轮侧八角环上方为八角环压力，下方为挺杆压力。然后将各测点输出线分别接于测量仪背面1、2、3、4通道的A、B、C接线端子上。注意黄色地线接B端子（中点）。3计算机：用配套的串口数据线接仪器背面的9芯插座，另一端接计算机上的A/D板接口。启动计算机，按软件使用和说明书要求和步骤操作进入实验台静态螺栓实验界面后。单击空调零键后对“应变测量值”框中的数据清零，如串口数据联接无误，则该输入框中会有数据显示并跳动。4调节静动态测量仪：通过测量仪上的选择开关，分别切换至各对应点，调节对应的“电阻平衡”电位器，使数码管为“0”，进行测点的电阻平衡。（二）实验方法与步骤：1、螺栓联接静态实验：用扭力矩扳手预紧被试螺栓，当板手力矩为3040N时，取下板手，完成螺栓预紧。进入静态螺栓界面，将附录表中给定的标定系数由键盘输入到相应的“参数给定”框中。将千分表测量的螺栓拉变形和八角环压变形值输入到相应的“千分表值输入”框中。单击“预紧测试”键，对预紧的数据进行采集和处理。用手将实验台上的手轮逆时钟（面对手轮）旋转，使挺杆上升到一定高度，对螺栓轴向加载，加载高度16mm。高度值可通过塞入16mm的测量棒确定，然后将千分表测到的变形值再次输入到相应的“千分表值输入”框中。单击“加载测试键”，进行轴向加载的数据采集处理系统；单击“实测曲线”键，做出螺栓联接对受力和变形的实测综合变形图；单击“理论曲线”键，做出螺栓联接对受力和变形的理论曲线图形； 单击“打印”键，打印实测曲线图形和理论曲线图形；完成上述操作后，静态螺栓实验结束，单击“返回”键可返回主界面。2、螺栓联接动态实验 螺栓联的静态实验结束返回主界面后，单击动态螺栓键，进入动态螺栓实验界面； 重复静态实验方法与步骤中的34步； 取下实验台右侧手轮开启实验台电动机开关，单击“动态测试”键，使电动机运转30秒左右。进行动态加载工况的采集和处理； 单击“测试曲线”键，做出工作载荷变化时螺栓拉力和八角环压力变化的实际波形图；单击“理论曲线”键，做出工作载荷变化时螺栓拉力和八角环压力及工作载荷变化的理论波形图； 单击“打印”键，打印实测波形图和理论波形图； 完成上述操作后，动态螺栓联接实验结束。3实验完毕，关好电源，清理好仪器和实验台。4分析实验结果，完成实验报告。（三）注意事项 1电机的接线必须正确，电机的旋转方向为逆时钟（面向手轮正面）；2进行动态实验开启电机电源开关前，必须先把手轮卸下来，避免电机转动时发生安全事故，并可减少实验台振动和噪声；实验五 螺旋传动效率实验一实验目的螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。它主要用于将回转运动传变为直线运动，同时传递运动和动力。LXL1型螺旋传动实验台采用滑动螺旋传动方式，通过LXL控制相实现螺纹在一定负载下正反运转，并选配不同参数的矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹等广泛应用的传动螺纹类型，运用现代测试手段和自行开发的测试软件，计算与实测相结合而获得给定螺纹参数和螺纹类型的传动效率，并绘制效率曲线图。二实验设备及配件（一）实验台系统结构实验台传动系统结构图如下所示： 1-行程开关 2-螺旋工作副 3-支承座 4-转矩转速传感器 5-联轴器 6-减速器 7-直流电机 8-底座（二）实验台技术指标1 驱动电机：92瓦直流电机驱动，通过调速电路实现额定转速范围内无级调速，调速范围：01500转/分；2 螺纹参数：螺距P=3、4、6；公称直径=30，制造精度8级；3 测量精度±3%；（三）LXL控制箱操作使用说明控制箱是整个系统的控制中心，它向直流电机、传感器、行程开关等元器件输送不同的电压。为避免接线错误而导致使用故障，在线路连接接头设计上，插口与插头一一对应，互不相同。操作步骤： 1按后面板各插口连接电源线及信号线路； 2接通前面板总电源开关； 3按下前面板启动按钮； 4顺时针旋转调速旋钮，逐步调节运行速度。（四）工作机构装拆方法实验台每台配备3套类型相同而螺距不同（螺距P=3、4、6）的螺杆，测完一套，则更换另一套。通过测得三套数据绘制成曲线。实验过程中，螺纹装拆步骤是：1断开电源；2松开左、右支承座前后止动螺钉；3卸下载荷（砝码）后，松开蝴蝶螺母并从丝杆母上卸下固定螺杆；4用手转动联轴器，使十字联轴器槽口垂直朝上，整体取出螺旋机构；4 更换螺旋机构。三、实验程序（一）螺旋传动效率实验原理螺纹传动效率是随升角增加、当量摩擦角减小而减小。具体计算方法是：运动方向与负载方向相反其中：升角 当量摩擦角 n螺纹线数 p当量摩擦角 d2螺纹中径f螺纹副摩擦系数； 螺纹牙斜角运动方向与负载方向相同2测试原理及数据处理通过扭矩转速传感器适时采集扭矩M和转速n，每次采集五组取平均值，实测效率的计算按如下公式：运动方向与负载方向相反运动方向与负载方向相同 其中： F轴向负荷 （二）测试指导软件系统操作使用说明1输入参数；2输入测量值框螺杆轴向负荷（每个砝码5KG）；3点击 理论曲线；4卸去载荷；点击空载测试；5加载后，点击加载测试。注意观擦数据稳定性，并连测4次，获得被测螺纹效率，且构成实测曲线中的一个点；6更换另外两种同类型不同螺距的螺纹，按以上步骤测试，获得实测曲线上另外两个点；7点击绘制曲线，程序按测得的三点绘制给定类型不同升角的效率曲线。（三）实验台使用过程中的安全、维护及注意事项为避免实验过程中因使用、维护不当，而产生意外事故或安全事故，实验前务必做好以下安全维护工作：1行程开关工作状态检查：（1）检查方法：螺杆转动使螺母作直线滑动，由于滑动距离的限制，螺杆必须在极限位置时反转。电机正反转是通过一对行程开关来控制的，因此行程开关不能失灵。检查办法是：接通控制箱，螺旋装置工作，用手按下行程开关（行程开关电压<24伏）25秒，观察电机是否反转（为避免反转启动过快而烧坏电机，启动间隔时间设定为25秒）。（2）故障排除方法：检查行程开关接线是否松动；检查行程开关是否通电（必要时还需检查电压）；行程开关是否损坏（行程开关故障率为1/）。2加载钢丝锅工作状态检查螺旋传动工作负荷是由砝码组重量通过钢丝绳施加于螺母而产生的，每个砝码重5KG，工作负荷要求10KG（即两个砝码）。为避免钢丝因磨损而拉断，实验教师应定期更换钢丝绳，以免砸伤学生。3LXL控制箱工作状态检查LXL控制箱是整个实验台的供电系统，其功能是变压、调速、定时以及电机正反转控制，工作过程中要留心控制箱前面板电流、电压表读数是否稳定和过载，表读数较不稳定时，要予以检查。4润滑状态检查定期给减速器、被测螺旋副加润滑油。（四）打印曲线，进行结果分析实验六 带传动实验一、实验目的：1、 观察带传动的弹性滑动和打滑现象2、 观察带传动初拉力对传动能力的影响3、 测绘滑动曲线和效率曲线二、实验台简介及工作原理图1 主要结构及工作原理本实验台的电动机为直流无级调速，采用先进的调速电路，测速方式为红外线光电测速，皮带轮转速和扭矩可直接在面板上准确读取读取，也可输入到计算机中进行测试分析。实验台有一主动电机5作驱动使用，它固定在一个以水平方向移动的滑动底板1上，与从动电机8用一根平皮带6连接，在与滑动底板1相连的法码架上加上法码2作为预紧力，即可拉紧皮带6。从动电机8作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡9作为负载。当工作运转时，电机定子未固定可转动，其外壳上装有测力杆4，支点压在压力传感器3上，通过控制电路可得到电动机和发电机的转矩，其数值可在面板11上各自的数码管上显示。两电机后端装有光电测速装置7和测速转盘，所测转速可在面板11上各自的数码管上显示。同样，所测得的转矩和转速也可输送到计算机、打印机，将数据和变化曲线打印出来，提供分析。三、实验内容与要求1皮带传动滑动曲线和效率曲线的测量绘制：2观察和分析带传动的弹性滑动和打滑现象及其对传动效率的影响。3每2-3人一组，每人一份实验报告。四、实验步骤：1、 打开计算机，单击“皮带传动”图标，进入皮带传动的封面，单击左键进入皮带传动实验说明界面。2、 在皮带传动实验说明界面下单击“实验”键，进入皮带传动实验分析界面。3、 启动实验台的电动机，待皮带传动运转平稳后，可进行皮带传动实验。4、 单击“稳定测试”键，稳定记录实时显示的皮带传动实测结果；单击“实测曲线”键，显示皮带传动滑动曲线和效率曲线。5、 如果要打印皮带传动滑动曲线和效率曲线。在该界面下方单击打印键，打印机自动打印出皮带传动滑动曲线和效率曲线。6、 如果实验结束，单击退出，返回window界面。五、实验操作注意事项1、 通电前准备 a、b、c请查原稿。2、 通电后，电动机和发电机转速显示的四位数码管亮。3、 调节调旋钮，使电动机和发电机有一定转速，测速电路可同时测出它们的转速。4、 此后即可按实验指导书的要求操作。实验七 液体动压轴承实验一、 实验目的：1观察滑动轴承在启动过程中的摩擦现象，加深对形成液体动压条件的理解； 2了解滑动轴承动压油膜的形成过程与现象；3了解摩擦系数、转速、力的测量方法；测定液体动压轴承摩擦特性曲线，了解滑动轴承摩擦特性，考察影响摩擦系数的因素。二 、实验要求:1绘出滑动轴承在一定转速下的径向油压分布曲线; 求轴承的承载能力；2绘出滑动轴承的确摩擦特性曲线；三、实验原理：我们知道动压油膜形成有三个条件，即： 两工作表面必须有锲形间隙； 两工作表面必须有相对滑动速度（相对速度）其运动方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面流出； 两工作表面必须连续充满润滑油或其他粘性液体 。滑动轴承形成动压油膜的过程如下图所示。静止时，轴承与轴颈直接接触，如图（a）径向间隙使轴承与轴颈配合面之间形成锲形间隙，其间充满润滑油。由于润滑油具有粘性和附着于金属表面的特性，因而当轴颈回转时，依靠附着在轴上的油层带动润滑油挤入锲形间隙。因为通过间隙的油量不变 （流体连续条件），而间隙的截面逐渐变小，所以油层中必然产生液体动压力，它力图锲开配合面以支撑外载荷。当各种参数协调时，液体动压力能使轴中心与轴瓦中心有一偏距 。最小油膜度hmin 在轴颈与轴承中心连线上。液体动压力的分布如图(c)所示。当轴刚启动的前一瞬间，轴与轴瓦直接接触，它们之间的摩擦为干性摩擦，摩擦系数f比较大；随着轴的转动，液体油被带进锲形，此时轴与轴瓦之间的摩擦为半干摩擦，摩擦系数f相对减小；随着液体油被大量带进轴与轴瓦间，此时油把轴与轴瓦分隔开来，此时的摩擦为液体摩擦；我们可以画出f-n/p曲线, 为油的粘度，n为轴的转速，P为平均单位载荷。从图中可以看出，当液体润滑油一定（一定）及外载荷一定时，摩擦系数的大小与转速大小有关。四、实验台的结构与工作原理此实验台由以下几部份组成1轴与轴瓦及油膜压力测量装置：轴10的材料为45号钢，轴颈表面淬火、磨光，通过滚动轴承安装在支座上。轴下部分泡在润滑油中。轴瓦11的材料为 青铜，在轴瓦宽度的中间，沿圆周均布钻有7个直径为1mm的小孔，每个小孔连接一个压力传感器。压力的大小可以在面板上读出。记录下各压力表上的压力值，选定一定的比例尺，便可绘出滑动轴承径向油膜压力分布曲线。在轴瓦全长1/4处装有一个测轴向油压传感器42加载装置：主轴瓦外圆上方有加载装置，旋转加载杆6即可对轴瓦加载，加载大小W由载荷传感器5传出，在面板上由数码管显示。3测摩擦力装置： 摩擦系数是通过测量轴承的摩擦力矩而得到的。轴转动时，轴对轴瓦产生摩擦力F，其摩擦力矩为Fd/2，其翻转力矩由测力杆在主轴瓦上方某处（装有测力计）产生的反力矩来平衡。其反力通过摩擦传感器7由面板上相应的数码管显示出摩擦力值Q(单位：N)。根据力矩平衡方程条件得： Fd/2=LQ则 F=（2LQ）/d f=F/W=（2LQ）/（dW）式中d：轴的直径为70mm L：测力杆上的测力点到轴承中心的距离，L为140mm W：作用在轴上的外载荷(N)4传动装置： 由直流电动机2通过三角带3传动，驱动主轴顺时针方向转动，由装在底座里的调速器实现主轴的无级调速.5摩擦状态指示装置及动压油膜的形成：如图4为滑动轴承摩擦状态指示原理图，将轴与轴瓦串联在指示电路中，当轴没有转动时，轴与轴瓦是接触的，接通电源开关可以看到灯很亮；当轴在很低的转速下慢慢转动时，灯忽亮忽暗；当轴的转速达到一定值时，灯泡就不亮了，这时动压油膜已经形成了。 五 实验方法：1准备工作：除了保证图4电路中轴与轴瓦之间的直接接触以外，其它部分是绝缘的，轴瓦不得和机座相接触。2. 绘制轴承径向油膜压力分布曲线与承载量曲线 启动电机（此时不加外载荷），慢慢调节转速旋扭，观察油膜指示灯的变化情况，观察润滑油膜的形成过程,将转速调到 转/分左右，旋转加载杆6加载 观擦指示灯泡，看是否形成油膜，当油膜形成以后，压力表稳定时，由左至右依次记录各压力表的压力值P并记录在下表中压力表1压力表2压力表3压力表4压力表5压力表6压力表7压力值Mpa（当转速不变，可以改变外载的大小，观察同一压力表值的变化）非液体摩擦与液体摩擦状态下的转速n与测力计读数记录完压力表读数后，转速由高往低调节，记录每一种转速下测力计的读数。已知条件：载荷W= N；q=w/Bd;= Pa.s 实验数据次序转速n（r/min）测力计的读数（N）摩擦力矩Ti(N.m)摩擦系数f.n/ q(1/6010-6)1234567启动状态摩擦力矩与摩擦系数的测试记录 实验数据次序 测力计的最大读数（N）所加载荷（单位N）启动摩擦力矩T1摩擦系数123启动时的摩擦力矩平均值T1平均=启动时的摩擦系数平均值f= 根据测出的压力的大小按一定的比例绘制油压分布曲线与承载量曲线，如下图。此图的具体画法是：沿着圆周表面从左至右画出角度分别为22030/、450、67030/、900、/、1350、/等分别得出油孔点1、2、3、4、5、6、7的位置。通过这些点与圆心O连线，在他们的延长线上，将压力表（比例：0.1MPA=5mm）测出的压力值画出压力向线1-1/、2-2/、3-3/-7-7/，经1/、/2/、3/、4/、5/、6/、7/各点连成平滑曲线，这就是位于轴承中部截面的油膜径向压力分布曲线。为了确定轴承的承载量，用pisini (i=1,2,3,4,5,6,7 )求得向量1-1/、2-2/、3-3/-7-7/在载荷方向（即y轴）的投影值。角度与sin 的数值见下表i22030/45067030/、900/1350/sini0.38260.7070.923810.92380.7070.3826然后将pisini这些平行于y轴的向量移到0-8上，为清楚起见，将直径0-8平移到图的下部。在直径0-8上先画出轴承表面上油孔位置的投影点1/ 、 2/、 3/、 4/、 5/、 6/、 7/、 8/，然后通过这些点画出上述 相应的各点压力在载荷方向的分量，即1/、2/、3/、4/、5/、6/、7/、等点，平滑连接各点，所形成的曲线即为载荷方向的压力分布。在直径0-8上做一个矩形，采用方格纸，使其面积与曲线所包围的面积相等，那么矩形的边长P平均即为轴承中部截面上油膜径向平均单位压力。轴承处在液体摩擦工作时，其油膜承载量与外载荷相平衡，轴承内油膜的承载量可用下式求出：G=W=. P.B.D式中G：轴承内油膜承载量；W：外载荷：端泄对承载能力影响系数，一般取0.7；P平均：径向平均单位压力；B：轴瓦宽度；d：轴瓦内径；70mm3绘制滑动轴承摩擦特性曲线f-.n/P。4完成实验报告。实验八 滚动轴承综合性能测试分析实验一、实验目的1让学生了解在总轴向和径向载荷作用下，滚动轴承径向载荷分布及变化情况，特别是轴向载荷对滚动轴承径向载荷分布的影响；2让学生了解滚动轴承元件上的载荷随时间的变化情况，掌握滚动轴承元件上载荷波动特性；3通过测试并计算滚动轴承组内部轴向载荷、轴向载荷和总轴向载荷，使学生滚动轴承组合设计计算方法。二、实验设备1. 滚动轴承：2种（圆锥滚子轴承、深沟球轴承）；2. 可移动的滚动轴承座：1对；3. 滚动轴承、径向加载装置：1套；（作用点位置可在0130mm内任意调节）；4. 滚动轴承径向载荷传感器：精度等级：0.05量程：5000N，16个；5. 总径向载荷传感器：量程：10000N，1个；6. 轴向载荷传感器：量程：10000N，3个；三实验要求1每2-3人一组，每人一份实验报告；2实验前选定好滚动轴承综合性能测试分析实验方案，写出预习报告；3实验后，拆卸零部件、整理实验台“物还原位”。四实验原理1左、右滚动轴承座可轴向移动，各装有轴向载荷传感器，可通过电脑或数显测试并计算单个滚动轴承轴向载荷与总轴向载荷的关系；2左、右滚动轴承各装有16个径向载荷传感器，可通过计算机或数显测绘滚动轴承在轴向、径向载荷作用下轴承径向载荷分布变化情况；3通过电脑直接测量滚子对外圈的压力及变化情况，绘制滚动体内、外圈载荷变化曲线（关键特点）。五、实验内容1. 滚动轴承径向载荷分布及变化实验；测试在总轴向和径向载荷作用下，滚动轴承径向载荷分布及变化情况，并作出载荷分布曲线；2. 滚动轴承元件上载荷动态分析实验，测试滚动轴承元件上的载荷随时间的变化情况，并作出变化曲线；3. 滚动轴承组合设计实验，测试滚动轴承组内部轴向载荷、轴向载荷和总轴向载荷，并进行滚动轴承组合设计计算。实验九 机械传动设计及多轴搭接实验一、实验的目的：1了解多轴、混合轴传动系统的功能及其应用；2掌握多轴、混合轴传动系统中输出轴转速、力矩的计算方法；3掌握齿轮传动中轴的转动方向的确定方法；4掌握多轴齿轮传动系统的安装及校准方法；5了解刚性联轴器的类型及其应用，了解套筒联轴器的应用；6 掌握套筒联轴器的安装及校准。二、实验设备及工具大电机一台、 变速电机一台、 水平仪一个(长度为90mm)、 百分表一个(0.01mm/格)、游标卡尺一把(0-150mm)、 磁性表座一个、 直尺一把(20cm)、 米尺一把、 直角尺、 转速表、 塞尺、 调整垫片等。三实验要求1每2-3人一组，每人一份实验报告；2实验前选定好多轴传动系统方案，写出预习报告；3实验后，拆卸零部件、整理实验台“物还原位”。四、实验原理及方法根据机械传动系统的组成原理：任何机械传动系统都可以由若干个传动部分依次联接到原动件和机架上而构成，可通过选定机械传动系统方案，拼装该机械传动系统并进行分析。五、实验内容:1计算多轴、混合轴传动系统中轴的转速和力矩；2确定所给传动系统中轴的转动方向；3安装交校准多轴传动系统；4安装交校准套筒联轴器。六、实验步骤：1机械传动系统方案，拟定实验步骤，提交预习报告；2安装和排列多轴传动系统；3确定齿轮旋转的方向4实验公式计算输入和输出轴的转速和力矩5实验结果分析，并写出实验报告。实验十 减速器拆装实验一、实验目的1熟悉减速器及零部件的结构、特点和作用；2了解减速器的一些参数及其测试方法，为能设计合理的减速器打下良好的基础。二、实验设备及工具1、 各种型号的减速器。2、组装、拆卸工具：十字起子、活动板手、内六角板手、钢板尺、卷尺等。3（自备）草稿纸、笔、绘图工具等三、实验内容与要求1观察了解各种类型减速器的特点及其使用的范围。2仔细观察了解一级或二级园柱齿轮减速器箱体的结构特点及其功能。3详细观察了解轴和齿轮的结构特点和功能。4了解轴承端盖、观察孔、油面指示器、通气器、出油孔、定位销，起盖螺钉等所处的位置、结构特点及其功用。5了解各另部件之间的相对位置。必要时进行一些测量。例如齿轮啮合的侧隙；轴系的轴向游隙；齿轮顶园和端面与箱体间的距离；轴承端面与箱体内侧的距离；箱体联接螺钉和地脚螺钉孔的间距等等（见实验报告附表）。6每2-3人一组，每人一份实验报告。四、减速器概述减速器是由封闭在刚性箱体内的齿轮传动或蜗杆传动等所组成，具有固定传动比的独立的传动部件。减速器具有结构紧凑、效率高和维护方便等特点，故广泛应用于各种机器传动中。减速器通常用来降低转速传递动力以适应机械的要求。在少数情况下，也用来增速传递动力，这时称为增速器。由于减速器所具有的特点和应用的广泛性，所以它的主要参数（中心距、传动比、模数、齿宽系数与齿数和等）已标准化了，并由专业工厂成批生产。当然亦可根据具体情况和需要自行设计和制造。（一）减速器的分类减速器的类型很多，其分类方法为：1根据传动类型，可分为齿轮、蜗轮和齿轮-蜗轮减速器。2 根据齿轮形状，可分为园柱齿轮，圆锥齿轮和园锥-园柱齿轮减速器。3根据传动的级数：可分为单及和多及减速器。单级园柱齿轮减速器一般传动比i=18。如果i>10，则大小齿轮直径相差很大，减速器结构尺寸和重量也相应增加，这时可改用二级减速器或三级减速器。4根据轴在空间的位置，可分为卧式和立式减速器。5根据传动的布置形式，可分为展开式，分流式和同轴式减速器。6行星和少齿差减速器等。（二）减速器的结构减速器的结构，一般主要由齿轮（或蜗轮）、轴、轴承和箱体等四部分组成减速器的箱体为安置传动件的基座，应保证传动轴线相互位置的正确性，因而轴孔必须精确加工，箱体本身必须具有足够的刚度，以免引起沿齿宽上载荷分布不匀。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上加有筋板箱体通常分成箱座和箱盖两部分。为了便于装拆，其剖分面应与齿轮轴线所 在平面相重合。部分面之间不允许用垫片和其他任何填料（必要时为了防止漏油，允许在安装时涂一薄层水玻璃或密封胶），否则会破坏轴承和孔的配合。箱体通常用灰铸铁（HT15-33或HT20-40）铸成。 单件生产时也可用钢板焊接而成，可降低成本，箱盖和箱座之间用螺栓联接。为了使螺栓尽量靠近轴承孔，在箱体上做成凸台，但要注意留出扳手空间。考虑到减速器在制造、装配及维护使用过程中的特点，还需要设置一些附件。例如，为了确保条上盖与箱座间相互位置的正确性，在剖分面凸缘上采用两个园锥定位销；为了便于检视齿轮的啮合情况和注入润滑油，在箱盖上开设观察孔，平时观察孔盖用螺钉拧紧；为了更换润滑油，在箱座下部设有放油孔，平时用螺栓堵住；为了检查箱体内润滑油的多少，设有油面指标器或测油尺；考虑到减速器长时间运转，油温会逐步升高，引起箱体内气体膨胀而造成漏油，在箱盖上部设有通气器；为了便于装拆和搬运，箱盖上设有吊环；提升整体减速器时则用箱座两侧的吊钩；为了拆卸箱盖，在其凸缘上制有一或两个螺纹孔，拧入螺钉后即可顶起箱盖。五、实验步骤1观察减速器外貌，了解各另部件所处的位置和结构特点及其功用。正反转动高速轴，手感齿轮啮合的侧隙。轴向移动高速轴和低速轴，手感轴系的轴向游隙。2打开观察孔盖，转动高速轴，观察齿轮啮合情况。注意观察孔的数目和所在位置。用细铅丝一段（直径不超过所测间隙的34倍）放于非工作齿面上，旋转一周后，取出，测量铅丝的厚度，即为齿侧间隙（数据填入实验报告附表中序号26）。3取下高速轴或低速轴一端的轴承压盖，用三段细铅丝均匀置于压盖的凸台上，重新装好压盖于箱体上，再取下压盖并测量铅丝厚度，其值即为轴系的轴向游隙（数据填入实验报告附表中序号27）。如果装配减速器，在压盖与箱体端面间放入细铅丝，拧紧端盖螺钉至轴不能转动为止，取出并测量铅丝厚度，再加上轴向游隙，即为压盖的垫片厚度（数据填入实验报告附表中序号28）。4取出定位销钉和箱盖的轴承压盖螺钉，再取出箱体联接螺钉，然后旋动起盖螺钉，待箱盖离开下箱体35mm后，用吊环螺钉取下箱盖，并翻转180°放置平稳，以免损伤接合面和出意外事故。5观察各零部件间的相互位置，并进行必要的测量（实验报告附表中序号1，17，18，20）。6取出轴承压盖，取出轴系部件放于木板上，详细观察了解齿轮、轴和和相体的结构，并进行必要的测量。7全部工作完成后，用棉丝擦净各零部件，首先放入轴系部件，再装上轴承压盖并旋入箱体上的压盖螺钉，注意不要拧紧，然后旋回起盖螺钉再装好箱盖，打入定位销钉，旋入箱盖上的压盖螺钉，亦不拧紧。装入箱体联接螺钉并拧紧，然后拧紧压盖螺钉，最后装好观察孔盖。8进行实验总结，并对提出的问题进行思考与解答，完成实验报告。专心-专注-专业