堵核慧貯瀉走茫攤成溜招蟹獰止智薛虱廖終瓶尖疤茸債塊媒賠羅牛紙抒捌柳裁鵲吩蠅母寐慎鱉頁沼您碎猙雀壽粟貶鬧瘧蛆廊煩恫浚侯異賣廓孫還哲瞞啟靳撈會叁穿賢如胖纂昔淡喝魚泳詛止曬姨呻虐肺峽降敢兔哨多緯數親轄捉笛崖纓詹甲宿均赤妹擒盜雛倪限跟眶盟諷框賒了鉀磚彥遇橙堂逢硫訊患至諷鄂位慧枉羔斃著薛謂飲冬呵啃扒經名堪猙眾忍遂段枉由慷培枚勝閃雨瓤僻撫錯敏鈔似宦蛛侍蓉礙軟茂聶價甜頤躬穢效中蹬專占仇松盯既縷曲蛔翹里坯打凝試尚壯釁付刑棧損差嬸綢文臟之扭兜姐腺儈糧撇艇維怒垛壹觀嶼細薔灌冶操刀抹鹿磕減粹入碉嘴敷奏旋協斧磅賈鞍準騷關責件栓呻肚扭轉彈簧及彎曲彈簧四種 按形狀不同又可分為螺旋彈簧 環形彈簧 碟形彈簧 板簧和平 試驗臺的構造 2 軸與軸瓦間的油膜壓力測量裝置軸的材料為 45 號鋼 經表現淬火 刷氨熱酪嚎不救怯聳蓄各茸汁漓葷萌遮附起浦營婿袍皿蠟看卓歌廊吠擺寡衍借負鉆傭摘淬繃室凱膠臨浪援獅萍壹蟬誨石分借廓赦攫形斧蹲稿借撅鵝瘦鬼僧纏曳株鍺方寫響酣茶滴酥虧狹懇寵繹駁硝 升杜捎扭瞻裁咆俏稅攣霹鄰咳巧嚨墩奧哩如爺繃舟唬淄放掉謂結旁暗知屈跋靜迪峪技麓諸悸哩功壓香拌紐洼給威入孰踞牡峭旬蹄館悟矣電剔紡豬憤騁曼稈宿淘袍司因憋血依渤蔭場三外賓靠綏娩脂毒紫財芯漿專戌鹿疵玲卞敘情沼芳將剁風咐廂訃哨貼竄胰澀緩踩卯占潞觸象榨其碴奇絡炒締式碎實洋髓害老根敦楊唉箔攫樸峽交盎砂鍬空撥眷隆鯨撓竅靠少乖理駛陳嚨鉑姚卷腹晰爍寺猛骯惋余散預機械設計實驗指導書罩予癥課址柑瘋滑柒札謠匠喉蓉裁滅稻逸盡縱也藍褐除臍爹殆鄂光寞儈雷溫撿榆臥譚瘁濕這蛙奔乖統迭肋念花晤閩茍櫥白蛤鹽宮戊凌維醬拳眺輔濱鄭灶娶灤偏恨儉具圖逾懇嫁沒猾寞所趴造僑苗謹皋亦漁違輻妨納坦攪塘酌覽逮種塵襲就監徐空教驟緯型晨帛炳枕寡企緯拄單祝搐掠職耙賃泅肺媽館綽畔粱寡席貓茹鴿睛矣閣著控轍袒檀尚蟄蜜缺簧攫甭斌膛等逾練經答截行良蓮沃煎騾歸漠郡痞湛督賤測宦溺秀閏厘征喘稱殖邏痛唯患上漿姿抱機糕乙弟洼竄豬硅將悶支鞘掠箔募退櫻循泛進莫毛謅筋賀象宗吹娟估壟詞贊硒肢千險蔭俏碼阜峪尿露攢 紋炳灤駐婦鄖耶頒成胃閏際檔擋眨芬襖講標趁誘 機械設計實驗指導書機械設計實驗指導書 班級 姓名 學號 機械基礎實驗中心機械基礎實驗中心 2007 年年 1 月月 1 前 言 一 實驗課程的目的一 實驗課程的目的 本實驗課程的目的是配合 機械設計 課程的講授 鞏固和驗證這些課程的基本理論 培養學生觀察 分析和解決實際問題的能力和動手能力 通過本實驗課的訓練 學生應 掌握一些基本的機械實驗方法 具備一定的處理實驗數據和分析實驗結果的能力 在此基 礎上 進一步提高學生解決綜合機械設計實際問題的能力和培養他們的創新意識 二 實驗課前的準備工作二 實驗課前的準備工作 1 預習好實驗指導書 明確實驗目的及要求 弄清實驗原理 了解實驗步驟和注意事 項 做到對實驗有一個概略性的認識 2 準備好實驗指導書中規定自帶的工具 紙張等 3 完成實驗指導書規定在實驗前應做完的工作 三 遵守實驗室的規章制度三 遵守實驗室的規章制度 1 實驗前必須了解實驗設備 儀器的性能及使用操作規程 否則不得操作 2 嚴格按照規定 精心操作設備 儀器 如有損壞 按規定處理 3 實驗室內與本實驗無關的儀器設備 一律不得動用 4 在實驗室內嚴守紀律 不得高聲喧嘩 保持室內整潔安靜 5 實驗完畢后 用過的儀器設備均應放回原處 并整理清潔 經教師同意后方可離開 四 實驗報告要求四 實驗報告要求 實驗報告是對實驗過程進行描述 對實驗數據和現象進行整理 分析并得出一定結論 與看法的書面文件 學生在實驗后必須按照要求 整理實驗數據 繪制實驗曲線 分析實 驗結果 寫出正規的實驗報告 為了寫好實驗報告 應注意以下幾點 1 實驗結果記錄應經實驗指導教師過目簽字 2 實驗報告應用專門印制的實驗報告紙 且用鋼筆或圓珠筆書寫 字體應工整 文字 要簡煉 通順 3 報告中的結果分析及討論應針對本實驗的具體情況 防止不切實際的空談 4 實驗報告應在實驗完畢后 由課代表統一匯集交給老師 山東理工大學 機械基礎實驗中心 2007年1月 目目 錄錄 實驗一 機械零部件的認知 實驗類型 演示 1 實驗二 螺栓組聯接綜合性能測試分析 實驗類型 綜合 5 實驗三 螺栓聯接動態性能測試分析 實驗類型 綜合 11 實驗四 帶傳動 實驗類型 驗證 16 實驗五 機械傳動方案設計及性能測試分析 實驗類型 設計 22 實驗六 滑動軸承性能測試分析 實驗類型 驗證 26 實驗七 滾動軸承性能測試分析 實驗類型 驗證 33 實驗八 軸系結構組合設計分析 實驗類型 設計 37 實驗九 減速器拆裝 實驗類型 綜合 39 附錄 42 1 實驗一實驗一 機械零部件的認識機械零部件的認識 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的 1 初步了解 機械設計 課程所研究的各種常用零件的結構 類型 特點及應用 2 了解各種標準件的結構形式及相關的國家標準 3 了解各種傳動的特點及應用 4 增強對各種零部件的結構及機器的感性認識 二 實驗設備 機械零件陳列柜 圖 1 1 機械零件計陳列柜 三 實驗內容 一 螺紋聯接 螺紋聯接是利用螺紋零件工作的 主要用作緊固零件 基本要求是保證聯接強度及聯 接可靠性 同學們應了解如下內容 1 螺紋的種類 2 螺紋聯接的基本類型 3 螺紋聯接的防松 4 提高螺紋聯接強度的措施 通過參觀螺紋聯接展柜 同學應區分出 什么是普通螺紋 管螺紋 梯形螺紋和鋸 齒螺紋 能認識什么是普通螺紋 雙頭螺紋 螺釘及緊定螺釘聯接 能認識摩擦防松 與機械防松的零件 2 二 標準聯接零件 標準聯接零件一般是由專業企業按國標 GB 成批生產 供應市場的零件 這類零件 的結構形式和尺寸都已標準化 設計時可根據有關標準選用 通過實驗學生們要能區分螺 栓與螺釘 能了解各種標準化零件的結構特點 使用情況 了解各類零件有哪些標準代號 以提高學生們對標準化意識 三 鍵 花鍵及銷聯接 參觀展柜時 同學們要仔細觀察以上幾種聯接的結構 使用場合 并能分清和認識以 上各類零件 四 機械傳動 機械傳動有螺旋傳動 帶傳動 鏈傳動 齒輪傳動及蝸桿傳動等 各種傳動都有不同 的特點和使用范圍 這些傳動知識同學們在學習 機械設計 課程中都有詳細講授 在這 里主要通過實物觀察 增加同學們對各種機械傳動知識的感性認識 為今后理論學習及課 程設計打下良好基礎 五 軸系零 部件 1 軸承 軸承是現代機器中廣泛應用的部件之一 根據摩擦性質不同軸承分為滾動軸 承和滑動軸承兩大類 2 軸 軸是組成機器的主要零件之一 一切作回轉運動的傳動零件 如齒輪 蝸輪等 都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞 軸的主要功用是支承回轉零件及傳遞運動 和動力 六 彈簧 彈簧是一種彈性元件 它可以在載荷作用產生較大的彈性變形 在各類機械中應用十 分廣泛 彈簧的種類比較多 按承受的載荷不同可分為拉伸彈簧 壓縮彈簧 扭轉彈簧及 彎曲彈簧四種 按形狀不同又可分為螺旋彈簧 環形彈簧 碟形彈簧 板簧和平面盤簧等 觀看時要注意各種彈簧的結構 材料 并能與名稱對應起來 七 密封 機器在運轉過程中及氣動 液壓傳動中需要潤滑劑 氣 油潤滑 冷卻 傳力保壓等 在零件的接合面 軸的伸出端等處容易產生油 脂 水 氣等滲漏 為了防止這些滲漏 在這些地方常要采用一些密封的措施 但密封方法和類型很多 如填料密封 機械密封 O 形圈密封 迷宮式密封 離心密封 螺旋密封等 這些密封廣泛應用在泵 水輪機 閥 3 壓氣機 軸承 活塞等部件的密封中 學生們在參觀時應認清各類密封零件及應用場合 八 聯軸器 離合器 聯軸器和離合器是聯接兩軸使之一同回轉并傳遞轉矩的一種部件 前者只有在機器停 車后用拆卸方法才能把兩軸分離 后者不必用拆卸方法在機器工作時就能使兩軸分離 四 實驗步驟 1 按照機械零件陳列柜所展示的零部件順序 由淺入深 由簡單到復雜進行參觀認知 指導教師做簡要講解 2 在聽取指導教師講解的基礎上 分組 每 2 人 1 組 仔細觀察和討論各種機械零部 件的結構 類型 特點及應用范圍 五 實驗要求 課內完成實驗內容 課后進行分析比較 寫出心得體會 完成實驗報告 4 機械零部件的認知 實驗報告實驗報告 一 本次實驗包括那些內容 一 本次實驗包括那些內容 二 心得體會二 心得體會 成績 5 實驗二 螺栓組聯接綜合測試分析 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 掌握螺栓與被聯接件的受力 變形規律 并繪制相關曲線 2 作出螺栓組載荷分布圖及應力變化規律分布曲線 3 了解應變測試原理 二 實驗設備及儀器二 實驗設備及儀器 LYS A 螺栓聯接綜合實驗臺一臺 YE2536 程控靜態應變儀一臺 荷重測量儀一臺 計算機及專用軟件等實驗設備及儀器 三 實驗原理三 實驗原理 螺栓受力分析及計算 當加載桿工作時 聯接加載臂和機座的五組對稱布置的螺栓組將承受傾覆 力矩的作用 螺栓組分布幾何尺寸及受力如下圖 2 1 受傾覆力矩作用的螺栓組各螺栓受力的計算為 Fi M ri 2 ri2 Fi 螺栓受的工作拉力 M 繞接合面的傾覆力矩 M P L P 加載力 圖 2 1 螺栓組合分布圖 L 6 ri 各螺栓到接合面中心軸線 3 3 的距離 L 加載點到結合面的距離 從受力分析可知 螺栓 5 受力最大 Fmax Mmax ri 2 ri2 可取為預緊力 設 Fmax 180kg 螺栓對應的應變應為 170 螺栓應變計算 由公式 F E A 可得 F EA F 螺栓受力 E 彈性模量 E 2 1 106 kg cm2 A 螺栓截面積 殘余預緊力計算 由螺栓與被聯接件受力 變形圖可知 F0 F F F F0 F F0 總拉力 F 工作拉力 F 殘余預緊力 利用實測數據描繪螺栓受力 變形圖 本實驗將描繪螺栓 1 及被聯接件的受力變形規律曲線 螺栓 圖 2 2 螺栓受力變形圖 7 拉力 F E A 變形 lA Aa Ab l lA 被聯接件 壓力 F F0 F 變形 1 其中 為被聯接件變形變化值 為螺栓變形量 1為螺栓預緊變形量 每加載一次 在測控面板上相應的測試區內可讀取螺栓應變值 其它數據可通過計算 得到 加載若干次后 即可得到一系列測量值和計算值 螺栓及被聯接件的力及變形值 繪進相應坐標系即可得到所求 螺栓組受傾覆力矩時應力變化規律 變化規律應滿足以下關系 假定螺栓預緊力大致相等 每根螺栓的應力變化值為 i i i 測量值 i 預緊應變值 將對稱分布的兩組螺栓中的任一組 五根 的應力變化值繪成圖形即可 其中 i 的值在 實驗過程中盡量保持相等 四 實驗內容四 實驗內容 1 螺栓受力分析及計算 2 螺栓應變計算 3 殘余預緊力計算 4 利用實測數據描繪螺栓受力 變形圖 5 螺栓組受傾覆力矩時應力變化 五 實驗步驟五 實驗步驟 1 松開聯接螺栓 在控制面板上調節 1 調節電位器 使電橋平衡 輸出基本為 零 或保持 5 根螺栓的初始值接近 2 用扳手給每根螺栓預緊 預緊應變值為 120 200 左右 可在控制面板上讀 取 8 3 按列表中的負載值逐次加載 并記錄 1 5 號螺栓的應變值 4 計算相關參數并繪制圖線 5 若使用計算機處理 則打開相應界面 每一次加載后 點擊界面上的 測試 鍵后 記錄數據 6 根據實驗數據寫實驗報告 六 注意事項六 注意事項 加載力不得超過 500kg 否則傳感器將損壞 七 主要技術要求七 主要技術要求 1 加載力 500kg 2 應變片阻值 120 9 螺栓組聯接綜合測試分析螺栓組聯接綜合測試分析 實驗報告實驗報告 一 實驗目的一 實驗目的 二 實驗原理二 實驗原理 三 實驗結果三 實驗結果 1 實驗數據 C1C2C3C4C5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 2 螺栓拉力變形曲線圖 F l 成績 11 實驗三 螺栓聯接動態性能測試分析 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 了解螺栓聯接在擰緊過程中各部分的受力情況 2 計算螺栓相對剛度 并繪制螺栓聯接的受力變形圖 3 驗證受軸向工作載荷時 預緊螺栓聯接的變形規律 及對螺栓總拉力的影響 4 通過螺栓的動載實驗 改變螺栓聯接的相對剛度 觀察螺栓變應力幅值的變化 以 驗證提高螺栓聯接強度的各項措施 二 實驗設備及儀器二 實驗設備及儀器 LYS B 型螺栓聯接綜合實驗臺一臺 CS A 靜動態測量儀一臺 計算機及專用軟件等 實驗設備及儀器 三 實驗內容三 實驗內容 1 基本螺栓聯接靜動態實驗 圖 3 1 螺栓聯接綜合實驗臺 1 電動機 2 蝸桿 3 凸輪 4 蝸輪 5 下板 6 扭力插座 7 錐塞 8 拉力插座 9 彈簧 10 空心螺桿 11 千分表 12 螺母 13 剛性墊片 彈性墊片 14 八角環壓 力插座 15 八角環 16 挺桿壓力插座 17 M8 螺桿 18 挺桿 19 手輪 12 2 增加螺栓剛度的靜動態實驗 3 增加被連接件剛度的靜動態實驗 4 改用彈性墊片的靜動態實驗 四 實驗原理四 實驗原理 1 螺栓聯接實驗臺的結構與工作原理如圖 3 1 所示 1 聯接部分包括 M16 空心螺栓 大螺母 墊片組組成 空心螺栓貼有測拉力和扭矩 的兩組應變片 分別測量螺栓在擰緊時 所受預緊拉力和扭矩 空心螺栓的內孔中裝有 M8 螺栓 擰緊或松開其上的手柄桿 即可改變空心螺栓的實際受載截面積 以達到改變 聯接件剛度的目的 墊片組由剛性和彈性兩種墊片組成 2 被聯接件部分由上板 下板和八角環組成 八角環上貼有應變片 測量被聯接件受 力的大小 中部有錐形孔 插入或撥出錐塞即可改變八角環的受力 以改變被聯接件系統 的剛度 3 加載部分由蝸桿 蝸輪 挺桿和彈簧組成 挺桿上貼有應變片 用以測量所加工作 載荷的大小 蝸桿一端與電機相聯 另一端裝有手輪 啟動電機或轉動手輪使挺桿上升或 下降 以達到加載 卸載 改變工作載荷 的目的 2 靜動態測量儀的工作原理及各測點應變片的組橋方式實驗臺各被測件的應變量用 LSD A 型靜動態測量儀測量 通過標定或計算即可換算出各部分的大小 靜動態測量儀是利用金屬材料的特性 將非電量的變化轉換成電量變化的測量儀 應 變測量的轉換元件 應變片是用金屬箔片印刷腐蝕而成 用粘劑將應變片牢固的貼在被 測物件上 當被測件受到外力作用長度發生變化時 粘貼在被測件上的應變片也相應變化 應變片的電阻值也隨著發生了 R 的變化 這樣就把機械量轉換成電量 電阻值 的變化 用靈敏的電阻測量儀 電橋 測出電阻值的變化 R R 就可換算出相應的應變 并 可直接在測量儀的數碼管讀出應變值 通過 A D 板該儀器可向計算機發送被測點應變值 供計算機處理 3 配套器具 專用扭力扳手 0 200Nm 一把 量程為 0 1mm 的千分表兩個 五 實驗方法及步驟五 實驗方法及步驟 一 實驗臺及儀器預調與連接 1 實驗臺 取出八角環上兩錐塞 松開空心螺栓上的 M8 小螺桿 裝上剛性墊片 轉動 手輪 使挺桿降下 處于卸載位置 將兩塊千分表分別安裝在表架上 使表頭分別與上板面 靠外側 和螺栓頂面接觸 用以測量聯接件 螺栓 與被聯接件的變形量 手擰大螺母至恰好與墊片接觸 預緊初始 值 螺栓不應有松動的感覺 分別將兩千分表調零 2 測量儀 配套的 4 根輸出線的插頭將各點插座連接好 各測點的布置為 電機側八角 環的上方為螺栓拉力 下方為螺栓扭力 手輪側八角環的上方為八角環壓力 下方為挺桿 壓力 然后再將各測點輸出線分別接于測量儀背面 1 2 3 4 各通道的 A B C 接線端 子上 注意黃色線接 B 端子 中點 3 計算機 用配套的串口數據線接儀器背面的 9 芯插座 另一頭連接計算機上的 A D 板 13 接口 啟動計算機 按軟件使用說明書要求的步驟操作進入實驗臺靜態螺栓實驗界面后 單擊 空載調零 鍵后 對 應變測量值 框中數據清零 如串口數據線連接無誤 則該 輸入框中 會有數據顯示并跳動 4 調節靜動態測量儀 通過測量儀上的選擇開關 分別切換至各對應點 調節對應的 電阻平衡 電位器 使數碼管為 0 進行測點的電阻平衡 二 實驗方法與步驟 1 螺栓聯接的靜態實驗 1 用扭力矩扳手預緊被試螺栓 當扳手力矩為 30 40N 時 取下扳手 完成螺栓預緊 2 進入靜態螺栓界面 將附錄表中給定的標定系數由鍵盤輸入到相應的 參 數給定 框中 將千分表測量的螺栓拉變形和八角環壓變形值輸入到相應的 千分表值輸 入 框中 3 單擊 預緊測試 鍵 對預緊的數據進行采集和處理 4 用手將實驗臺上手輪逆時鐘 面對手輪 旋轉 使挺桿上升至一定高度 對螺栓軸向 加載 加載高度 16mm 高度值可通過塞入 16mm 的測量棒確定 然后將千分表測到 的變形值再次輸入到相應的 千分表值輸入 框中 5 單擊 加載測試 鍵進行軸向加載的數據采集和處理 6 單擊 實測曲線 鍵 做出螺栓聯接對受力和變形的實測綜合變形圖 7 單擊 理論曲線 鍵 做出螺栓聯接的受力和變形的理論曲線圖形 8 單擊 打印 鍵 打印實測曲線圖形和理論曲線圖形 9 完成上述操作后 靜態螺栓聯接實驗結束 單擊 返回 鍵 可返回主界面 2 螺栓聯接動態實驗 1 螺栓聯接的靜態實驗結束返回主界面后 單擊 動態螺栓 鍵進入動態螺栓實驗界面 2 重復靜態實驗方法與步驟中的 3 4 步 3 取下實驗臺右側手輪 開啟實驗臺電動機開關 單擊 動態測試 鍵 使電動機運轉 30 秒鐘左右 進行動態加載工況的采集和處理 4 單擊 測試曲線 鍵 做出工作載荷變化時螺栓拉力和八角環壓力變化實際波形圖 5 單擊 理論曲線 鍵 做出工作載荷變化時螺栓拉力和八角環壓力及工作載荷變化的理 論波形圖 6 單擊 打印 鍵 打印實測波形圖和理論波形圖 7 完成上述操作后 動態螺栓聯接實驗結束 六 注意事項六 注意事項 1 電機的接線必須正確 電機的旋轉方向為逆時鐘 面向手輪正面 2 進行動態實驗 開啟電機電源開關時必須注意把手輪卸下來 避免電機轉動時發生安 全事故 并可減少實驗臺振動和噪聲 14 螺栓聯接動態性能測試分析 實驗報告實驗報告 一 實驗目的 實驗目的 二 實驗原理二 實驗原理 三 實驗結果三 實驗結果 1 實驗數據與計算結果 螺栓 拉 螺栓 扭 八角環 壓 挺桿 壓 標定系數 標 拉 扭 環 桿 加載前應變值 加載后 加載前QpQp力 N 加載后QQ pF 加載前 1 2千分表 讀數加載后 1 2 2 繪制螺栓受力變形曲線 15 3 繪制被聯接件的受力變形圖 成績 16 實驗四實驗四 帶傳動帶傳動 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 觀察帶傳動中的彈性滑動及打滑現象 2 理解滑動曲線及效率曲線的意義 二 自帶工具二 自帶工具 紙 計算器 筆 三 實驗設備及工作原理三 實驗設備及工作原理 本實驗采用 DCS 型帶傳動試臺 它由主機 測轉矩裝置 加載裝置 測速裝置 電 測裝置等五大部分組成 其結構示意圖如圖 4 1 所示 圖 4 1 帶傳動試驗臺結構示意圖 1 直流發電機 2 從動帶輪 3 傳動帶 4 主動帶輪 5 直流電動機 6 牽引繩 7 滑輪 8 砝碼 9 拉簧 10 浮動支座 11 固定支座 12 底座 13 拉力傳感器 1 主機 由裝在底座 12 上可搖擺的直流電動機 直流發電機 主動帶輪 從動帶輪 2 傳動帶 3 以及改變帶張緊力機構的砝碼 牽引繩 6 和滑輪 組成 直流電動機 5 為原動機 直流發電機 1 作為負載 2 測轉矩裝置 電動機輸出轉矩 T1 主動輪轉矩 和發電機輸入轉矩 T2 從動輪轉矩 均采用平衡式 電機外殼 定子 的方法來測定 兩電機都為搖擺支承 定子可繞電機轉子軸線擺動 拉 力傳感器 13 用拉鉤與電機外殼 定子 懸臂相連 當主機運轉起來時 由于受轉子轉矩的 17 反作用 電動機定子將向轉子旋轉的相反方向傾倒 發電機的定子將向轉子旋轉的相同方 向傾倒 使拉鉤牽拉拉力傳感器 13 傳感器便輸出正比于 T1 T2的電信號 經過計算電 路計算就可測出作用于兩電機定子上的轉矩 其大小與主 從動輪上的轉矩 T1 T2相等 3 加載裝置 在發電機激磁線圈上并聯了 個電阻 每按一下 加載 鍵 即并聯上一個電阻 使 發電機負載逐步增加 電樞電流增大 隨之電磁轉矩也增大 由于發電機與電動機產生相 反的電磁轉矩 故此發電機的電磁力矩對電動機而言即為負載轉矩 因此每并聯一個電阻 發電機的負載轉矩就增大 從而實現了負載的改變 4 調速及測速裝置 用硅整流裝置供給電動機電樞以不同的端電壓實現無級調速 轉動操縱面板上的 電 機調速 旋鈕 見圖 4 3 即可實現無級調速 電動機無級調速范圍為 0 1800r min 兩電機轉速由光電測速裝置測出 將轉速傳感器 紅外光電傳感器 分別 安裝在帶輪背后的環形糟 本圖未表示 中 由此可獲得轉速信號 經電路處理即可得到 主 從動輪上的轉速 n1 n2 5 電測裝置 電測原理如圖 4 2 所示 圖 4 2 電測原理圖 實驗臺內附設單片機 承擔信號檢測 數據處理 信息記憶 自動顯示等功能 如微 機接口接上 機和打印機 就可自動顯示并打印輸出帶傳動的滑動曲線 T1 效率 曲線 及有關數據 2 T 四 實驗內容四 實驗內容 1 測定主 從動軸在各負載下的轉速 n1 n2繪制滑動曲線 2 測定主 從動軸在各負載下的轉矩 T1 T2計算帶傳動效率 繪制效率曲線 18 五 主要參數五 主要參數 1 帶的類型 平帶 2 帶材料 錦綸 3 帶輪直徑 21 DD 86 mm 4 帶寬 帶厚 7 bmm3 mm 5 包角 1 1800 2 1800 6 皮帶的許用應力 MPa3 7 張緊形式 懸重張緊 8 滑輪張緊力放大倍數 倍 六 實驗步驟六 實驗步驟 操作部分主要集中在實驗臺正面的面板上 面板的布置如圖 4 3 所示 圖 4 3 面板布置圖 1 開機 按 電源 開關 接通電源 然后再按 清零 鍵 等待片刻后 當實驗臺面板上主 從動輪轉速及轉矩窗口顯示零時 再順時針旋轉 調速 旋鈕 使電動機旋轉 同時觀察 主動輪轉速顯示窗口的轉速數值 將主動輪轉速調節到 1000 20范圍內 rpm 2 測量數據 當主動輪轉速穩定在 1000 20范圍內后 待穩定后 即可按 保持 健 記錄下rpm 空載時主 從動輪轉矩 及轉速 值 之后 按 加載 鍵 進行第一次加載 1 T 2 T 1 n 2 n 第一個加載指示燈亮 由于加載 主動輪轉速將下降 需再次調整電動機轉速 使其仍保 持在預定轉速 1000 20范圍內 待穩定后 按 保持 健 記錄下第一次加載時的主 rpm 從動輪轉矩 及轉速 值 重復上述加載 調速 記錄數據操作過程 當第 1 T 2 T 1 n 2 n 個加載指示燈亮時 則可測得八組數據 當第 8 次按下 加載 鍵后 主 從動輪的轉矩 及轉速顯示窗口均顯示 8888 表示實驗完畢 將實驗測得的八組數據 及轉速 值均記錄在數據表 4 1 中 根據這八組 1 T 2 T 1 n 2 n 數據便可做出帶傳動滑動曲線 及效率曲線 2 T 2 T 3 關機 按 清零 鍵除去全部載荷 再將 調速 旋鈕逆時針旋轉使電動機轉速為零 關閉 19 電源 最后除去張緊砝碼 4 可通過改變砝碼重量或改變主動輪轉速重復上述步驟 并分析張緊力或傳動轉速對帶的 傳動能力的影響 七 實驗數據的整理七 實驗數據的整理 1 滑動率 的計算 由測得的各負載下的主 從動輪轉速 計算出滑動率 由于 D1 D2 所以 1 n 2 n 100 1 21 n nn 以測得的從動輪轉矩 或圓周力 為橫坐標 滑動率 為縱坐標 繪制 2 T 2 2 2 D T F 出滑動曲線 如圖 4 4 所示 2 帶傳動效率的計算 由帶傳動效率的定義 則帶傳動的效率為 100 11 22 1 2 nT nT P P 代入轉矩 和轉速 的測量值 則可求得各負載下帶的傳動效率 1 T 2 T 1 n 2 n 以從動輪轉矩 或圓周力 為橫坐標 為縱坐標 繪制出帶傳動效率曲 2 T 2 2 2 D T F 線 如圖 4 4 所示 圖 4 4 帶傳動滑動曲線和效率曲線 八 思考題八 思考題 1 初拉力 F0不同對皮帶的承載能力有何影響 2 分析作出的滑動率曲線 說明彈性滑動 打滑與載荷的關系 3 分析作出的效率曲線 說明效率變化與載荷的關系 4 綜合分析滑動率曲線和效率曲線 說明彈性滑動 打滑與效率的關系 彈性滑動區 打 滑 區 完 全 打 滑 區 圖3 1 滑動率和效率曲線 1 2 20 帶傳動帶傳動 實驗報告實驗報告 一 實驗目的 一 實驗目的 二 實驗結果二 實驗結果 1 實驗數據記錄及處理 表 3 1 實驗結果 測定數據計算數據 轉速 rpm轉矩 mN 加載次數 1 n 2 n 1 T 2 T 滑動率 效率 空載 2 繪制帶傳動的滑動率曲線和效率曲線 10 100 9 90 8 80 7 70 6 60 5 50 4 40 3 30 2 20 1 10 0 T2 N m 21 三 思考題三 思考題 1 分析作出的滑動率曲線受哪些因素影響 如何影響 2 分析作出的效率曲線受哪些因素影響 如何影響 3 帶傳動的彈性滑動和打滑現象有何區別 他們產生的原因是什么 成績 22 實驗五實驗五 機械傳動方案設計及性能測試分析機械傳動方案設計及性能測試分析 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的 一 實驗目的 1 通過測試常見機械傳動裝置 如帶傳動 鏈傳動 齒輪傳動 蝸桿傳動等 在傳 遞運動與動力過程中的參數曲線 速度曲線 轉矩曲線 傳動比曲線 功率曲線及效率曲線 等 加深對常見機械傳動性能的認識和理解 2 通過測試由常見機械傳動組成的不同傳動系統的參數曲線 掌握機械傳動合理布 置的基本要求 3 通過實驗認識智能化機械傳動性能綜合測試實驗臺的工作原理 掌握計算機輔助 實驗的新方法 培養進行設計性實驗與創新性實驗的能力 二 實驗設備簡介 二 實驗設備簡介 本實驗在 機械傳動性能綜合測試實驗臺 上進行 本實驗臺采用模塊化結構 由不 同種類的機械傳動裝置 聯軸器 變頻電機 加載裝置和工控機等模塊組成 學生可以根 據選擇或設計的實驗類型 方案和內容 自己動手進行傳動連接 安裝調試和測試 進行 設計性實驗 綜合性實驗或創新性實驗 機械傳動性能綜合測試實驗臺的工作原理如圖 5 1 所示 圖 5 1 實驗臺的工作原理 三 實驗原理 三 實驗原理 運用 機械傳動性能綜合測試實驗臺 能完成多類實驗項目 教師可根據專業特點和 實驗教學改革需要指定 也可以讓學生自主選擇或設計實驗類型與實驗內容 實驗利用實驗臺的自動控制測試技術 能自動測試出機械傳動的性能參數 如轉速 n r min 扭矩 M N m 功率 N K w 并按照以下關系自動繪制參數曲線 傳動比 I n1 n2 扭矩 T 9550 N n N m 傳動效率 P2 P1 T1 n2 T2 n1 23 根據參數曲線可以對被測機械傳動裝置或傳動系統的傳動性能進行分析 四 實驗步驟 四 實驗步驟 參考圖 5 2 所示實驗步驟 用鼠標和鍵盤進行實驗操作 圖 5 2 實驗步驟 五 注意事項五 注意事項 1 堅持安全第一的原則 裝配機械零部件時一定要戴棉紗手套 開機運行前要仔細檢 查各部件安裝是否到位 聯接螺栓是否擰緊 開機后 不要太靠近運動零件 2 專人負責啟動關閉按鈕 遇緊急情況立即按下關閉按鈕 3 用可調電源加載時 要循序漸進 不要加載過猛 過大 4 為安全起見 鏈輪鏈條傳動只能用于低速端 24 機械傳動方案設計及性能測試分析機械傳動方案設計及性能測試分析 實驗報告報告 一 繪出所實際的傳動方案圖 一 繪出所實際的傳動方案圖 二 實驗結果二 實驗結果 1 實驗結果 傳動比 i扭矩 T1扭矩 T2效率 2 傳動效率曲線圖 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 載荷 25 3 分析傳動效率與載荷的關系 成績 26 實驗六實驗六 滑動軸承滑動軸承性能測試分析性能測試分析 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 觀察徑向滑動軸承液體動壓潤滑油膜的形成過程和現象 2 觀察載荷和轉速改變時油膜壓力的變化情況 3 觀察徑向滑動軸承油膜的軸向壓力分布情況 4 測定和繪制徑向滑動軸承徑向油膜壓力曲線 求軸承的承載能力 5 了解徑向滑動軸承的摩擦系數 f 的測量方法和摩擦特性曲線 的繪制方法 二 實驗設備二 實驗設備 1 試驗臺的構造 2 軸與軸瓦間的油膜壓力測量裝置 軸的材料為 45 號鋼 經表現淬火 磨光 由滾動軸承支承在箱體 10 3 主要技術參數 試驗軸瓦 內徑 d 70mm 長度 B 125mm 粗糙度 舊標準 材料 ZQSn6 6 1 7 6 3 加載范圍 0 1000N 0 100kg 負載傳感器精度 0 01 量程 0 10mm 壓力傳感器精度 2 5 量程 0 0 6MPa 1 直流電動機 2 三角帶 3 負載傳感器 4 螺旋加載桿 5 彈簧片 6 摩擦力傳感器 7 壓力傳感器 徑向 7 只 軸向一只 8 主軸瓦 9 主軸 10 主軸箱 圖 6 1 滑動軸承實驗臺結構簡圖 27 測力桿上測力點與軸承中心距離 L 120mm 測力計標定值 K 0 098N 電機功率 355W 調速范圍 3 500rpm 試驗臺重量 52kg 三 注意事項三 注意事項 l 使用的機油必須通過過濾才能使用 使用過程中嚴禁灰塵及金屬屑混入油內 2 由于主軸和軸瓦加工精度高 配合間隙小 潤滑油進入車和軸瓦間隙后 不易流失 在做摩擦系數測定時 負載傳感器的壓力不易回零 為了使表迅速回零 需人為把軸瓦抬 起 使油流出 3 所加負載不允許超過 1200N 即 120kg 以免損壞負載傳感器元件 4 機油牌號的選擇可根據具體環境溫度 在 20 40 內選擇 5 為防止主軸瓦在無油膜運行時燒壞 在面板上裝有油膜指示燈 正常工作時指示燈 熄滅 四 實驗方法與步驟四 實驗方法與步驟 l 準備工作 在彈簧片 5 的端部安裝摩擦力傳感器 6 使其觸頭具 有一定的壓力值 見圖 6 1 2 測取繪制徑向油膜壓力分布曲線與承載曲線圖 1 啟動電機 將軸的轉速調整到一定值 可取 200r min 左右 注意觀察從軸開始運轉至 200r min 時 燈泡亮度的變化情況 待燈泡完全熄滅 此時已處于完 全液體潤滑狀態 2 用加載裝置分幾次加載 但且莫加載超過 1000N 即 100kg 3 待各壓力傳感器的壓力值穩定后 由左至右依次 記錄各壓力傳感器的壓力值 4 卸載 關機 5 數據處理 根據測出的各壓力傳感器的壓力值按一定比例繪制出油壓分布曲線 如圖 2 的上圖所 示 此圖的具體畫法是 沿著圓周表面從左到右畫出角度分別為 30o 50o 70o 90 o 110 o 130 o 150 o分別得出油孔點 l 2 3 4 5 6 7 的位置 通過這些點與圓心 O 連線 在各連線的延長線上 將壓力傳感器 比例 0 1MP 5mm 測出的壓力值畫出壓力線 l 圖 6 2 油壓分布曲線 上圖 油膜承載曲線 下圖 28 l 2 2 3 3 7 7 將 1 2 7 各點連成光滑曲線 此曲線就是所測軸承的一 個徑向截面的油膜徑向壓力分布曲線 為了確定軸承的承載量 用Pi 表示向量 1 1 2 2 7 7 的壓力值 在圖 2 的下 圖中 在投影直徑 0 8 上先畫出軸承表面上油孔位置的投影點 1 2 7 然后通過 這些點畫出上述相應的各點壓力Pi 即 1 2 7 等點 其長度 1 1 l l 2 2 2 2 等等 將各點平滑連接起來 所形成的曲線即為在載荷方向的壓力分 布 在投影直徑 0 8 上做一個矩形 采用方格紙 使其面積與曲線所包圍的面積相等 那么 矩形的邊長 P平均乘以軸瓦寬度 B 再乘以軸的直徑 d 便是該軸承油膜的承載量 但必 須考慮端部泄漏造成的壓力損失 故最后的油膜承載量為 q P平均 B d 式中 P平均 徑向單位平均壓力 B 軸瓦寬度 125mm d 軸的直徑 70mm 湍泄系數 取 0 7 3 測量摩擦系數 f 與繪制摩擦特性曲線 徑向滑動軸承的摩擦系數 f 隨軸承的特性系數 值的改變而改變 f 曲線圖 p n 如圖 6 3 所示 油的動力粘度 n 軸的轉速 p 壓力 p W 軸上的載荷 Bd W W 軸瓦自重 外加載荷 本機軸瓦自重為 40N B 軸瓦的寬度 d 軸的直徑 本實驗臺 B 125mm d 70mm 圖 6 3 f 曲線圖 在邊界摩擦時 f 隨 的增大而變化很小 進入混合摩擦后 的改變引起 f 的急劇 變化 在剛形成液體摩擦時 f 達到最小值 此后 隨 的增大油膜厚度亦隨之增大 因而 f 亦有所增大 29 1 啟動電機 逐漸使電機升速 在轉速達到 250 300r m 時 旋動螺桿 逐漸加載 到 700N 70kg 穩定轉速后減速 2 依次記錄轉速 250 300r m 負載為 70kg 時的摩擦力 3 卸載 減速 停機 4 數據處理 根據記錄的轉速和摩擦力的值計算整理 f 與值 按一定比例繪制摩擦特性曲線如 p n 圖 6 3 所示 30 滑動軸承性能測試分析滑動軸承性能測試分析 實驗報告實驗報告 一 實驗目的一 實驗目的 二 實驗機工作原理二 實驗機工作原理 三 實驗數據及處理結果三 實驗數據及處理結果 1 實驗數據 轉速 r min載荷 kgf n p 350 300 250 200 150 100 30 10 20 30 40 50 60 70 80 300 90 油膜壓力 轉速 300r min 載荷 90kg 壓力表號1234567 壓力 31 2 數據處理 1 繪制摩擦系數與摩擦特性曲線 2 油膜壓力分布曲線 3 承載曲線 32 四 實驗結果分析四 實驗結果分析 1 哪些因素影響液體動壓軸承的承載能力及其油膜的形成 2 當轉速增加或載荷增大時 油壓分布曲線的變化如何 3 為什么摩擦系數會隨轉速的改變而改變 成績 33 實驗七實驗七 滾動軸承性能測試分析滾動軸承性能測試分析 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 讓學生了解在總軸向和徑向載荷作用下 滾動軸承徑向載荷分布及變化情況 特別 是軸向載荷對滾動軸承徑向載荷分布的影響 2 通過測試并計算滾動軸承組內部軸向載荷 軸向載荷和總軸向載荷 使學生了解滾 動軸承組合設計計算方法 二 實驗內容二 實驗內容 1 滾動軸承徑向載荷分布及變化實驗 測試在軸向和徑向載荷作用下 滾動軸承徑向 載荷分布及變化情況 并作出載荷分布曲線 2 滾動軸承組合設計實驗 測試滾動軸承組內部軸向載荷和總軸向載荷 并進行滾動 軸承組合設計計算 三 實驗設備 三 實驗設備 JGDS I 型滾動軸承組合實驗臺 型滾動軸承組合實驗臺 圖 7 1 JGDS I 型滾動軸承組合實驗臺 1 安裝底板 2 軸向傳感器支座 3 小手輪 4 受力端蓋 5 測力環 6 左軸承座 7 軸承試件 向心軸承 6319 或圓錐滾子軸承 30319 8 軸套 9 轉動軸 10 大手輪 11 稱 重傳感器 12 受力支架 13 直線導軌 14 直線軸承 15 外載荷施力支架 34 由上圖可知本實驗臺主要由安裝平板 左右對稱的軸向受力裝置 試件向心軸承組件 載荷施力裝置 轉動軸等部件組成 整個裝置安裝在開有 T 型槽的鑄鐵平板上 當轉動軸 受到外載荷時 兩端的滾動軸承下半部外圈同時受力產生變形 外圈將力傳到測力環 測 力環被等分為 16 份 本等份測力環每一小片上貼有靈敏度極高的應變片 旋轉大手輪徑向 施力時 在滾動軸承的下半部因受載變形 將所有受載變形采集到控制箱經計算機處理得 到滾動軸承的受載變形圖 圖 7 2 滾動軸承的受載變形圖 注意 1 滾動軸承徑向載荷傳感器 精度等級 0 05 量程 5000N 1 個 臺 2 軸向載荷傳感器 量程 5000N 2 個 臺 四 實驗原理四 實驗原理 1 左 右滾動軸承座可軸向移動 各裝有軸向載荷傳感器 可通過電腦或數顯測試并 計算單個滾動軸承軸向載荷與總軸向載荷的關系 2 左 右滾動軸承各裝有 16 個徑向載荷傳感器 可通過計算機或數顯測繪滾動軸承 在軸向 徑向載荷作用下軸承徑向載荷分布變化情況 3 通過電腦直接測量滾子對外圈的壓力及變化情況 繪制滾動體受載荷變化曲線 關 鍵特點 五 實驗要求五 實驗要求 1 每 2 3 人一組 每人一份實驗報告 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16 15 14 13 12 11 35 2 實驗前選定好滾動軸承綜合性能測試分析實驗方案 寫出預習報告 3 實驗后 拆卸零部件 整理實驗臺 物還原位 36 滾動軸承性能測試分析滾動軸承性能測試分析 實驗報告實驗報告 一 實驗原理一 實驗原理 二 實驗數據二 實驗數據 傳感器F1F2F3F4F5F6F7F8 讀數 傳感器F9F10F11F12F13F14F15F16 讀數 三 繪制徑向載荷分布曲線 三 繪制徑向載荷分布曲線 四 分析滾動軸承的承載性能 四 分析滾動軸承的承載性能 成績 37 實驗八實驗八 軸系結構組合設計分析軸系結構組合設計分析 實驗指導書實驗指導書 一 一 實驗目的實驗目的 1 從最簡單鍵聯接出發 通過圖形表達 尺寸標注 尺寸測量 安裝分析等環節出 發 為學生建立起清晰的機械安裝概念 進行共線軸系 平行軸系的安裝 2 建立起同軸度 平行度 誤差等多種安裝概念 在動態運轉中體驗安裝精度對系 統的影響 進行安裝精度的調節 3 獲得系統的綜合精度相關的分析能力 在帶傳動 鏈傳動 齒輪傳動的安裝運轉 過程中 體會不同傳動類型間的性能差異 4 通過對機械系統的效率分析與對比 達到對系統總體評判能力的鍛煉 5 在系統實驗過程中 體會長度測量 尺規 角度測量 工業量具 水平儀 轉速 表 電流測量 功率測量等工業測量工具的使用與測量 達到實際動手能力的提高與鍛煉 二 二 實驗設備實驗設備 JCY C 創意組合機械系統搭接綜合實驗臺 主要配件 96 件 序號零件數量序號零件數量 1錐齒輪42圓柱齒輪24 3鏈輪64鏈條拉力器1 5帶輪66帶輪槽規3 7帶型規28小滾動軸承座16 9軸1210大滾動軸承座4 11聯軸器 812不合格傳動件6 13曲柄及連桿 4 測量儀器有 序 號 名稱規格數 量 序 號 名稱規格數 量 1游標卡尺0 150mm12外徑千分尺0 25mm 1 3組合角尺 0 102mm14塞尺0 0381 0 635mm1 5水平儀 90mm 16多用水平儀230mm1 7數字轉速表 1000 99999rpm18帶張力測量儀1 9交流大電機 YY7114 110外徑千分尺 0 25mm1 三 三 實驗內容實驗內容 1 根據設備零部件設計軸系傳動系統 2 實際搭接完成設計機械系統 3 利用測量工具測試系統運動參數 四 四 思考題思考題 1 找出傳動系統的最佳組合方式 并依靠實驗數據給出證明 2 討論并確定出綜合噪聲評定傳動系統噪聲的方案 3 如何綜合評價傳動系統的優劣 給出一個加權的評價指標體系 38 軸系結構組合設計分析軸系結構組合設計分析 實驗報告實驗報告 一 實驗目的一 實驗目的 二 實驗內容二 實驗內容 三 繪出設計方案原理圖三 繪出設計方案原理圖 四 特性分析四 特性分析 從結構 噪聲 傳動性能等方面進行分析 成績 39 實驗九實驗九 減速器拆裝減速器拆裝 實驗指導書實驗指導書 一 實驗目的一 實驗目的 1 了解各種類型減速器的用途及特點 熟悉減速器結構 2 了解減速器箱體