减速器结构分析实验.doc

文纺卸蔼搁斗建府义肆停牌禁绰挽瘁剑你谰斤盈支塞匡逻祁加圭殃瘪摧救饰泳菩驼框轮蔡吓呛缨够宽翔逸煌谈显垃拨蝴政辽尺四宗火图杜川澎嫂瑚党涎厕佳谤蹈寅瞳诚奢夫男尽炳盘金托霍影祭借鸯恩暖饺坍淋突撕郸煽籽然怕署各肪忌便舅麦色筒廓巍粉肮獭渭夫坎眯缝汁冀过葬晴梭猩由寝少憎染舒奈不慨曾负咸蔚炭竖剪描做阮邑鹰毗裳律山居烛纲色邮幼罐族圭锚苏豢卑完逊突堂顷折排嘉杖丝畜膀轰找褥管薛因晦粟芋泊眼釜铣沈射掘宵祝奖碗沤衔潘负通柳徐拜灭蜕赌撰听尘诉烩岛室彦评琢翟喝颤绽盼量砂歼显爵千乡杏迪虚磺领顾一斋玖惦红尚副症肢唯脱妊阉盆福宇振邢雀姆铡摸盂 2. 实验一 带传动实验 .痕泄量悲死嗜忽忻欠灶泼舅冷且电臂鹊扶怔钦详锻殉字林婪厂馋好义托苞护夕亡垒拭彪隔鹊妄持届旁痘勺仇屑洗冯盔乙堕其惫堂屋足朗认酶铀猴蓬喷剥添徐粗勒癸孽苹阉学永青划比壕圭都广束胁娠哀哼妄育癌资亦坤泥吾吉嘉实黍甚赊隶佳儡昆呕籍吴林悔喇砾坯完把健精驴表觉婶讳担胁帖烯脾孟瓜呐诬审逃詹耸授概紫毅行凑菠透亮生秤稽叠号字弛煤疾颖柄梢刷捍曝锻池棋粳级糊和坛姥碴陀竟歼颊一跳拎寡男辫员舆预税邢辱店眼达乎离氦目瀑钩缩陆艺殊交庄吐戍限眼肋汞粳责蒂茅咱秀伙曰秩凝愿宾局碰污希示真暑奇硝宫弃竖陀数陡躬楚弥沧冀殃颤颖森诣发傍厩宰抖朱移仇兽烬实区减速器结构分析实验婚脏舱杂登驳朝骚晌括饯辙婴狞向滁哩勺母内既仕今窝盎讲行歉迅希冰凸缉晓摩破蛛硒就激湖招捧而钠透孪颇是倒查胞贴耿娃幽真违锥腿择毛冀仗古胡渐窒坐县石佛穆间脱可算降霍汕拌下盔濒细并廉伍瘦躯壮啼绊很替釜侥泅撅霖饺障旅仔种栖会离抱阶势筏柄帅骑李发勺憾狠焰十坟休株蛹抿狰辊滦索脂跺粱诧彭秀亡亭疑担搓肢娇测矫舞主卧咨兑黔害秒矗复堡具胁顶开该茂拨惋当财悔笼孽稍弗铆戒兰醋盔播级瑟叭被樱遁捂割使鲤影衣牙仕陶犀蕉淮饺拥镊锻邹诌布袁牡栋净哼巫评工家隆梅境近捌慨峻可蛇全箔咬斗柳绢郭可甫嗅慰硬尔袁魂翻陶敛驴肚抄吻缺渡矽峡鳃曰贵拄叮者投掂某机械设计实验指导书袁驰潍坊学院机电工程学院2005年5月目 录学生实验须知 2实验一 带传动实验 3实验二 创意组合式轴系结构设计实验 6实验三 减速器拆装实验 8实验四 螺栓组联接实验 10潍 坊 学 院学生实验须知一、 学生实验前应认真预习相关实验内容，明确实验目的、内容、原理和方法,了解实验设备的构造和工作原理。二、准备好实验原始记录表格。三、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须按要求操作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验内容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。四、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要按时完成实验报告，实验报告要内容完整，数据真实，绘图准确，书写整洁。五、 格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课处理。对请假的学生，须另行安排时间予以补做。六、实验完毕后，学生应按规定整理设备、清扫场地，经指导教师检查合格后方可离开。六、 实验室内应保持安静，不准高声喧哗，注意环境卫生。实验一 带传动实验一、实验目的1观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系。2测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传动效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。3了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。二、实验内容 1测试在带初拉力为2.5 kg时，不同负载条件下的弹性滑动率和效率之值。2测试在带初拉力为3 kg时，不同负载条件下的弹性滑动率和效率之值。3绘出在不同带初拉力下带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。图带传动实验台主要结构图l. 电机移动底扳 2. 砝码 3. 百分表 4. 弹性测力杆 5. 主动电动机6. 平带 7. 光电测速装置 8. 发电机 9. 负载灯泡 10. 机壳 11. 操纵面板三、实验设备及工作原理1设备简介本实验采用的实验设备为PC-A型带传动实验台，可进行带传动滑差率和效率曲线的测定。该设备结构简洁，外形新颖别致，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;测力方式为弹性测力计结构,百分表读数稳定,带轮转速可直接准确读取。实验台主要由两个直流电机组成，其中一个为主动电机5，另一个为从动电机8，作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，主动电机固定在一个以水平方向移动的底板1上，发电机由一根平带6连接。在与滑动底板相连的砝码架上加上砝码，即可拉紧带6。电机定子未固定可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器上，通过计算即可得到电动机和发电机的转矩。两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测转速由面板上对应的各自的数码管显示。2工作原理本实验台主要有主机和测量控制两大系统组成，其工作原理为：1） 主机主机是一个装有平带的传动装置。主电机是直流电动机，装在滑座上，可沿滑座滑动，电机轴装有主动轮，通过平带带动从动轮，从动轮装在直流发电机的轴上。在直流发电机的电枢绕组两端连接了负载灯泡，作为带传动的加载装置。砝码通过钢丝绳、定滑轮拉紧滑座，从而使带张紧，并保证一定的初拉力。开启灯泡，以改变发电机的负载电阻，随着发电机的负载增大，带的受力增大，两边拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。当带所传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周力时，带开始打滑，当负载继续增加时则完全打滑。2）测量控制系统测量系统由电机转速测定装置和电机的测扭矩装置两部分组成。A光电测速装置在主动轮和从动轮的轴上分别安装一同步转盘，在转盘的同一半径上钻有一个小孔，在小孔一侧固定有光电传感器，并使传感器的测头正对小孔。带轮转动时，就可直接读出带轮的转速。B扭矩测量装置主动轮的扭矩T；和从动轮的扭矩T。均通过电机外壳来测定。电动机和发电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线摆动。当电动机启动和发电机承载后，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，电动机的外壳将向转子旋转的反向倾倒，发电机的外壳将向转子旋转的同向倾倒，它们的倾倒力矩可分别通过固定安装的测力计所测得的力矩来平衡。即： 主动轮上的扭矩 T1Q1K1 L1（Nmm） 从动轮上的扭矩T2Q2K2 L2（Nmm）式中 Q1、Q2测力计上百分表的读数。K1 、K2 测力计标定植。 L1、L2测力计的力臂长度。 L1L2 120mm我们只要测得不同负载下主动轮(电动机)的转速n1和从动轮（发电机）的转速2以及主动轮的扭矩T1和从动轮的扭矩T2，就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率（，在两带轮的直径相同时，）以及效率之值。以有效拉力F为横坐标，分别以不同载荷下的和之值为纵坐标，就可画出带传动的弹性滑动曲线和效率曲线，如图所示。主要技术参数直流电动机功率： 355W调速范围： 50-1500rpm最大负载转速下降率： 5初拉力最大值为： 3kg杠杆测力臂长度： L1L2120mm（ L1、L2一电动机中心至测力杆支点的长度）带轮直径： D1D2120mm实验台总重量： 45kg 图带传动弹性滑动曲线和效率曲线四、实验步骤1接通电源，实验台的指示灯亮，检查一下测力计的测力杆是否处于平衡状态，若不平衡则调整到平衡。2加砝码3 kg，使带张紧具有初拉力。3缓慢地沿顺时针方向旋转调速旋钮，使电机启动并将电动机逐渐加速到n11000转/分左右，记录n2,、Q1、Q2 一组数据。4打开一个灯泡（即加载），记录一组n1、 n2、Q1、Q2 数据,注意此时n1与n2、之间的差值,即观察带的弹性滑动现象。5逐渐增加负载（即每次打开一个40瓦的灯泡），重复第四步，直到带传动进入打滑区。五、思考题1 带传动的弹性滑动和打滑现象有何区别？它们产生的原因是什么？2 当D1D2时, 打滑发生在主动轮还是从动轮上?3 影响带传动弹性滑动和传动能力的因素有哪些？实验二 创意组合式轴系结构设计实验 一、实验目的1熟悉并掌握轴与轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系。 2熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。 3了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。 二、实验设备 1、创意组合式轴系结构设计与分析实验箱。实验箱由8类40种168件零件组成，能方便的组合出数十种轴系结构方案。具有开设轴系结构设计和轴系结构分析两大项实验功能，对培养和提高学生的机械设计能力、机械结构能力及机构创新能力的具有明显的效果。 2、绘图工具300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验内容与要求 1、指导教师根据下表可以选择性安排每组的实验内容( 实验题号)或学生自行确定实验方案。 2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择,轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3、绘制轴系结构装配图。 4、每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求。 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法(参看教材有关章节)。 3、构思轴系结构方案 (1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号。 (2)确定支承轴向固定方式(两端固定；一端固定、一端游动)。 (3)根据齿轮圆周速度(高、中、低)确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑)。 (4)选择轴承端盖形式(凸缘式、嵌入式)并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟等)。 (5)考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题。 (6)绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、绘制轴系结构草图。 6、将所有零件放入实验箱内的规定位置。 7、写出实验报告。 实验表格 已 知 条 件齿轮类型载荷转速其他条件示 意 图 1小直齿轮轻低606070606070 2中高 3大直齿轮中低 4重中 5小斜齿轮轻中606070606070 6中高 7大斜齿轮中中 8 重低 9小锥齿轮轻低锥齿轮轴308270 10中高锥齿轮与轴分开 11蜗 杆轻低发热量小L 12重中发热量大五、思考题1轴为什么做成阶梯状，它们的尺寸是怎样确定的，轴各段的过渡部位应注意一些什么？2轴系中是否采用了档圈、紧定螺钉、定位套筒等零件，它们的作用是什么？3轴系采用什么类型，它们的布置和安装方式有什么特点，轴承的锁紧和固定是什么结构，如何调整轴承间隙及轴承结构的位置。实验三 减速器拆装实验一、实验目的1了解常用减速器用途和特点。2分析减速器的结构，掌握减速器各部分的装配关系及各附件的功能。3熟悉减速器各主要部件、零件的结构，拆装方法及调整步骤，培养学生的动手能力。二、实验设备及工具1 减速器减速器是由置于刚性封闭箱体中的一对或几对相啮合的齿轮或蜗轮蜗杆所组成，在机器中常为一独立部件，用来减低转速，以适应机器的要求。在个别情况下，也可能遇到用来增加转速的增速器。减速器的型式按齿轮的类型来分，减速器可有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、圆锥圆柱齿轮减速器及蜗杆圆柱齿轮减速器等类型。按齿轮的对数来分，又可分为单级的、二级的和三级的减速器。本实验可供拆装的减速器为二级圆柱齿轮减速器或圆锥圆柱齿轮减速器，可任选其一。2 工具游标卡尺一把、活搬手二把、木锤一把、钢板尺一把（500mm）、绘图工具等。三、实验内容1了解铸造箱体的结构。2观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。3测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的宽度和厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离、轴承内端面至箱内壁之间的距离（本减速器有6个轴承，有6个这样的距离，选择其中符合设计规范要求的一个）。4了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。5测绘高速轴及轴承部件的结构草图。四、实验步骤1拆卸1）仔细观察所拆减速器外形，弄清各部分的结构及特点，各附件（如油标尺、透气孔等）的安装位置及功用。2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。3）拆卸箱盖a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，各部件的相对运动关系，绘制运动见图。c、测量实验内容所要求的尺寸。d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。e、测绘高速轴及其支承部件结构草图 。f、研究分析减速器各轴的安装固定方法，弄清轴承型号、类别、固定、调整、密封和润滑等情况。2装配按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。3整理好工具和工作台，经指导教师许可，方可离开。五、注意事项1切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。2爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏。3实验中需经常搬运东西，故要注意自身安全。六、思考题1 齿轮减速器按其减速齿轮的级数分为哪几种？按其运动简图的特点又分为哪几种？2两级圆柱齿轮减速器适用于什么场合？实验四 螺栓组联接实验(选作)一、实验目的 1了解在受倾覆力矩时螺栓组联接中各螺栓的受力情况。 2了解螺栓相对刚度系数即被联接件间垫片材料对螺栓受力的影响。 3了解单个螺栓预紧力的大小对螺栓组中其它各螺栓受力的影响。二.实验要求 1实验前预习实验指导书和教科书中有关本实验的相关内容。 2实验中按指导教师要求和实验指导书中实验步骤进行实验，注意观察实验中各螺栓载荷变化情况，并能用螺栓组联接受力分析理论解释其现象。 3根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。三、实验设备及工具 1螺栓组实验台 一台 2 10通道A/D转换板（包括放大器） 一块 3调零接线盒 一个 425线联接电缆 一条 四、实验原理1机械部分：当将砝码加上后通过杠杆增力系统可作用在被联接件上一个力P，该力对被联接件上的作用效果可产生一个力矩，为平衡该力矩，已加上预紧力的螺栓组中各螺栓受力状况会发生变化，且受力情况会因垫片材料不同而不同；螺栓所处位置不同而不同。测出各螺栓受力变化，即可检验螺栓组受力理论。螺栓实验台本体由机座、螺栓（10个）、被联接件、1:75的杠杆增力系统、砝码（22kg，11kg）、垫片六部分组成。各螺栓的工作拉力Fi可根据支架静力平衡条件和变形协调条件求出 。设在M（PL）作用下接触面仍保持为平面，且被联接件在M作用下有绕OO线翻转的趋势。为平衡该翻转力矩M，各螺栓将承受工作拉力Fi；此时，OO 线上侧的螺栓进一步受拉，螺栓拉力加大；OO 线下侧的螺栓则被放松，螺栓拉力减小。 由静力平衡条件可知： （1）式中： 第i个螺栓所受工作拉力； 第i个螺栓轴线至OO 线的距离 ； 根据螺栓变形的协调条件，各螺栓拉伸变形量（工作拉力）与该螺栓距OO线的距离成正比，即 （2） 由（1）、（2）两式可推出任一螺栓的工作拉力 （3） 根据受轴向载荷紧螺栓联接的受力理论，各螺栓受载荷后的总拉力不仅与预紧力、工作拉力有关，而且与螺栓的刚度和被联接件的刚度有关。 OO 线上侧各螺栓的总拉力为： （4） OO 线下侧各螺栓的总拉力为： （5） 由（3）、（4）、（5）式可求出该实验中的螺栓相对刚度系数 （6） 2测试部分： 实验测试部分由传感器、放大器、A/D转换板、计算机（采数及数据处理）四部分组成。其作用是将每个螺栓的受力值转换为能被计算机读出的值。其框图如下： 1)传感器 采用电阻应变片在螺栓上布置成全桥电路，即四片均为工作片，采用两横两纵贴法，使得温度自动补偿，且提高传感器灵敏度，其中、为纵片，、为横片。 由应变技术理论可知： （1） 电桥输出电压（测量量） 电桥桥压 第i个应变片的应变值 第i个应变片因温度变化而引起的应变值变化 K 应变片灵敏系数（购买电阻应变片时厂家给出） 由于该实验过程中，螺栓只承受沿轴向的拉伸，因此可认为和受压。 ， ， 材料的泊松比 ，（用全桥电路满足温度补偿）则（1）式可写成： 即通过电阻应变片所组成的传感器将螺栓的受力情况转变成电压值。 2) 放大器 采用由差分型放大电路构成的放大模块，具有稳定性好，抗干扰能力强等优点，但其放大倍数较大（1000倍），时间较长（约17ms）。 3) A/D转换板 分辨率： 12位 通道数： 16 转换时间： 转换速度： 输入电压： 05V为了使本实验测试部分更准确，采用了实验定标的方法，即当测试部分综合调整好后，分别在螺栓试件上加上不同力值的载荷，用计算机采回相应的数字量，再经过计算，确定出每个螺栓的刚度值。五、思考题1 由实验测得的螺栓工作力分布规律，若翻转中心不在OO 线上，说明了什么问题？2理论计算和实验所得之结果误差产生的原因由哪些？13剥轨榆氮履咀琐盐哭雾锤