仪器仪表机械结构设计与制造实验指导书.doc

仪器仪表机械结构设计与制造实 验 指 导 书杨超 编华东交通大学机电工程学院测控技术与仪器教研室2004年10月实验一 螺旋拉伸压缩弹簧特性实验一、实验目的1 掌握测定拉伸、压缩弹簧特性的方法；2 验证所测弹簧特性实际值与理论公式计算值的一致性；3 巩固和加深理解螺旋弹簧拉伸、压缩特性的概念。二、实验仪器 本实验所用仪器为双数显TCS-P200拉压弹簧实验机。 实验机测试范围：0200N 行程：170mm 力值分辨率：0.01N 位移分辨率：0.01mm 加载方式：手动加载 力值精度：0.5示值 实验机由上压盘、下压盘、力传感器、光栅尺、加力手柄、升降手轮、微处理器、键盘和数显装置等部分组成。 上压盘的移动是靠加力手柄或者升降转动手轮产生的，位移靠光栅尺进行测量，其结果送到微处理器中；当下压盘受力后，其下面的传感器将结果送到微处理器中；然后将弹簧的负荷和变形量显示在数显窗口中，也可用微型打印机打印出来。三、实验步骤 1根据实验弹簧的自由长度，将上压盘调整到适当的位置（对于压缩弹簧，使上压盘略高于被测弹簧；对于拉伸弹簧，使上下挂钩的间距略小于被测弹簧两钩环距离，使拉簧很容易装于挂钩上），然后放置好弹簧；2开始加载，当上压盘刚接触被测压簧时（或者两挂钩刚刚接触被测拉簧的两钩环时），也即载荷显示窗口开始显示载荷时，调整位移显示窗口，使其位移置“0”，压“位移置0”键；3连续加载，给出不同的载荷值，记下相应的位移量（测两次，取其平均值），算出实际变形量；4根据弹簧特性公式算出不同载荷值时的理论变形值。（）四、数据记录测量出弹簧的参数，计算出刚度值，填入下表：弹 簧 参 数拉 伸 弹 簧压 缩 弹 簧弹簧外径D(mm)弹簧中径D2(mm)钢丝直径d(mm)工作圈数n总圈数n1自由高度h0(mm)旋绕比C刚度F (N/mm)弹簧类型：压缩弹簧序号外加载荷,N第一次弹簧变形量,mm第二次弹簧变形量,mm两次实测平均值,mm理论计算变形量,mm实际值与理论值之差,mm1234567891011121314151617181920弹簧类型：拉伸弹簧序号外加载荷,N第一次弹簧变形量,mm第二次弹簧变形量,mm两次实测平均值,mm理论计算变形量,mm实际值与理论值之差,mm1234567891011121314151617181920五、根据实际变形值与理论变形值分别画出特性图六、比较分析影响两种特性图不完全一致的因素实验二 传动、支承、联轴器、离合器一、预习 1曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构； 2摩擦轮传动的工作原理； 3传动带的工作原理； 4传动带的类型； 5同步齿型带传动； 6齿轮传动； 7螺旋传动的型式； 8联轴器的类型及其用途； 9支承的分类及其基本要求； 10离合器的类型； 11常用滚动轴承的类型、性能和应用；12弹性摩擦支承的类型。二、目的和要求 1熟悉仪器仪表中常用的传动机构及其特点和典型应用； 2了解滚动螺旋传动的工作原理； 3了解支承、联轴器、离合器的典型结构、特点和应用。三、实验内容 1观察连杆机构、凸轮机构的示教模型； 2观察摩擦无级变速器的示教模型； 3观察皮带传动的模型、指出皮带张紧的方法； 4观察直齿圆柱齿轮、涡杆传动、螺旋齿轮传动等； 5分析测量显微镜中纵向导轨的螺旋传动； 6观察外循环滚珠螺旋副的结构； 7观察盘销、十字型联轴器；8观察压嵌式、单转向离合器；9观察圆柱支承、圆锥支承的典型结构及其应用；10观察标准滚动轴承的结构。四、实验报告 1分析指出压力表、齿轮杠杆比较仪中各使用何种连杆机构？ 2指出电子电位差计中，齿轮与轴的联接采用了哪些联接方法？ 3简化齿轮啮合的优缺点？实验三 百分表结构分析一、实验目的： 1了解百分表的结构及工作原理； 2熟悉所学的齿轮、导轨、弹性元件、联接和示值装置等零件在百分表中具体应用及其结构形式，增强感性认识； 3学习仪表拆装技能及工具使用方法。二、百分表的工作原理 钟表式百分表是将测量杆的微小直线位移通过齿条、齿轮和齿轮的传动放大变为指针的角位移，从而在刻度盘上指示出相应的示值。三、实验步骤 1从观察百分表的外观入手，了解百分表的使用方法，记下指针的初始位置； 2结合实物分析本指导书的拆装顺序，在头脑中形成拆装顺序的完整概念； 3拧下百分表后盖上的三个螺钉，取下后盖： （1）观察机构的传动关系，画出机构系统图； （2）结合思考题分析每个零件所起的作用； 4收拢固定外圈的弹簧卡圈的两个外伸端，顺着指针方向取下表益，然后用起针镊子取下指针，再取下表盖和弹簧垫片； 5取下测量力弹簧和测量杆防转滑块，拧下固定下支撑板的螺钉，即可取出机芯； （注意：到此，拆表的过程全部完成，没让拆的零部件请不要拆卸） 6完成思考题的全部要求。 7按照相反的顺序把拆下的零部件一一装回。往意： （1）安装下支撑板时，应使游丝预紧p/2； （2）安装下支撑板时，应注意使下支撑板与外壳同轴； （3）安装下支撑板时，应保证齿条与齿轮啮合的齿侧间隙；（4）装指针时，应保证对指针位置的要求。四、装表质量检查 1测杆移动需灵活，无卡滞现象； 2当测杆在自由状态时，指针应位于测量杆轴线上方1525个分度内； 转数指针对准刻度盘时，大指针应位于测量杆轴线上方10个分度内； 3检查游丝是否预紧； 4齿条与齿轮啮合的齿侧间隙应在0.010.06毫米之间。五、思考题 1表盘为什么要旋转，旋转的导向面在何处？ 2百分表中的齿条转动是升速传动还是降速传动？是力传还是示数传动？ 3哪一级齿轮的误差对百分表的示值误差影响最大？ 4指出百分表的限动装置，说明其作用： 5什么是空程误差？影响百分表空程误差的主要原因是什么？ 6游丝的作用是什么？为什么它不装在另外两根齿轮轴上？ 7游丝内外端是如何固定的？画出结构草图； 8大表盘下的弹簧片的作用是什么？ 9百分表的导轨为何要防转？如何提高防转精度？ 10如何提高导轨的运动灵活性？ 11百分表在下述各处采用了什么联接型式？ （1）片齿轮与轴； （2）柱销与下支撑扳； （3）导套与壳体： （4）指针与指针套； （5）指针套与齿轮轴； （6）测头钢