机械设计实验培训课件

机械设计实验机电工程学院机械系前言

机械设计实验是理论学习基础上的一个极其重要的实践环节。通过实验可以使学生加深对《机械设计》课程的基本概念、基本理论的理解，从而提高学生分析和解决问题的能力。每个实验基本内容包括：实验目的、实验原理、操作步骤、实验内容等。

现场教学机械设计实验一

配合课堂教学及课程进度，为学生展示大量丰富的实际零件、实际机械、机电一体化设备及创新设计实例，使学生对实际机械系统增加感性认识，加深理解所学知识，开阔眼界，拓宽思路，启迪学生的创造性思维并激发创新的欲望，培养学生最基本的观察能力、动手能力和创造能力。一．实验目的二．实验设备及内容

1、机械零件陈列；

2、减速器陈列；

三．实实验要要点1、机械械设计计陈列列部分分2．真实实机械械展示示部分分1）注意意观察察各种种零构构件在在机械械中的的安装装情况况及相相互关关系，，注意零构构件的的定位位与固固定。。4）注意意观察察轴的的支承承方式式；注注意观观察轴轴的安安装位位置是是如何何调整的、、轴承承是如如何预预紧的的。5）注意意机械械的润润滑和和密封封方式式。6）注意意观察察机械械的箱箱体结结构及及与其其内部部各零零构件件的关关系。。1)注意观观察各各种零零件的的种类类、材材料、、用途途、结结构形形式及及加工工方法法;2)应特别别注意意观察察各种种零件件的失失效形形式，，分析析零件件的失失效原原因。。了解各各种减减速器器的用用途及及结构构形式式，观观察减减速器器内部部零构构件的的传动动情况况。3．减速速器展展示部部分四．注注意事事项1．注意意人身身安全全；特特别应应注意意摇动动设备备时不不要压压轧着着自己己或别人的的手。。2．爱护护设备备；摇摇动设设备动动作要要轻，，以免免损坏坏设备备；3、一般般不要要从设设备或或展台台上拿拿下零零件；；若拿拿出零零件，，看完完后应按原原样复复原，，避免免零件件丢失失。4、不要要随便便移动动设备备，以以免受受伤或或损坏坏设备备。实验项项目带传动动实验验齿轮传传动效效率实实验液体动动压轴轴承实实验轴系结结构设设计实实验减速机机拆装装实验验综合设设计型型实验验实验一一带传传动动实实验验一、实实验目目的1.了解带带传动动的基基本原原理，，并观观察、、分析析有关关带的的弹性性滑动动和打打滑等等重要要物理理现象象；2.了解转转速、、以及及扭矩矩的测测量原原理与与方法法；3.绘制带带的滑滑动曲曲线及及传动动效率率曲线线。二、实实验系系统本实验验台机机械部部分，，主要要有两两台直直流电电机组组成，，其中中一台台作为为原动动机，，另一一台则则作为为负载载的发发电机机。对原动动机，，由单单片机机调速速装置置供给给电动动机电电枢以以不同同的端端电压压，实实现无无级调调速。。对发电电机，，每打打开一一个负负载开开关，，即并并上一一个负负载电电阻，，使发发电机机负载载逐步步增加加，电电枢电电流增增大，，随之之电磁磁转矩矩也增增大，，即发发电机机的负负载转转矩增增大，，实现现了负负载的的改变变。两台电电机均均为悬悬挂支支承，，当传传递载载荷时时，作作用于于电机机定子子上的的力矩矩T1（主动动电机机力矩矩）、、T2（从动动电机机力柜柜）迫迫使拉拉钩作作用于于拉力力传感感器，，传感感器输输出的的电信信号正正比于于T1、T2的原原始始信信号号。。原动动机机的的机机座座设设计计成成浮浮动动结结构构（（滚滚动动滑滑槽槽）），，与与牵牵引引钢钢丝丝绳绳、、定定滑滑轮轮、、砝砝码码一一起起组组成成带带传传动动预预拉拉力力形形成成机机构构，，改改变变砝砝码码大大小小，，即即可可准准确确地地预预定定带带传传动动的的预预拉拉力力F0。用扳扳手拧拧紧螺螺纹拉拉杆即即可改改变带带传动动中心心距，，从而而改变变张紧紧力。。两台电电机的的转速速传感感器分分别安安装在在带轮轮背后后，由由此可可获得得必须须的转转速信信号。。1、皮带带传动动原理理1.1带传动动的分分析预拉力力促使使带与与轮之之间具具有一一定的的摩擦擦力，，使得得轮子子转动动时带带动皮皮带传传动。。两皮皮带轮轮静止止时，，带各各处的的拉力力都都等于于预紧紧力F0。传动动时，，由于于带与与轮子子表面面间摩摩擦力力的作作用，，带两两边出出现拉拉力差差异，，绕进进主动动轮和和绕出出主动动轮的的一边边的拉拉力从从F0增大到到F1，绕出出主动动轮和和绕进进被动动轮的的一边边的拉拉力由由F0减小到到F2，F1作用的的边称称为紧紧边，，F2作用的的边称称为松松边设环形形带的的总长长度不不变，，则紧紧边的的拉力力的增增量F1-F0应等于于松边边拉力力的减减小量量F0-F2。即F1-F0=F0-F2则紧紧边与与松边边之差差称为为带传传动的的有效效拉力力，即即圆周周力等等于F=F1-F2。1.2带传动动的弹弹性滑滑动与与打滑滑滑差率率由于于弹性性滑动动不可可避免免，所所以从从动轮轮的圆圆周速速度小小于主主动轮轮的圆圆周速速度，，在带带传动动时，，由带带的滑滑动引引起的的被动动轮速速度的的降低低率称称为滑滑差率率。其中，，V1、V2为主、、被动动轮轮轮缘的的线速速度；；n1、n2为主、、被动动轮的的转速速；d1、d2为主、、被动动轮的的直径径。若d1=d2，则ε=(n1-n2)/n1，根据据实验验研究究结果果，带带的弹弹性滑滑动只只发生生在全全部包包角的的某一一段的的接触触弧上上，随随着有有效圆圆周力力的增增加，，弹性性滑动动的区区段也也逐渐渐增大大，当当它扩扩大至至整个个包角角对应应的接接触弧弧时，，带传传动的的有效效圆周周力也也达到到最大大极限限，如如果载载荷进进一步步增大大，带带与带带轮间间就发发生显显著的的相对对滑动动，即即产生生打滑滑。打打滑将将使皮皮带磨磨损加加剧，，被动动轮转转速急急剧降降低，，甚至至使传传动失失效，，这种种情况况应当当避免免。2、实验验系统统的组组成实验台台外观观如图图1所示。。图1如图2所示，，实验验系统统主要要包括括如下下部分分：（1）带传传动机机构；；（2）主、、从动动轮转转矩传传感器器；（（3）主、、从动动轮转转速传传感器器；（（4）控制制盒（（数据据采集集箱））；；（5）个人人电脑脑；（（6）打印印机。。带传动机构主、从动轮转矩传感器主、从动轮转速传感器单片微计算机主、从动轮转矩显示主、从动轮转速显示输出接口微机接口微计算机CRT显示打印机图23、实验验机构构结构构特点点（1）机械械结构构本实验验台机机械部部分，，主要要由两两台直直流电电机组组成，，如图图3所示。。其中中一台台作为为原动动机，，另一一台作作为负负载的的发电电机。。图3（2）检测系系统实验台台配数数据采采集箱箱一只只，承承担控控制检检测、、数据据处理理、自自动显显示等等功能能。通通过微微机接接口外外接PC机，这这时就就可自自动显显示并并能打打印输输出带带传动动的滑滑动曲曲线ε—T2及效率率曲线线η—T2以及有有关数数据。。三、实实验操操作步步骤1.接通电电源在接通通电源源前首首先将将电机机调速速旋钮钮粗调调电位位器逆逆时针针转到到底，，使开开关““断开开”，，细调调电位位器旋旋钮逆逆时针针旋到到底，，按电电源开开关接接通电电源，，按一一下““清零零”键键，此此时主主、被被动电电机转转速显显示为为“0”，力矩矩显示示为““.”，实验验系统统处于于“自自动校校零””状态态。校校零结结束后后，力力矩显显示为为“0”。再将将粗调调调速速旋钮钮顺时时针旋旋转接接通““开关关”并并慢慢慢向高高速方方向旋旋转，，电机机起动动，逐逐渐增增速，，同时时观察察实验验台面面板上上主动动轮转转速显显示屏屏上的的转速速数，，其上上的数数字即即为当当时的的电机机转速速。当当主电电机转转速达达到预预定转转速（（本实实验建建议预预定转转速为为1200~1300转/分左右）时时，停止转转速调节。。此时从动动电机转速速也将稳定定地显示在在显示屏上上。2.加载在空载时，，记录主、、被动轮转转矩与转速速。按“加加载”键一一次，第一一个加载指指示灯亮，，调整主动动电机转速速，（此时时，只需使使用细调电电位器进行行转速调节节）使其仍仍保持在预预定工作转转速内，待待显示基本本稳定（一一般LED显示器跳动动2~3次即可达到到稳定值））记下主、、从动轮的的转矩及转转速值。再按“加载载”键一次次，第二个个加载指示示灯亮，再再调整主动动转速（用用细调电位位器），仍仍保持预定定转速，待待显示稳定定后再次记记下主、从从动轮的转转矩及转速速。第三次按““加载”键键，第三个个加载指示示灯亮，同同前次操作作记录下主主、从动轮轮的转矩、、转速。重复上述操操作，直至至7个加载指示示灯亮，记记录下八组组数据。根根据这八组组数据便可可作出带传传动滑动曲曲线ε－T2及效率曲线线η－T2。在记录下各各组数据后后应先将电电机粗调速速旋钮逆时时针转至““关断”状状态，然后后将细调电电位器逆时时针转到底底，再按““清零”键键。显示指指示灯全部部熄灭，机机构处于关关断状态，，等待下次次实验或关关闭电源。。三、注意事事项1.必须按操作作规程操作作实验机，，实验中注注意不要靠靠近、手摸摸传动皮带带，避免发发生安全事事故。2.实验中皮带带打滑状态态不要维持持过久，否否则，会使使皮带过热热，失去原原有状态，，也不利于于使用寿命命。带传动实验验台加载原原理本实验台由由两台直流流电机组成成，左边一一台是直流流电动机，，产生主动动转矩，通通过皮带，，带动右边边的直流发发电机。直直流发电机机的输出电电压通过面面板的“加载”按键控制电电子开关，，逐级接通通并联的负负载电阻。。计算公式为为:1.2.3.求所曲线η(%)ε(%)T2式中T1，T2分别为主主动轮和和被动轮轮上的转转矩n1，n2分别为主主动轮和和被动轮轮的转速速式中为从动轮轮实际转转速为从动轮轮理论转转速即假假定带传传动没有有滑动时时的转速速，由于于本试验验中两轮轮直径相相等和测试软件件界面实验二齿轮传动动效率实实验验1、了解封封闭功率率流式齿齿轮试验验台的基基本结构构、特点点及测定定齿轮传传动效率率的方法法。2、在封闭闭齿轮实实验机上上测定齿齿轮的传传动效率率。3、通过改改变载荷荷，测出出不同载载荷下的的传动效效率和功功率。输输出T1—T9关系曲线线及η—T9曲线。其其中T1为轮系输输入扭矩矩(即电机输输出扭矩矩)，T9为封闭扭扭矩(也即载荷荷扭矩)，η为齿轮传传动效率率。一．实验验目的1）具有2个完全相相同的齿齿轮箱（（悬挂齿齿轮箱7和定轴齿齿轮箱4），每每个齿轮轮箱内都都有2个相同的的齿轮相相互啮合合传动(齿轮9与9′，齿轮5与5’)，两个实实验齿轮轮箱之间间由两根根轴（一一根是用用于储能能的弹性性扭力轴轴6，另一根根为万向向节轴10）相联，，组成一一个封闭闭的齿轮轮传动系系统。1、封闭闭（闭式式）传动动系统二．实验验设备及及工作原原理2）当由电电动机1驱动该传传动系统统运转起起来后，，电动机机传递给给系统的的功率被被封闭在在齿轮传传动系统统内，即即两对齿齿轮相互互自相传传动，此此时若在在动态下下脱开电电动机，，如果不不存在各各种摩擦擦力（这这是不可可能的）），且不不考虑搅搅油及其其它能量量损失，，该齿轮轮传动系系统将成成为永动动系统；；1、封闭闭（闭式式）传动动系统二．实验验设备及及工作原原理3）由于存存在摩擦擦力及其其它能量量损耗，，在系统统运转起起来后，，为使系系统连续续运转下下去，由由电动机机继续提提供系统统能耗损损失的能能量，此此时电动动机输出出的功率率仅为系系统传动动功率的的20%左右。对对于实验验时间较较长的情情况，封封闭式实实验机有有利于节节能。1、封闭闭（闭式式）传动动系统二．实验验设备及及工作原原理1）电动动机1为直流调调速电机机，电动动机转子子与定轴轴齿轮箱箱输入轴轴相联，，电动机机采用外外壳悬挂挂支承结结构（既既电机外外壳可绕绕支承轴轴线转动动）；二．实验验设备及及工作原原理2．电动机机的输出出功率2）电动机机的输出出转矩等等于电动动机转子子与定子子之间相相互作用用的电磁磁力矩，，与电动动机外壳壳（定子子）相联联的转矩矩传感器器2提供的外外力矩与与作用于于定子的的电磁力力矩相平平衡，故故转矩传传感器测测得的力力矩即为为电动机机的输出出转矩T0；电动机机转速为为n，电动机机输出功功率为ＰＰ０＝＝n•T0/9550（ＫＷ））。二．实验验设备及及工作原原理2．电动机机的输出出功率当实验台台空载时时，悬挂挂齿轮箱箱的杠杆杆通常处处于水平平位置，，当加上上载荷W后，对悬悬挂齿轮轮箱作用用一外加加力矩WL，使悬挂挂齿轮箱箱产生一一定角度度的翻转转，使两两个齿轮轮箱内的的两对齿齿轮的啮啮合齿面面靠紧，，这时在在弹性扭扭力轴内内存在一一扭矩T9（方向与与外加负负载力矩矩WL相反），，在万向向节轴内内同样存存在一扭扭矩T9‘（方向同同样与外外加力矩矩WL相反）；；若断开开扭力轴轴和万向向节轴，，取悬挂挂齿轮箱箱为隔离离体，可可以看出出两根轴轴内的扭扭矩之和和（T9+T9’）与外加加负载力力矩WL平衡（即即T9+T9‘=WL）；又因因两轴内内的两个个扭矩（（T9和T9’）为同一一个封闭闭环形传传动链内内的扭矩矩，故这这两个扭扭矩相等等。二．实验验设备及及工作原原理3．封闭系系统的加加载由此计算算出封闭闭系统内内传递的的功率二．实验验设备及及工作原原理4．单对齿齿轮传动动效率设封闭齿齿轮传动动系统的的总传动动效率为为η；封闭齿轮轮传动系系统内传传递的有有用功率率为P9；封闭齿轮轮传动系系统内的的功率损损耗（无无用功率率）等于于电动机机输出功功率P0，即：P0=（P9/η）-P9η=P9/（P0+P9）=T9/（T0+T9）若忽略轴轴承的效效率，系系统总效效率η包含两级级齿轮的的传动效效率，故故单级齿齿轮的传传动效率率为：5．封封闭闭功功率率流流方方向向二．．实实验验设设备备及及工工作作原原理理封闭闭系系统统内内功功率率流流的的方方向向取取决决于于由由外外加加力力矩矩决决定定的的齿齿轮轮啮啮合合齿齿面面间间作作用用力力的的方方向向和和由由电电动动机机转转向向决决定定的的各各齿齿轮轮的的转转向向；；当当一一个个齿齿轮轮所所受受到到的的齿齿面面作作用用力力与与其其转转向向相相反反时时，，该该齿齿轮轮为为主主动动齿齿轮轮，，而而当当齿齿轮轮所所受受到到的的齿齿面面作作用用力力与与其其转转向向相相同同时时，，则则该该齿齿轮轮为为从从动动齿齿轮轮；；功功率率流流的的方方向向从从主主动动齿齿轮轮流流向向从从动动齿齿轮轮，，并并封封闭闭成成环环。。二．．实实验验设设备备及及工工作作原原理理原动动机机（（电电动动机机））———提供供动动力力；；制动动器器———被测测机机械械的的负负载载；；特点点：：实实验验台台的的组组成成简简便便灵灵活活，，但但能能耗耗较较大大，，适适用用于于被被测测设设备类类型型多多变变，，实实验验周周期期较较短短的的情情况况。。二．．实实验验设设备备及及工工作作原原理理

被测机械转矩转速传感器转矩转速传感器制动器原动机开式式传传动动系系统统7．机机械械功功率率、、效效率率测测定定开开式式实实验验台台简简介介1．打打开开电电源源前前，，应先先将将电电动动机机调调速速旋旋钮钮逆逆时时针针轻轻旋旋到到头头，避免免开开机机时时电电动动机机突然然启启动动。。2．打打开开电电源源，，按一一下下““清清零零键键””进进行行清清零零，转速速显显示示为为““0””，电电动动机机转转矩矩显显示示“·””，系系统统处处于于““自自动动校校零零””状状态态；；校校零零结结束束后后，，转转矩矩显显示示为为““0””。3．保保证证卸卸掉掉所所有有加加载载砝砝码码后后，，调调整整电电动动机机调调速速旋旋钮钮，，使使电电动动机机转转速速为为500r/min。4．在在砝砝码码吊吊篮篮上上加加上上第第一一个个砝砝码码（（10N），，并微微调调转转速速使使其其始始终终保保持持在在预预定定转速速（（500r/min）左左右右，待待显显示示稳稳定定后后（（一一般般调调速速或或加加载载后后，，转转速速和和转转矩矩显示示值值跳跳动动2-3次即即可可达达到到稳稳定定值值）），，按按一一下下““保保持持键键””，，使使显显示示值值保保持持不不变，，记记录录该该组组数数值值；；然然后后按按一一下下““加加载载键键””，，第第一一个个加加载载指指示示灯灯亮亮，，并并脱脱离离“保保持持””状状态态，，表表示示第第一一点点加加载载结结束束。。5．在砝砝码吊吊篮上上加上上第二二个砝砝码，，重复复上述述操作作，直直至加加上8个砝码码，8个加载载指示示灯全全亮，，转速速及转转矩显显示器器分别别显示示“8888””，实验验结束束。6．记记录下下各组组数据据，先将电电机转转速慢慢慢调调速至至零，，然后后再关关闭实实验台台电源源。7．根据据记录录数据据，作作出齿齿轮封封闭传传动系系统的的传动动效率率（η-T9）曲线线。三．实实验方方法及及注意意事项项四．注注意事事项封闭式式传动动系统统为什什么能能够节节能？？封闭齿齿轮传传动如如何区区分主主动与与被动动齿轮轮？欲改变变功率率流方方向，，采用用什么么方法法？改变齿齿轮工工作面面采用用什么么方法法？五.实验报告

1.记录对应外载荷下的转速n、扭矩T9，并计算出系统效率

2.绘制及的变化曲线。

3.回答思考题。实验三三液体动动压轴轴承实实验验1、了解解实验验台的的构造造和工工作原原理，，通过过实验验进一一步了了解动动压润润滑的的形成成，加加深对对动压压原理理的认认识。。2、学习习动压压轴承承油膜膜压力力分布布的测测定方方法，，绘制制油膜膜压力力径向向和轴轴向分分布图图，验验证理理论分分布曲曲线。。3、掌握握动压压轴承承摩擦擦特征征曲线线的测测定方方法，，绘制制f—n曲线，，加深深对润润滑状状态与与各参参数间间关系系的理理解。。一．实实验目目的本实验验使用用湖南南长庆庆科教教仪器器有限限公司司生产产的HS-B型液体体动压压轴承承实验验台，，它由由传动动装置置、加加载装装置、、摩擦擦系数数测量量装置置、油油膜压压力测测量装装置和和被试试验轴轴承等等组成成。二．实实验设设备及及工作作原理理滑动轴轴承试试验台台液体动动压滑滑动轴轴承的的工作作原理理是通通过轴轴颈的的旋转转将润润滑油油带入入摩擦擦表面面，由由于油油的粘粘性（（粘度度）作作用，，当达达到足足够高高的旋旋转速速度时时油就就被挤挤入轴轴与轴轴瓦配配合面面间的的楔形形间隙隙内而而形成成流体体动压压效应应，在在承载载区内内的油油层中中产生生压力力，当当压力力的大大小能能平衡衡外载载荷时时，轴轴与轴轴瓦之之间形形成了了稳定定的油油膜，，这时时轴的的中心心对轴轴瓦中中心处处于偏偏心位位置，，轴与与轴瓦瓦间的的摩擦擦是处处于完完全液液体摩摩擦润润滑状状态，，其油油膜形形成过过程及及油膜膜压力力分布布如图图所示示。二．实实验原原理油膜压压力分分布曲曲线此项实实验是是径向向加载载的液液体动动压滑滑动轴轴承实实验。。其目目的是是测量量轴承承与转转轴间间隙中中的油油膜在在圆周周方向向的压压力分分布值值，并并验证证径向向油膜膜压力力最大大值PMAX不在外外载荷荷FR的垂线线位置置，而而是在在最小小油膜膜厚度度附近近。图1周向油油膜压压力分分布曲曲线图图2轴向油油膜压压力分分布曲曲线轴承摩摩擦特特性曲曲线1．在轴轴承载载荷F=80kg和F=70kg时，分分别测测量轴轴承周周向油油膜压压力和和轴向向油膜膜压力力，绘绘制出出周向向和轴轴向油油膜压压力分分布曲曲线，，并求求出轴轴承的的实际际承载载量。。2．测定定轴承承压力力、轴轴转速速、润润滑油油粘度度与摩摩擦系系数之之间的的关系系，用用计算算机进进行数数据处处理，，得出出轴承承f—λλ曲线。。三．实实验内内容1、测取取绘制制径向向油膜膜压力力分布布曲线线与承承载曲曲线图图。1)启动电电机，，将轴轴的转转速调调整到到一定定值(可取200rpm左右)，注意意观察察从轴轴开始始运转转至200rpm时灯泡泡亮度度的变变化情情况，，待灯灯泡完完全熄熄灭，，此时时已处处于完完全液液体润润滑状状态；；2)用加载载装置置分几几次加加载70kg左右(但切记记加载载不超超过1000N即100kg)。3)待各压压力传传感器器的压压力值值稳定定后，，由左左至右右依次次记录录各压压力传传感器器的压压力值值;4)卸载、、关机机5)根据测测出的的各压压力传传感器器的压压力值值按一一定比比例绘绘制出出油压压分布布曲线线，此此图的的具体体画法法是：：沿着着圆周周表面面从左左到右右画出出角度度分别别为30°°、50°°、70°°、90°°、110°、130°、150°分别得得出油油孔点点l、2、3、4、5、6、7的位置置。通通过这这些点点与圆圆心O连线，，在各各连线线的延延长线线上，，将压压力传传感器器(比例：：0.1MP＝5mm)测出的的压力力值画画出压压力线线l-l'、2-2'、3-3'………7-7'。将1'、2'………7'各点连连成光光滑曲曲线，，此曲曲线就就是所所测轴轴承的的一个个径向向截面面的油油膜径径向压压力分分布曲曲线。。四．实实验方方法与与步骤骤2.测量摩摩擦系系数f与绘制制摩擦擦特性性曲线线1）启启动电电机，，逐渐渐使电电机升升速，，在转转速达达到250－300转时，，旋动动螺杆杆，逐逐渐加加载到到700N（70kg），稳稳定转转速后后减速速。2）依依次记记录转转速250－2转，负负载为为70kg时的摩摩擦力力。3）卸卸载，，减速速，停停机。。4）根根据记记录的的转速速和摩摩擦力力的值值计算算整理理f与值值，按按一定定比例例绘制制摩擦擦特性性曲线线如图图所示示。四．实实验方方法与与步骤骤五．思思考题题1.哪些因因素影影响液液体动动压轴轴承的的承载载能力力及其其油膜膜的形形成？？形成成动压压油膜膜的必必要条条件是是什么么？2.f-λ曲线说说明什什么问问题？？试解解释当当λ增加时时，为为什么么在非非液体体摩擦擦区和和液体体摩擦擦区f会随之之下降降和增增大？？六．实实验报报告轴系结结构分分析与与拼装装实验验实验四四一、实验验目的的1、熟悉并并掌握握轴上上零件件的结结构形形状及及功用用、工工艺要要求和和装配配关系系2、熟悉并并掌握握轴及及轴上上零件件的定定位与与固定定方法法3、了解轴轴承的的类型型、布布置、、安装装及调调整方方法，，了解解润滑滑和密密封方方式二、实实验设设备1、组合合式轴轴系结结构实实验箱箱2、测量量及绘绘图工工具（（绘图图工具具学生生自备备）三、实实验内内容与与要求求1．指导教教师根据据教学要要求给每每组指定定实验内内容（圆圆柱齿轮轮轴系，，小圆锥锥齿轮轴轴系或蜗蜗杆轴系系分析））。2．分析并并测绘轴轴系部件件，画出出轴系部部件。3．编写实实验报告告四、实验验步骤1．明确实实验内容容，复习习轴的结结构设计计及轴承承组合设设计计等内容容。2．观察与与分析轴轴承的结结构特点点。3．绘制轴轴系装配配示意图图或结构构草图。。4．测量轴轴系主要要装配尺尺寸（如如支承跨跨距）和和零件主主要结构构尺寸（（支座不不用测量量）。5．拆卸轴轴系部件件，恢复复原状，，整理工工具，实实验结束束。6．根据装装配草图图和测量量数据，，绘制轴轴系部件件装配简简图。（这一步步可简略略，酌情情）7．编写实实验报告告。1、观察不不同类型型轴承的的外形和和结构特特点，轴轴承代号号的标识识；注意轴承承的固定定、装拆拆、间隙隙调整等等问题；；2、注意轴轴的支承承方式(如：两端端单向固固定；一一端固定定，一端端游动)；3、轴上零零件的定定位结构构或定位位零件（（如：定定位台阶阶、弹性性挡圈、圆螺螺母、套套筒等））4、注意轴轴的密封封形式和和密封件件（毡圈圈、橡胶胶圈、皮皮碗、油油沟等））；5、注意轴轴承端盖盖形式（（透盖、、闷盖、、凸缘式式、嵌入入式）；；6、套杯的的结构形形式（正正装与反反装）。。五、实验验中应注注意观察察与思考考的几个个问题注意结构构特点，，注意装配配方法。。每人编写写实验报报告一份份内容包括括：①实验目的的；②轴系类型型：（两两端固定定、一端端固定一一端游走走或两端端游走等等）；③附轴系系结构装装配简图④说明（（简要说明明所绘制制的轴系系中轴上上零件特特别是齿齿轮轮和轴轴承的定定位和固固定方式式、透盖盖处的密密封方式式、滚动动轴承的的安装调调整及润润滑等问问题）。六、实验验报告参考图实验五减速机拆拆装实验验一、实验验目的通过对拆拆装用减减速器的的拆装和和分析，，达到了了解其中中各零件件的结构构、用途途及减速速器的装装配、调调整、润润滑方法法。二、实验验设备及及工具1．拆装用用减速器器2．扳手两两把，游游标卡尺尺一把，，长直尺尺一把3．铅笔，，橡皮，，三角尺尺（自备备）三、实验验步骤1．拆卸减减速器前前，观察察其外形形，外露露零件的的相互位位置，判判断减速速器属于于哪种种类型。。2．拆开箱箱盖，观观察齿轮轮、轴的的结构特特点及齿齿轮在轴轴上如何何定位。。3．确定齿齿轮副的的润滑形形式。4．通过过对轴轴承结结构的的分析析，了了解其其结构构特点点，明明确如如下问问题。。①轴承承的受受力情情况如如何？？为什什么采采用该该形式式轴承承？为为什么么这样样布置置？②是否否要调调整轴轴承的的间隙隙？如如何调调整？？③轴承承盖的的形式式，结结构。。④如何何保证证轴承承的润润滑？？采用用哪种种润滑滑剂？？⑤采用用了何何种密密封装装置？？5．分析析减速速器其其它部部分（（螺栓栓凸台台，吊吊耳或或吊环环，加加强筋筋，箱箱体结结合面面，底底座面面及螺螺栓分分布，，通气气螺栓栓，放放油螺螺栓，，油标标，观观察孔孔等））的结结构特特点、、用途途及优优缺点点。6．分析析如何何调整整齿轮轮啮合合。7．分析析轴上上零件件的装装配顺顺序。。四、实实验要要求1．给出出总传传动图图并在在图上上标明明各齿齿轮的的齿数数、旋旋向及及各各级传传动比比。2．给出出分析析结果果如如轴轴承类类型，，轴承承润滑滑方法法，轴轴承轴轴向间间隙的的调整整方法法，上上下箱箱体结结合的的联接接螺栓栓数，，箱盖盖和箱箱座吊吊耳（（环））及加加强筋筋的数数量，，上下下箱体体之间间的定定位销销的布布置，，观察察孔、、启盖盖螺钉钉、通通气螺螺栓、、放油油螺栓栓及油油标的的布置置和作作用等等。3．测绘绘其中中一轴轴系，，并说说明轴轴上零零件的的定位位和固固定方方式（（选做做）。。五、注注意事事项1．拆装装时要要认真真负责责，观观察要要仔细细。爱爱护工工具和和各构构件，，拆装装用力力要适适当，，以免免损坏坏零件件。2．拆出出的零零件不不得乱乱放，，要轻轻拿轻轻放，，各配配合面面不应应接触触地面面和粗粗糙面面，以以免碰碰损。。3．拆装装结束束后，，应把把减速速器按按原样样装好好，点点齐工工具并并交还还指导导老师师后方方可离离开。。六、实实验报报告内容包包括1．总传传动图图：2．减速速器分分析：：（重重点是是减速速器结结构特特征的的分析析）注：可可以比比较一一下两两级圆圆柱齿齿轮减减速器器中展展开式式、分分流流式及及同轴轴式的的各自自特点点及应应用（（选做做）3．所选选轴系系的测测绘及及分析析结果果：（（选做做）二级齿齿轮减减速器器单级齿齿轮减减速器器蜗杆减减速器器减速器器减速器器减速器器的基基本构构造。减速器器主要要由传传动零零件（（齿轮轮或蜗蜗杆））、轴轴、轴轴承、、箱体体及其其附件件所组组成。。下图图为单单级圆圆柱齿齿轮减减速器器的结结构图图，其其基本本结构构有三三大部部分：：1）齿轮轮、轴轴及轴轴承组组合；；2）箱体体；3）减速速器附附件减速器器的基基本结结构1-箱座2-箱盖3-上下箱箱联接接螺栓栓4-通气器器5-检查孔孔盖板板6-吊环螺螺钉7-定位销销8-油标尺尺9-放油螺螺塞10-平键11-油封12-齿轮轴轴13-挡油盘盘14-轴承15-轴承端端盖16-轴17-齿轮18-轴套减速器器的基基本构构造齿轮、、轴及及轴承承组合合小小齿轮轮与轴轴制成成一体体，称称齿轮轮轴，，这种种结构构用于于齿轮轮直径径与轴轴的直直径相相关不不大的的情况况下，，如果果轴的的直径径为d，齿轮轮齿根根圆的的直径径为df，则当当df-d≤≤6～7mn时，应应采用用这种种结构构。而而当df-d＞6～7mn时，采采用齿齿轮与与轴分分开为为两个个零件件的结结构，，如低低速轴轴与大大齿轮轮。此此时齿齿轮与与轴的的周向向固定定平键键联接接，轴轴上零零件利利用轴轴肩、、轴套套和轴轴承盖盖作轴轴向固固定。。两轴轴均采采用了了深沟沟球轴轴承。。这种种组合合，用用于承承受径径向载载荷和和不大大的轴轴向载载荷的的情况况。当当轴向向载荷荷较大大时，，应采采用角角接触触球轴轴承、、圆锥锥滚子子轴承承或深深沟球球轴承承与推推力轴轴承的的组合合结构构。图图中，，轴承承是利利用齿齿轮旋旋转时时溅起起的稀稀油，，进行行润滑滑。箱箱座中中油池池的润润滑油油，被被旋转转的齿齿轮溅溅起飞飞溅到到箱盖盖的内内壁上上，沿沿内壁壁流到到分箱箱面坡坡口后后，通通过导导油槽槽流入入轴承承。当当浸油油齿轮轮圆周周速度度υ≤2m/s时，应应采用用润滑滑脂润润滑轴轴承，，为避避免可可能溅溅起的的稀油油冲掉掉润滑滑脂，，可采采用挡挡油环环将其其分开开。为为防止止润滑滑油流流失和和外界界灰尘尘进入入箱内内，在在轴承承端盖盖和外外伸轴轴之间间装有有密封封元件件。减速器器的基基本构构造箱体箱体是是减速速器的的重要要组成成部件件。它它是传传动零零件的的基座座，应应具有有足够够的强强度和和刚度度。箱体通通常用用灰铸铸铁制制造，，对于于重载载或有有冲击击载荷荷的减减速器器也可可以采采用铸铸钢箱箱体。。单体体生产产的减减速器器，为为了简简化工工艺、、降低低成本本，可可采用用钢板板焊接接的箱箱体。。上图中中的箱箱体是是由灰灰铸铁铁制造造的。。灰铸铸铁具具有很很好的的铸造造性能能和减减振性性能。。为了了便于于轴系系部件件的安安装和和拆卸卸，箱箱体制制成沿沿轴心心线水水平剖剖分式式。上上箱盖盖和下下箱体体用螺螺栓联联接成成一体体。轴轴承座座的联联接螺螺栓应应尽量量靠近近轴承承座孔孔，而而轴承承座旁旁的凸凸台，，应具具有足足够的的承托托面，，以便便放置置联接接螺栓栓，并并保证证旋紧紧螺栓栓时需需要的的扳手手空间间。为为保证证箱体体具有有足够够的刚刚度，，在轴轴承孔孔附近近加支支撑肋肋。为为保证证减速速器安安置在在基础础上的的稳定定性并并尽可可能减减少箱箱体底底座平平面的的机械械加工工面积积，箱箱体底底座一一般不不采用用完整整的平平面。。图中中减速速器下下箱座座底面面是采采用两两纵向向长条条形加加工基基面。。减速速器器的的基基本本构构造造附件件为了了保保证证减减速速器器的的正正常常工工作作，，除除了了对对齿齿轮轮、、轴轴、、轴轴承承组组合合和和箱箱体体的的结结构构设设计计给给予予足足够够的的重重视视外外，，还还应应考考虑虑到到为为减减速速器器润润滑滑油油池池注注油油、、排排油油、、检检查查油油面面高高度度、、加加工工及及拆拆装装检检修修时时箱箱盖盖与与箱箱座座的的精精确确定定位位、、吊吊装装等等辅辅助助零零件件和和部部件件的的合合理理选选择择和和设设计计。。1）检检查查孔孔为为检检查查传传动动零零件件的的啮啮合合情情况况，，并并向向箱箱内内注注入入润润滑滑油油，，应应在在箱箱体体的的适适当当位位置置设设置置检检查查孔孔。。图图中中检检查查孔孔设设在在上上箱箱盖盖顶顶部部能能直直接接观观察察到到齿齿轮轮啮啮合合部部位位处处。。平平时时，，检检查查孔孔的的盖盖板板用用螺螺钉钉固固定定在在箱箱盖盖上上。。2）通通气气器器减减速速器器工工作作时时，，箱箱体体内内温温度度升升高高，，气气体体膨膨胀胀，，压压力力增增大大，，为为使使箱箱内内热热胀胀空空气气能能自自由由排排出出，，以以保保持持箱箱内内外外压压力力平平衡衡，，不不致致使使润润滑滑油油沿沿分分箱箱面面或或轴轴伸伸密密封封件件等等其其他他缝缝隙隙渗渗漏漏，，通通常常在在箱箱体体顶顶部部装装设设通通气气器器。。3）轴轴承承盖盖为为固固定定轴轴系系部部件件的的轴轴向向位位置置并并承承受受轴轴向向载载荷荷，，轴轴承承座座孔孔两两端端用用轴轴承承盖盖封封闭闭。。轴轴承承盖盖有有凸凸缘缘式式和和嵌嵌入入式式两两种种。。图图中中采采用用的的是是凸凸缘缘式式轴轴承承盖盖，，利利用用六六角角螺螺栓栓固固定定在在箱箱体体上上，，外外伸伸轴轴处处的的轴轴承承盖盖是是通通孔孔，，其其中中装装有有密密封封装装置置。。凸凸缘缘式式轴轴承承盖盖的的优优点点是是拆拆装装、、调调整整轴轴承承方方便便，，但但和和嵌嵌入入式式轴轴承承盖盖相相比比，，零零件件数数目目较较多多，，尺尺寸寸较较大大，，外外观观不不平平整整。。减速速器器的的基基本本构构造造4）定定位位销销为为保保证证每每次次拆拆装装箱箱盖盖时时，，仍仍保保持持轴轴承承座座孔孔制制造造加加工工时时的的精精度度，，应应在在精精加加工工轴轴承承孔孔前前，，在在箱箱盖盖与与箱箱座座的的联联接接凸凸缘缘上上配配装装定定位位销销。。图图中中采采用用的的两两个个定定位位圆圆锥锥销销，，安安置置在在箱箱体体纵纵向向两两侧侧联联接接凸凸缘缘上上，，对对称称箱箱体体应应呈呈对对称称布布置置，，以以免免错错装装。。5）油油面面指指示示器器检检查查减减速速器器内内油油池池油油面面的的高高度度，，经经常常保保持持油油池池内内有有适适量量的的油油，，一一般般在在箱箱体体便便于于观观察察、、油油面面较较稳稳定定的的部部位位，，装装设设油油面面指指示示器器，，图图中中采采用用的的油油面面指指示示器器是是油油标标尺尺。。6）放放油油螺螺塞塞换换油油时时，，排排放放污污油油和和清清洗洗剂剂，，应应在在箱箱座座底底部部，，油油池池的的最最低低位位置置处处开开设设放放油油孔孔，，平平时时用用螺螺塞塞将将放放油油孔孔堵堵住住，，放放油油螺螺塞塞和和箱箱体体接接合合面面间间应应加加防防漏漏用用的的垫垫圈圈。。7）启箱螺钉钉为加强强密封效果果，通常在在装配时于于箱体剖分分面上涂以以水玻璃或或密封胶，，因而在拆拆卸时往往往因胶结紧紧密难于开开盖。为此此常在箱盖盖联接凸缘缘的适当位位置，加工工出1～2个螺孔，旋旋入启箱用用的圆柱端端或平端的的启箱螺钉钉。旋动启启箱螺钉便便可将上箱箱盖顶起。。小型减速速器也可不不设启箱螺螺钉，启盖盖时用起子子撬开箱盖盖，启箱螺螺钉的大小小可同于凸凸缘联接螺螺栓。8）起吊装置置当减速速器重量超超过25kg时，为了便便于搬运，，在箱体设设置起吊装装置，如在在箱体上铸铸出吊耳或或吊钩等。。图中上箱箱盖装有两两个吊环螺螺钉，下箱箱座铸出四四个吊钩。。常用减速器器的型式和和应用减速器是原原动机和工工作机之间间的独立的的闭式传动动装置，用用来降低转转速和增大大转矩，以以满足工作作需要，在在某些场合合也用来增增速，称为为增速器。。减速器的种种类很多，，按照传动动类型可分分为齿轮减减速器、蜗蜗杆减速器器和行星减减速器以及及它们互相相组合起来来的减速器器；按照传传动的级数数可分为单单级和多级级减速器；；按照齿轮轮形状可分分为圆柱齿齿轮减速器器、圆锥齿齿轮减速器器和圆锥一一圆柱齿轮轮减速器；；按照传动动的布置形形式又可分分为展开式式、分流式式和同轴式式减速器。。常用的减减速器型式式及其特点点和应用见见下表。常用减速器器的型式和和应用实验六机械设计综综合实实验主要内容一、实验目目的二、实验设设备三、实验原原理四、实验步步骤一、实验目目的1）通过测试试常见机械械传动装置置（如带传传动、链传传动、齿轮轮传动、蜗蜗杆传动等等）在传递递运动与动动力过程中中的参数曲曲线(速度曲线、、转矩曲线线、传动比比曲线、功功率曲线及及效率曲线线等),加深对常见见机械传动动性能的认认识和理解解；2）通过测测试由常见见机械传动动组成的不不同传动系系统的参参数曲线线，掌握机机械传动合合理布置的的基本要求求；3）通过实实验认识智智能化机械械设计综合合实验台的的工作原理理，掌握计计算机辅助助实验的新新方法,培养进行设设计性实验验与创新性性实验的能能力。二、实验设设备本实验在“机械设计综综合实验台台”上进行。本本实验台采采用模块化化结构，由由不同种类类的机械传传动装置、、联轴器、、变频电机机、加载装装置和工控控机等模块块组成，学学生可以根根据选择或或设计的实实验类型、、方案和内内容，自己己动手进行行传动连接接、安装调调试和测试试，进行设设计性实验验、综合性性实验或创创新性实验验。机械设计综综合实验台台各硬件组组成部件的的结构布局局如图3-1所示。1232423256789实验台的结结构布局1-变频调速电电机2-联轴器3-转矩转速传传感器4-试件5-加载与制动动装置6-工控机7-变频器8电器控制柜柜9-台座实验台组成成部件的主主要技术参参数如表3—1所示。表3—1实验台组成成部件的主主要技术参参数序号组成部分技术参数备注1变频调速电机

550W

YP-50-0.55-4-B32ZJ型转矩转速传感器大直齿轮Ⅰ.规格5N.m;输出讯号幅度不小于100mVⅡ.规格50N.m;输出讯号幅度不小于100mV3机械传动装置(试件)

直齿圆柱齿轮减速器i=5蜗杆减速器i=10V型带传动齿形带传动Pb=9.525Zb=80套筒滚子链传动Z1=17Z2=25

WPA50-1/10O型带3根08A型3根

4磁粉制动器

额定转矩:50N.m激磁电流:2A允许滑差功率:1.1Kw

5工控机

PC-500

为了提高实实验设备的的精度，实实验台采用用两个扭矩矩测量卡进进行采样。。测量精度度达到±0.2%FS，能满足教教学实验与与科研生产产试验的实实际需要。。机械设计综综合实验台台采用自动动控制测试试技术设计计，所有电电机程控起起停，转速速程控调节节，负载程程控调节，，用扭矩测测量卡替代代扭矩测量量仪，整台台设备能够够自动进行行数据采集集处理，自自动输出实实验结果，，是高度智智能化的产产品。其控控制系统主主界面如图图3—2所示。图3—2实验台控控制系统统主界面面机械设计计综合