機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課件(ppt 105頁).ppt

機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系 前言 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的一個極其重要的實(shí)踐環(huán)節(jié) 通過實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生加深對 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程的基本概念 基本理論的理解 從而提高學(xué)生分析和解決問題的能力 每個實(shí)驗(yàn)基本內(nèi)容包括 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理 操作步驟 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等 現(xiàn)場教學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一 配合課堂教學(xué)及課程進(jìn)度 為學(xué)生展示大量豐富的實(shí)際零件 實(shí)際機(jī)械 機(jī)電一體化設(shè)備及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 使學(xué)生對實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)增加感性認(rèn)識 加深理解所學(xué)知識 開闊眼界 拓寬思路 啟迪學(xué)生的創(chuàng)造性思維并激發(fā)創(chuàng)新的欲望 培養(yǎng)學(xué)生最基本的觀察能力 動手能力和創(chuàng)造能力 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及內(nèi)容1 機(jī)械零件陳列 2 減速器陳列 三 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn) 1 機(jī)械設(shè)計(jì)陳列部分 2 真實(shí)機(jī)械展示部分1 注意觀察各種零構(gòu)件在機(jī)械中的安裝情況及相互關(guān)系 注意零構(gòu)件的定位與固定 4 注意觀察軸的支承方式 注意觀察軸的安裝位置是如何調(diào)整的 軸承是如何預(yù)緊的 5 注意機(jī)械的潤滑和密封方式 6 注意觀察機(jī)械的箱體結(jié)構(gòu)及與其內(nèi)部各零構(gòu)件的關(guān)系 1 注意觀察各種零件的種類 材料 用途 結(jié)構(gòu)形式及加工方法 2 應(yīng)特別注意觀察各種零件的失效形式 分析零件的失效原因 了解各種減速器的用途及結(jié)構(gòu)形式 觀察減速器內(nèi)部零構(gòu)件的傳動情況 3 減速器展示部分 四 注意事項(xiàng) 1 注意人身安全 特別應(yīng)注意搖動設(shè)備時不要壓軋著自己或別人的手 2 愛護(hù)設(shè)備 搖動設(shè)備動作要輕 以免損壞設(shè)備 3 一般不要從設(shè)備或展臺上拿下零件 若拿出零件 看完后應(yīng)按原樣復(fù)原 避免零件丟失 4 不要隨便移動設(shè)備 以免受傷或損壞設(shè)備 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 帶傳動實(shí)驗(yàn)齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn)液體動壓軸承實(shí)驗(yàn)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)減速機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一帶傳動實(shí)驗(yàn) 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 了解帶傳動的基本原理 并觀察 分析有關(guān)帶的彈性滑動和打滑等重要物理現(xiàn)象 2 了解轉(zhuǎn)速 以及扭矩的測量原理與方法 3 繪制帶的滑動曲線及傳動效率曲線 二 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 本實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械部分 主要有兩臺直流電機(jī)組成 其中一臺作為原動機(jī) 另一臺則作為負(fù)載的發(fā)電機(jī) 對原動機(jī) 由單片機(jī)調(diào)速裝置供給電動機(jī)電樞以不同的端電壓 實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速 對發(fā)電機(jī) 每打開一個負(fù)載開關(guān) 即并上一個負(fù)載電阻 使發(fā)電機(jī)負(fù)載逐步增加 電樞電流增大 隨之電磁轉(zhuǎn)矩也增大 即發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大 實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的改變 兩臺電機(jī)均為懸掛支承 當(dāng)傳遞載荷時 作用于電機(jī)定子上的力矩T1 主動電機(jī)力矩 T2 從動電機(jī)力柜 迫使拉鉤作用于拉力傳感器 傳感器輸出的電信號正比于T1 T2的原始信號 原動機(jī)的機(jī)座設(shè)計(jì)成浮動結(jié)構(gòu) 滾動滑槽 與牽引鋼絲繩 定滑輪 砝碼一起組成帶傳動預(yù)拉力形成機(jī)構(gòu) 改變砝碼大小 即可準(zhǔn)確地預(yù)定帶傳動的預(yù)拉力F0 用扳手?jǐn)Q緊螺紋拉桿即可改變帶傳動中心距 從而改變張緊力 兩臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在帶輪背后 由此可獲得必須的轉(zhuǎn)速信號 1 皮帶傳動原理 1 1帶傳動的分析預(yù)拉力促使帶與輪之間具有一定的摩擦力 使得輪子轉(zhuǎn)動時帶動皮帶傳動 兩皮帶輪靜止時 帶各處的拉力都等于預(yù)緊力F0 傳動時 由于帶與輪子表面間摩擦力的作用 帶兩邊出現(xiàn)拉力差異 繞進(jìn)主動輪和繞出主動輪的一邊的拉力從F0增大到F1 繞出主動輪和繞進(jìn)被動輪的一邊的拉力由F0減小到F2 F1作用的邊稱為緊邊 F2作用的邊稱為松邊設(shè)環(huán)形帶的總長度不變 則緊邊的拉力的增量F1 F0應(yīng)等于松邊拉力的減小量F0 F2 即F1 F0 F0 F2則緊邊與松邊之差稱為帶傳動的有效拉力 即圓周力等于F F1 F2 1 2帶傳動的彈性滑動與打滑滑差率由于彈性滑動不可避免 所以從動輪的圓周速度小于主動輪的圓周速度 在帶傳動時 由帶的滑動引起的被動輪速度的降低率稱為滑差率 其中 V1 V2為主 被動輪輪緣的線速度 n1 n2為主 被動輪的轉(zhuǎn)速 d1 d2為主 被動輪的直徑 若d1 d2 則 n1 n2 n1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果 帶的彈性滑動只發(fā)生在全部包角的某一段的接觸弧上 隨著有效圓周力的增加 彈性滑動的區(qū)段也逐漸增大 當(dāng)它擴(kuò)大至整個包角對應(yīng)的接觸弧時 帶傳動的有效圓周力也達(dá)到最大極限 如果載荷進(jìn)一步增大 帶與帶輪間就發(fā)生顯著的相對滑動 即產(chǎn)生打滑 打滑將使皮帶磨損加劇 被動輪轉(zhuǎn)速急劇降低 甚至使傳動失效 這種情況應(yīng)當(dāng)避免 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成 實(shí)驗(yàn)臺外觀如圖1所示 圖1 如圖2所示 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括如下部分 1 帶傳動機(jī)構(gòu) 2 主 從動輪轉(zhuǎn)矩傳感器 3 主 從動輪轉(zhuǎn)速傳感器 4 控制盒 數(shù)據(jù)采集箱 5 個人電腦 6 打印機(jī) 圖2 3 實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 機(jī)械結(jié)構(gòu)本實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械部分 主要由兩臺直流電機(jī)組成 如圖3所示 其中一臺作為原動機(jī) 另一臺作為負(fù)載的發(fā)電機(jī) 圖3 2 檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺配數(shù)據(jù)采集箱一只 承擔(dān)控制檢測 數(shù)據(jù)處理 自動顯示等功能 通過微機(jī)接口外接PC機(jī) 這時就可自動顯示并能打印輸出帶傳動的滑動曲線 T2及效率曲線 T2以及有關(guān)數(shù)據(jù) 三 實(shí)驗(yàn)操作步驟 1 接通電源在接通電源前首先將電機(jī)調(diào)速旋鈕粗調(diào)電位器逆時針轉(zhuǎn)到底 使開關(guān) 斷開 細(xì)調(diào)電位器旋鈕逆時針旋到底 按電源開關(guān)接通電源 按一下 清零 鍵 此時主 被動電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示為 0 力矩顯示為 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于 自動校零 狀態(tài) 校零結(jié)束后 力矩顯示為 0 再將粗調(diào)調(diào)速旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)接通 開關(guān) 并慢慢向高速方向旋轉(zhuǎn) 電機(jī)起動 逐漸增速 同時觀察實(shí)驗(yàn)臺面板上主動輪轉(zhuǎn)速顯示屏上的轉(zhuǎn)速數(shù) 其上的數(shù)字即為當(dāng)時的電機(jī)轉(zhuǎn)速 當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速 本實(shí)驗(yàn)建議預(yù)定轉(zhuǎn)速為1200 1300轉(zhuǎn) 分左右 時 停止轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 此時從動電機(jī)轉(zhuǎn)速也將穩(wěn)定地顯示在顯示屏上 2 加載在空載時 記錄主 被動輪轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速 按 加載 鍵一次 第一個加載指示燈亮 調(diào)整主動電機(jī)轉(zhuǎn)速 此時 只需使用細(xì)調(diào)電位器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 使其仍保持在預(yù)定工作轉(zhuǎn)速內(nèi) 待顯示基本穩(wěn)定 一般LED顯示器跳動2 3次即可達(dá)到穩(wěn)定值 記下主 從動輪的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速值 再按 加載 鍵一次 第二個加載指示燈亮 再調(diào)整主動轉(zhuǎn)速 用細(xì)調(diào)電位器 仍保持預(yù)定轉(zhuǎn)速 待顯示穩(wěn)定后再次記下主 從動輪的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速 第三次按 加載 鍵 第三個加載指示燈亮 同前次操作記錄下主 從動輪的轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 重復(fù)上述操作 直至7個加載指示燈亮 記錄下八組數(shù)據(jù) 根據(jù)這八組數(shù)據(jù)便可作出帶傳動滑動曲線 T2及效率曲線 T2 在記錄下各組數(shù)據(jù)后應(yīng)先將電機(jī)粗調(diào)速旋鈕逆時針轉(zhuǎn)至 關(guān)斷 狀態(tài) 然后將細(xì)調(diào)電位器逆時針轉(zhuǎn)到底 再按 清零 鍵 顯示指示燈全部熄滅 機(jī)構(gòu)處于關(guān)斷狀態(tài) 等待下次實(shí)驗(yàn)或關(guān)閉電源 三 注意事項(xiàng)1 必須按操作規(guī)程操作實(shí)驗(yàn)機(jī) 實(shí)驗(yàn)中注意不要靠近 手摸傳動皮帶 避免發(fā)生安全事故 2 實(shí)驗(yàn)中皮帶打滑狀態(tài)不要維持過久 否則 會使皮帶過熱 失去原有狀態(tài) 也不利于使用壽命 帶傳動實(shí)驗(yàn)臺加載原理 本實(shí)驗(yàn)臺由兩臺直流電機(jī)組成 左邊一臺是直流電動機(jī) 產(chǎn)生主動轉(zhuǎn)矩 通過皮帶 帶動右邊的直流發(fā)電機(jī) 直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓通過面板的 加載 按鍵控制電子開關(guān) 逐級接通并聯(lián)的負(fù)載電阻 計(jì)算公式為 1 2 3 求所曲線 T2 式中T1 T2分別為主動輪和被動輪上的轉(zhuǎn)矩n1 n2分別為主動輪和被動輪的轉(zhuǎn)速 式中 為從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 為從動輪理論轉(zhuǎn)速即假定帶傳動沒有滑動時的轉(zhuǎn)速 由于本試驗(yàn)中兩輪直徑相等 和 測試軟件界面 實(shí)驗(yàn)二齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn) 1 了解封閉功率流式齒輪試驗(yàn)臺的基本結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)及測定齒輪傳動效率的方法 2 在封閉齒輪實(shí)驗(yàn)機(jī)上測定齒輪的傳動效率 3 通過改變載荷 測出不同載荷下的傳動效率和功率 輸出T1 T9關(guān)系曲線及 T9曲線 其中T1為輪系輸入扭矩 即電機(jī)輸出扭矩 T9為封閉扭矩 也即載荷扭矩 為齒輪傳動效率 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 具有2個完全相同的齒輪箱 懸掛齒輪箱7和定軸齒輪箱4 每個齒輪箱內(nèi)都有2個相同的齒輪相互嚙合傳動 齒輪9與9 齒輪5與5 兩個實(shí)驗(yàn)齒輪箱之間由兩根軸 一根是用于儲能的彈性扭力軸6 另一根為萬向節(jié)軸10 相聯(lián) 組成一個封閉的齒輪傳動系統(tǒng) 1 封閉 閉式 傳動系統(tǒng) 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 2 當(dāng)由電動機(jī)1驅(qū)動該傳動系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后 電動機(jī)傳遞給系統(tǒng)的功率被封閉在齒輪傳動系統(tǒng)內(nèi) 即兩對齒輪相互自相傳動 此時若在動態(tài)下脫開電動機(jī) 如果不存在各種摩擦力 這是不可能的 且不考慮攪油及其它能量損失 該齒輪傳動系統(tǒng)將成為永動系統(tǒng) 1 封閉 閉式 傳動系統(tǒng) 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 3 由于存在摩擦力及其它能量損耗 在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后 為使系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去 由電動機(jī)繼續(xù)提供系統(tǒng)能耗損失的能量 此時電動機(jī)輸出的功率僅為系統(tǒng)傳動功率的20 左右 對于實(shí)驗(yàn)時間較長的情況 封閉式實(shí)驗(yàn)機(jī)有利于節(jié)能 1 封閉 閉式 傳動系統(tǒng) 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 1 電動機(jī)1為直流調(diào)速電機(jī) 電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定軸齒輪箱輸入軸相聯(lián) 電動機(jī)采用外殼懸掛支承結(jié)構(gòu) 既電機(jī)外殼可繞支承軸線轉(zhuǎn)動 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 2 電動機(jī)的輸出功率 2 電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間相互作用的電磁力矩 與電動機(jī)外殼 定子 相聯(lián)的轉(zhuǎn)矩傳感器2提供的外力矩與作用于定子的電磁力矩相平衡 故轉(zhuǎn)矩傳感器測得的力矩即為電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T0 電動機(jī)轉(zhuǎn)速為n 電動機(jī)輸出功率為 n T0 9550 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 2 電動機(jī)的輸出功率 當(dāng)實(shí)驗(yàn)臺空載時 懸掛齒輪箱的杠桿通常處于水平位置 當(dāng)加上載荷W后 對懸掛齒輪箱作用一外加力矩WL 使懸掛齒輪箱產(chǎn)生一定角度的翻轉(zhuǎn) 使兩個齒輪箱內(nèi)的兩對齒輪的嚙合齒面靠緊 這時在彈性扭力軸內(nèi)存在一扭矩T9 方向與外加負(fù)載力矩WL相反 在萬向節(jié)軸內(nèi)同樣存在一扭矩T9 方向同樣與外加力矩WL相反 若斷開扭力軸和萬向節(jié)軸 取懸掛齒輪箱為隔離體 可以看出兩根軸內(nèi)的扭矩之和 T9 T9 與外加負(fù)載力矩WL平衡 即T9 T9 WL 又因兩軸內(nèi)的兩個扭矩 T9和T9 為同一個封閉環(huán)形傳動鏈內(nèi)的扭矩 故這兩個扭矩相等 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 3 封閉系統(tǒng)的加載 由此計(jì)算出封閉系統(tǒng)內(nèi)傳遞的功率 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 4 單對齒輪傳動效率 設(shè)封閉齒輪傳動系統(tǒng)的總傳動效率為 封閉齒輪傳動系統(tǒng)內(nèi)傳遞的有用功率為P9 封閉齒輪傳動系統(tǒng)內(nèi)的功率損耗 無用功率 等于電動機(jī)輸出功率P0 即 P0 P9 P9 P9 P0 P9 T9 T0 T9 若忽略軸承的效率 系統(tǒng)總效率 包含兩級齒輪的傳動效率 故單級齒輪的傳動效率為 5 封閉功率流方向 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 封閉系統(tǒng)內(nèi)功率流的方向取決于由外加力矩決定的齒輪嚙合齒面間作用力的方向和由電動機(jī)轉(zhuǎn)向決定的各齒輪的轉(zhuǎn)向 當(dāng)一個齒輪所受到的齒面作用力與其轉(zhuǎn)向相反時 該齒輪為主動齒輪 而當(dāng)齒輪所受到的齒面作用力與其轉(zhuǎn)向相同時 則該齒輪為從動齒輪 功率流的方向從主動齒輪流向從動齒輪 并封閉成環(huán) 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 原動機(jī) 電動機(jī) 提供動力 制動器 被測機(jī)械的負(fù)載 特點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)臺的組成簡便靈活 但能耗較大 適用于被測設(shè)備類型多變 實(shí)驗(yàn)周期較短的情況 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 開式傳動系統(tǒng) 7 機(jī)械功率 效率測定開式實(shí)驗(yàn)臺簡介 1 打開電源前 應(yīng)先將電動機(jī)調(diào)速旋鈕逆時針輕旋到頭 避免開機(jī)時電動機(jī)突然啟動 2 打開電源 按一下 清零鍵 進(jìn)行清零 轉(zhuǎn)速顯示為 0 電動機(jī)轉(zhuǎn)矩顯示 系統(tǒng)處于 自動校零 狀態(tài) 校零結(jié)束后 轉(zhuǎn)矩顯示為 0 3 保證卸掉所有加載砝碼后 調(diào)整電動機(jī)調(diào)速旋鈕 使電動機(jī)轉(zhuǎn)速為500r min 4 在砝碼吊籃上加上第一個砝碼 10N 并微調(diào)轉(zhuǎn)速使其始終保持在預(yù)定轉(zhuǎn)速 500r min 左右 待顯示穩(wěn)定后 一般調(diào)速或加載后 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩顯示值跳動2 3次即可達(dá)到穩(wěn)定值 按一下 保持鍵 使顯示值保持不變 記錄該組數(shù)值 然后按一下 加載鍵 第一個加載指示燈亮 并脫離 保持 狀態(tài) 表示第一點(diǎn)加載結(jié)束 5 在砝碼吊籃上加上第二個砝碼 重復(fù)上述操作 直至加上8個砝碼 8個加載指示燈全亮 轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩顯示器分別顯示 8888 實(shí)驗(yàn)結(jié)束 6 記錄下各組數(shù)據(jù) 先將電機(jī)轉(zhuǎn)速慢慢調(diào)速至零 然后再關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺電源 7 根據(jù)記錄數(shù)據(jù) 作出齒輪封閉傳動系統(tǒng)的傳動效率 T9 曲線 三 實(shí)驗(yàn)方法及注意事項(xiàng) 四 注意事項(xiàng) 封閉式傳動系統(tǒng)為什么能夠節(jié)能 封閉齒輪傳動如何區(qū)分主動與被動齒輪 欲改變功率流方向 采用什么方法 改變齒輪工作面采用什么方法 五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 記錄對應(yīng)外載荷下的轉(zhuǎn)速n 扭矩T9 并計(jì)算出系統(tǒng)效率2 繪制及的變化曲線 3 回答思考題 實(shí)驗(yàn)三液體動壓軸承實(shí)驗(yàn) 1 了解實(shí)驗(yàn)臺的構(gòu)造和工作原理 通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解動壓潤滑的形成 加深對動壓原理的認(rèn)識 2 學(xué)習(xí)動壓軸承油膜壓力分布的測定方法 繪制油膜壓力徑向和軸向分布圖 驗(yàn)證理論分布曲線 3 掌握動壓軸承摩擦特征曲線的測定方法 繪制f n曲線 加深對潤滑狀態(tài)與各參數(shù)間關(guān)系的理解 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)使用湖南長慶科教儀器有限公司生產(chǎn)的HS B型液體動壓軸承實(shí)驗(yàn)臺 它由傳動裝置 加載裝置 摩擦系數(shù)測量裝置 油膜壓力測量裝置和被試驗(yàn)軸承等組成 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工作原理 滑動軸承試驗(yàn)臺 液體動壓滑動軸承的工作原理是通過軸頸的旋轉(zhuǎn)將潤滑油帶入摩擦表面 由于油的粘性 粘度 作用 當(dāng)達(dá)到足夠高的旋轉(zhuǎn)速度時油就被擠入軸與軸瓦配合面間的楔形間隙內(nèi)而形成流體動壓效應(yīng) 在承載區(qū)內(nèi)的油層中產(chǎn)生壓力 當(dāng)壓力的大小能平衡外載荷時 軸與軸瓦之間形成了穩(wěn)定的油膜 這時軸的中心對軸瓦中心處于偏心位置 軸與軸瓦間的摩擦是處于完全液體摩擦潤滑狀態(tài) 其油膜形成過程及油膜壓力分布如圖所示 二 實(shí)驗(yàn)原理 油膜壓力分布曲線 此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是徑向加載的液體動壓滑動軸承實(shí)驗(yàn) 其目的是測量軸承與轉(zhuǎn)軸間隙中的油膜在圓周方向的壓力分布值 并驗(yàn)證徑向油膜壓力最大值PMAX不在外載荷FR的垂線位置 而是在最小油膜厚度附近 圖1周向油膜壓力分布曲線圖2軸向油膜壓力分布曲線 軸承摩擦特性曲線 1 在軸承載荷F 80kg和F 70kg時 分別測量軸承周向油膜壓力和軸向油膜壓力 繪制出周向和軸向油膜壓力分布曲線 并求出軸承的實(shí)際承載量 2 測定軸承壓力 軸轉(zhuǎn)速 潤滑油粘度與摩擦系數(shù)之間的關(guān)系 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 得出軸承f 曲線 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 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(jī) 將軸的轉(zhuǎn)速調(diào)整到一定值 可取200rpm左右 注意觀察從軸開始運(yùn)轉(zhuǎn)至200rpm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(tài) 2 用加載裝置分幾次加載70kg左右 但切記加載不超過1000N即100kg 3 待各壓力傳感器的壓力值穩(wěn)定后 由左至右依次記錄各壓力傳感器的壓力值 4 卸載 關(guān)機(jī)5 根據(jù)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 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30 50 70 90 110 130 150 分別得出油孔點(diǎn)l 2 3 4 5 6 7的位置 通過這些點(diǎn)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 l 2 2 3 3 7 7 將1 2 7 各點(diǎn)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 四 實(shí)驗(yàn)方法與步驟 2 測量摩擦系數(shù)f與繪制摩擦特性曲線1 啟動電機(jī) 逐漸使電機(jī)升速 在轉(zhuǎn)速達(dá)到250 300轉(zhuǎn)時 旋動螺桿 逐漸加載到700N 70kg 穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后減速 2 依次記錄轉(zhuǎn)速250 2轉(zhuǎn) 負(fù)載為70kg時的摩擦力 3 卸載 減速 停機(jī) 4 根據(jù)記錄的轉(zhuǎn)速和摩擦力的值計(jì)算整理f與值 按一定比例繪制摩擦特性曲線如圖所示 四 實(shí)驗(yàn)方法與步驟 五 思考題 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 形成動壓油膜的必要條件是什么 2 f 曲線說明什么問題 試解釋當(dāng) 增加時 為什么在非液體摩擦區(qū)和液體摩擦區(qū)f會隨之下降和增大 六 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 軸系結(jié)構(gòu)分析與拼裝實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 熟悉并掌握軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用 工藝要求和裝配關(guān)系2 熟悉并掌握軸及軸上零件的定位與固定方法3 了解軸承的類型 布置 安裝及調(diào)整方法 了解潤滑和密封方式 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1 組合式軸系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)箱2 測量及繪圖工具 繪圖工具學(xué)生自備 三 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 1 指導(dǎo)教師根據(jù)教學(xué)要求給每組指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 圓柱齒輪軸系 小圓錐齒輪軸系或蝸桿軸系分析 2 分析并測繪軸系部件 畫出軸系部件 3 編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 復(fù)習(xí)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軸承組合設(shè)計(jì)等內(nèi)容 2 觀察與分析軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 繪制軸系裝配示意圖或結(jié)構(gòu)草圖 4 測量軸系主要裝配尺寸 如支承跨距 和零件主要結(jié)構(gòu)尺寸 支座不用測量 5 拆卸軸系部件 恢復(fù)原狀 整理工具 實(shí)驗(yàn)結(jié)束 6 根據(jù)裝配草圖和測量數(shù)據(jù) 繪制軸系部件裝配簡圖 這一步可簡略 酌情 7 編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 觀察不同類型軸承的外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸承代號的標(biāo)識 注意軸承的固定 裝拆 間隙調(diào)整等問題 2 注意軸的支承方式 如 兩端單向固定 一端固定 一端游動 3 軸上零件的定位結(jié)構(gòu)或定位零件 如 定位臺階 彈性擋圈 圓螺母 套筒等 4 注意軸的密封形式和密封件 氈圈 橡膠圈 皮碗 油溝等 5 注意軸承端蓋形式 透蓋 悶蓋 凸緣式 嵌入式 6 套杯的結(jié)構(gòu)形式 正裝與反裝 五 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意觀察與思考的幾個問題 注意結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 注意裝配方法 每人編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告一份內(nèi)容包括 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?軸系類型 兩端固定 一端固定一端游走或兩端游走等 附軸系結(jié)構(gòu)裝配簡圖 說明 簡要說明所繪制的軸系中軸上零件特別是齒輪和軸承的定位和固定方式 透蓋處的密封方式 滾動軸承的安裝調(diào)整及潤滑等問題 六 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 參考圖 實(shí)驗(yàn)五 減速機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn) 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過對拆裝用減速器的拆裝和分析 達(dá)到了解其中各零件的結(jié)構(gòu) 用途及減速器的裝配 調(diào)整 潤滑方法 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具 1 拆裝用減速器2 扳手兩把 游標(biāo)卡尺一把 長直尺一把3 鉛筆 橡皮 三角尺 自備 三 實(shí)驗(yàn)步驟 1 拆卸減速器前 觀察其外形 外露零件的相互位置 判斷減速器屬于哪種類型 2 拆開箱蓋 觀察齒輪 軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及齒輪在軸上如何定位 3 確定齒輪副的潤滑形式 4 通過對軸承結(jié)構(gòu)的分析 了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 明確如下問題 軸承的受力情況如何 為什么采用該形式軸承 為什么這樣布置 是否要調(diào)整軸承的間隙 如何調(diào)整 軸承蓋的形式 結(jié)構(gòu) 如何保證軸承的潤滑 采用哪種潤滑劑 采用了何種密封裝置 5 分析減速器其它部分 螺栓凸臺 吊耳或吊環(huán) 加強(qiáng)筋 箱體結(jié)合面 底座面及螺栓分布 通氣螺栓 放油螺栓 油標(biāo) 觀察孔等 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 用途及優(yōu)缺點(diǎn) 6 分析如何調(diào)整齒輪嚙合 7 分析軸上零件的裝配順序 四 實(shí)驗(yàn)要求 1 給出總傳動圖并在圖上標(biāo)明各齒輪的齒數(shù) 旋向及各級傳動比 2 給出分析結(jié)果如軸承類型 軸承潤滑方法 軸承軸向間隙的調(diào)整方法 上下箱體結(jié)合的聯(lián)接螺栓數(shù) 箱蓋和箱座吊耳 環(huán) 及加強(qiáng)筋的數(shù)量 上下箱體之間的定位銷的布置 觀察孔 啟蓋螺釘 通氣螺栓 放油螺栓及油標(biāo)的布置和作用等 3 測繪其中一軸系 并說明軸上零件的定位和固定方式 選做 五 注意事項(xiàng) 1 拆裝時要認(rèn)真負(fù)責(zé) 觀察要仔細(xì) 愛護(hù)工具和各構(gòu)件 拆裝用力要適當(dāng) 以免損壞零件 2 拆出的零件不得亂放 要輕拿輕放 各配合面不應(yīng)接觸地面和粗糙面 以免碰損 3 拆裝結(jié)束后 應(yīng)把減速器按原樣裝好 點(diǎn)齊工具并交還指導(dǎo)老師后方可離開 六 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 內(nèi)容包括1 總傳動圖 2 減速器分析 重點(diǎn)是減速器結(jié)構(gòu)特征的分析 注 可以比較一下兩級圓柱齒輪減速器中展開式 分流式及同軸式的各自特點(diǎn)及應(yīng)用 選做 3 所選軸系的測繪及分析結(jié)果 選做 二級齒輪減速器 單級齒輪減速器 蝸桿減速器 減速器 減速器 減速器的基本構(gòu)造 減速器主要由傳動零件 齒輪或蝸桿 軸 軸承 箱體及其附件所組成 下圖為單級圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)圖 其基本結(jié)構(gòu)有三大部分 1 齒輪 軸及軸承組合 2 箱體 3 減速器附件減速器的基本結(jié)構(gòu)1 箱座2 箱蓋3 上下箱聯(lián)接螺栓4 通氣器5 檢查孔蓋板6 吊環(huán)螺釘7 定位銷8 油標(biāo)尺9 放油螺塞10 平鍵11 油封12 齒輪軸13 擋油盤14 軸承15 軸承端蓋16 軸17 齒輪18 軸套 減速器的基本構(gòu)造 齒輪 軸及軸承組合小齒輪與軸制成一體 稱齒輪軸 這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下 如果軸的直徑為d 齒輪齒根圓的直徑為df 則當(dāng)df d 6 7mn時 應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu) 而當(dāng)df d 6 7mn時 采用齒輪與軸分開為兩個零件的結(jié)構(gòu) 如低速軸與大齒輪 此時齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接 軸上零件利用軸肩 軸套和軸承蓋作軸向固定 兩軸均采用了深溝球軸承 這種組合 用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況 當(dāng)軸向載荷較大時 應(yīng)采用角接觸球軸承 圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu) 圖中 軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的稀油 進(jìn)行潤滑 箱座中油池的潤滑油 被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上 沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后 通過導(dǎo)油槽流入軸承 當(dāng)浸油齒輪圓周速度 2m s時 應(yīng)采用潤滑脂潤滑軸承 為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂 可采用擋油環(huán)將其分開 為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi) 在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件 減速器的基本構(gòu)造 箱體箱體是減速器的重要組成部件 它是傳動零件的基座 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 箱體通常用灰鑄鐵制造 對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體 單體生產(chǎn)的減速器 為了簡化工藝 降低成本 可采用鋼板焊接的箱體 上圖中的箱體是由灰鑄鐵制造的 灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能 為了便于軸系部件的安裝和拆卸 箱體制成沿軸心線水平剖分式 上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體 軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔 而軸承座旁的凸臺 應(yīng)具有足夠的承托面 以便放置聯(lián)接螺栓 并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間 為保證箱體具有足夠的剛度 在軸承孔附近加支撐肋 為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積 箱體底座一般不采用完整的平面 圖中減速器下箱座底面是采用兩縱向長條形加工基面 減速器的基本構(gòu)造 附件為了保證減速器的正常工作 除了對齒輪 軸 軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外 還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油 排油 檢查油面高度 加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位 吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì) 1 檢查孔為檢查傳動零件的嚙合情況 并向箱內(nèi)注入潤滑油 應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔 圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處 平時 檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上 2 通氣器減速器工作時 箱體內(nèi)溫度升高 氣體膨脹 壓力增大 為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出 以保持箱內(nèi)外壓力平衡 不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏 通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器 3 軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷 軸承座孔兩端用軸承蓋封閉 軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種 圖中采用的是凸緣式軸承蓋 利用六角螺栓固定在箱體上 外伸軸處的軸承蓋是通孔 其中裝有密封裝置 凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝 調(diào)整軸承方便 但和嵌入式軸承蓋相比 零件數(shù)目較多 尺寸較大 外觀不平整 減速器的基本構(gòu)造 4 定位銷為保證每次拆裝箱蓋時 仍保持軸承座孔制造加工時的精度 應(yīng)在精加工軸承孔前 在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷 圖中采用的兩個定位圓錐銷 安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上 對稱箱體應(yīng)呈對稱布置 以免錯裝 5 油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度 經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油 一般在箱體便于觀察 油面較穩(wěn)定的部位 裝設(shè)油面指示器 圖中采用的油面指示器是油標(biāo)尺 6 放油螺塞換油時 排放污油和清洗劑 應(yīng)在箱座底部 油池的最低位置處開設(shè)放油孔 平時用螺塞將放油孔堵住 放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈 7 啟箱螺釘為加強(qiáng)密封效果 通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠 因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋 為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置 加工出1 2個螺孔 旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘 旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起 小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘 啟蓋時用起子撬開箱蓋 啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓 8 起吊裝置當(dāng)減速器重量超過25kg時 為了便于搬運(yùn) 在箱體設(shè)置起吊裝置 如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤等 圖中上箱蓋裝有兩個吊環(huán)螺釘 下箱座鑄出四個吊鉤 常用減速器的型式和應(yīng)用 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置 用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩 以滿足工作需要 在某些場合也用來增速 稱為增速器 減速器的種類很多 按照傳動類型可分為齒輪減速器 蝸桿減速器和行星減速器以及它們互相組合起來的減速器 按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器 按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器 圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器 按照傳動的布置形式又可分為展開式 分流式和同軸式減速器 常用的減速器型式及其特點(diǎn)和應(yīng)用見下表 常用減速器的型式和應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)六機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn) 主要內(nèi)容一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?實(shí)驗(yàn)設(shè)備三 實(shí)驗(yàn)原理四 實(shí)驗(yàn)步驟 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過測試常見機(jī)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(yùn)動與動力過程中的參數(shù)曲線 速度曲線 轉(zhuǎn)矩曲線 傳動比曲線 功率曲線及效率曲線等 加深對常見機(jī)械傳動性能的認(rèn)識和理解 2 通過測試由常見機(jī)械傳動組成的不同傳動系統(tǒng)的參數(shù)曲線 掌握機(jī)械傳動合理布置的基本要求 3 通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識智能化機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)臺的工作原理 掌握計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)的新方法 培養(yǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的能力 二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)在 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)臺 上進(jìn)行 本實(shí)驗(yàn)臺采用模塊化結(jié)構(gòu) 由不同種類的機(jī)械傳動裝置 聯(lián)軸器 變頻電機(jī) 加載裝置和工控機(jī)等模塊組成 學(xué)生可以根據(jù)選擇或設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型 方案和內(nèi)容 自己動手進(jìn)行傳動連接 安裝調(diào)試和測試 進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 綜合性實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)臺各硬件組成部件的結(jié)構(gòu)布局如圖3 1所示 實(shí)驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)布局 1 變頻調(diào)速電機(jī)2 聯(lián)軸器3 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器4 試件5 加載與制動裝置6 工控機(jī)7 變頻器8電器控制柜9 臺座 實(shí)驗(yàn)臺組成部件的主要技術(shù)參數(shù)如表3 1所示 表3 1實(shí)驗(yàn)臺組成部件的主要技術(shù)參數(shù) 為了提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的精度 實(shí)驗(yàn)臺采用兩個扭矩測量卡進(jìn)行采樣 測量精度達(dá)到 0 2 FS 能滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研生產(chǎn)試驗(yàn)的實(shí)際需要 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)臺采用自動控制測試技術(shù)設(shè)計(jì) 所有電機(jī)程控起停 轉(zhuǎn)速程控調(diào)節(jié) 負(fù)載程控調(diào)節(jié) 用扭矩測量卡替代扭矩測量儀 整臺設(shè)備能夠自動進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理 自動輸