機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)新

10實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)機(jī)械根底教研室編寫(xiě)適用專業(yè):輛工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械、過(guò)程掌握等機(jī)械類專業(yè)。貴州大學(xué)二○一二年八月前 言《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類各專業(yè)的一門(mén)主干技術(shù)根底課程。它在培育學(xué)生的機(jī)用。性思維方法和制造性技法等綜合力量。機(jī)械傳動(dòng)性能參數(shù)測(cè)試與分析試驗(yàn)報(bào)告ZJS50系列綜合設(shè)計(jì)型機(jī)械設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)是由西南交通大學(xué)國(guó)家工科機(jī)械根底課程教學(xué)基地研制開(kāi)發(fā)，成都通達(dá)恒力科技制造生產(chǎn)的一種模塊化、多功能、開(kāi)放式的具有工程背景的型機(jī)械設(shè)計(jì)綜合試驗(yàn)裝置。一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型配置的試驗(yàn)臺(tái)可利用種類齊全的動(dòng)力模塊〔庫(kù)、傳動(dòng)模塊〔庫(kù)、支承聯(lián)接及調(diào)整模塊〔庫(kù)、加載模塊〔庫(kù)、測(cè)試模塊〔庫(kù)、工具模塊〔庫(kù)〕及數(shù)據(jù)處理模塊〔庫(kù)，通過(guò)對(duì)各模塊〔庫(kù)〕單一型試驗(yàn)臺(tái)〔〕進(jìn)展有關(guān)典型機(jī)械傳動(dòng)裝置，輪—鏈傳動(dòng)”等多種傳動(dòng)系統(tǒng)的布置優(yōu)化試驗(yàn)。本試驗(yàn)臺(tái)承受模塊化的構(gòu)造，柔性好，變型功能及綜合性強(qiáng)，具有較好的可操作性及二次開(kāi)發(fā)性。本試驗(yàn)臺(tái)是一種開(kāi)放式的型機(jī)械設(shè)計(jì)綜合試驗(yàn)裝置，具有真實(shí)的工程背景，而非模型或簡(jiǎn)潔的玩具性試驗(yàn)裝置。本試驗(yàn)臺(tái)模塊化主要庫(kù)件的構(gòu)造、性能及精度既可用于教學(xué)試驗(yàn)，亦可用于科研試驗(yàn)場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、資源共享，提高設(shè)備使用效率。本試驗(yàn)臺(tái)在教學(xué)試驗(yàn)中，著重對(duì)學(xué)生綜合試驗(yàn)素養(yǎng)的培育，可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)展包括試驗(yàn)方案的創(chuàng)意設(shè)計(jì)、試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)、搭接、組裝及調(diào)試、試驗(yàn)測(cè)試方法的選擇及應(yīng)用、試驗(yàn)操作規(guī)程的制定、試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試、試驗(yàn)結(jié)果分析及試驗(yàn)裝置構(gòu)造簡(jiǎn)圖的繪制等工程試驗(yàn)技能的培育與訓(xùn)練，打破了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)課程試驗(yàn)的以驗(yàn)證性試驗(yàn)為主的單一化模式，為培育學(xué)生綜合試驗(yàn)素養(yǎng)以及有驗(yàn)證性向試驗(yàn)與理論相結(jié)合模式轉(zhuǎn)化供給了裝備條件，是適于培育學(xué)生創(chuàng)力量及工程實(shí)踐力量的抱負(fù)的型試驗(yàn)裝置。二、主要技術(shù)指標(biāo)1、動(dòng)力模塊〔庫(kù)：Y90L-41.5KW；同步轉(zhuǎn)速：1500r/min；額定電壓下，最大2.3；MM420-150/3〔；〔選配；2、傳動(dòng)模塊〔庫(kù)〕JSQ-XC-120齒輪減速器〔斜齒：減速比1.5，齒數(shù)Z=3、Z=5，1 2螺旋角β=8°16′38″，中心距a=120mm，法面模數(shù)m=2.5；nNRV063ZA，m=3.250Z4，蝸輪齒數(shù)1Z=301:7.5，中心距a=63mm；松開(kāi)彈簧卡圈可轉(zhuǎn)變輸出軸的方向；2〔3〕V帶傳動(dòng)：型號(hào)Z-1000，帶輪基準(zhǔn)直徑d=106mm；鏈傳動(dòng)：鏈號(hào)：08B，鏈節(jié)距p=12.70mm，鏈輪齒數(shù)：Z=21；其它傳動(dòng)裝置〔選配；、支承聯(lián)接及調(diào)整模塊〔庫(kù)：根底工作平臺(tái)(工程化的試驗(yàn)工作平臺(tái)可搭接一至四級(jí)、三十多種傳動(dòng)方式)聯(lián)軸器〔美國(guó)馬丁公司專利產(chǎn)品〕各種規(guī)格墊塊及聯(lián)接件〔配有美國(guó)馬丁公司的專利產(chǎn)品，構(gòu)造先進(jìn)、裝拆便利〕等；電機(jī)-小傳感器墊塊、電機(jī)-小傳感器墊塊(擴(kuò)展)、小傳感器墊塊、大傳感器墊塊-01、大傳感器墊塊-02、蝸桿墊塊、蝸桿墊塊(擴(kuò)展)、磁粉制動(dòng)器墊塊等；4、加載模塊〔庫(kù)〕WLY-1A穩(wěn)流電源：輸入電壓：AC220V±10﹪，50/60Hz；輸出電流：0～1A；穩(wěn)流精度：1﹪；CZ-5型磁粉制動(dòng)〔加載〕器：額定轉(zhuǎn)矩50N.m，激磁電流0.8A，允許滑差功率4KW；、測(cè)試模塊〔庫(kù)：JCO20N.m；轉(zhuǎn)速范圍：0～10000r/min；JC1A50N.m；轉(zhuǎn)速范圍：0～6000r/min；JX-1A0～99999N.m；轉(zhuǎn)速范圍：0～30000r/min；、工具模塊〔庫(kù)：配套、齊全的安裝調(diào)整工具。三、試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)造及工作原理ZJS50動(dòng)力模塊、傳動(dòng)模塊、支承聯(lián)接及調(diào)整模塊、加載模塊、測(cè)試模塊、工具模塊及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理模塊搭接而成，其連接及工作原理系統(tǒng)圖如下：動(dòng)力庫(kù)動(dòng)力庫(kù)被測(cè)傳動(dòng)庫(kù)加載庫(kù)數(shù)據(jù)處理庫(kù)〔掌握柜〕結(jié)果本試驗(yàn)臺(tái)利用傳動(dòng)模塊〔庫(kù)〕中不同庫(kù)件的選擇及組合搭配，通過(guò)支承聯(lián)接及調(diào)整模塊的選擇搭接，可構(gòu)成三十余種單級(jí)及四級(jí)傳動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，其中包?種單級(jí)典型機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，如：帶傳?dòng)試驗(yàn)臺(tái)、鏈傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、蝸桿傳動(dòng)〔上置〕試驗(yàn)臺(tái)、蝸桿傳動(dòng)〔下置〕試驗(yàn)臺(tái)，和十余種由帶、鏈、齒輪、蝸桿等相互組合而成的多級(jí)組合機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)，如：帶—齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、齒輪—鏈傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、帶—鏈傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、帶—齒輪—鏈傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)、帶—鏈—齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)等。四、試驗(yàn)原理和方法η及其測(cè)定方法η表示能量的利用程度。在機(jī)械傳動(dòng)中，輸入功率PiPo與損耗功率Pf之和，即PPPi o f

〔1-1〕式中：Pi——輸入功率，KW；Po——輸出功率，KW；Pf——損耗功率，KW。則傳動(dòng)效η定義為Po 〔1-2〕PPi由力學(xué)學(xué)問(wèn)知，軸傳遞的功率可按軸的角速度和作用于軸上的力矩由下式求锝PM 2n M n M601000 30000

〔1-3〕PKMra/；n——軸的轉(zhuǎn)速，r/minη可改寫(xiě)為Mn o o 〔1-4〕Mni i由此可見(jiàn)，假設(shè)能利用儀器測(cè)出機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，就可以通過(guò)式〔1-4〕η。在本試驗(yàn)中，承受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)測(cè)量輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象、滑動(dòng)率測(cè)定及預(yù)緊力掌握與測(cè)定帶傳動(dòng)是以帶作為撓性拉曳元件并借助帶與帶輪間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的一種摩擦傳動(dòng)。其主要特點(diǎn)是能緩和沖擊，吸取振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，構(gòu)造簡(jiǎn)潔，過(guò)載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而具有過(guò)載保護(hù)作用，能適用于中心距較大的工作條件。但帶傳開(kāi)工作時(shí)有彈性滑動(dòng)，使其傳動(dòng)效率降低，并造成速度損失而不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；帶傳動(dòng)的外廓尺寸大；由于工作前需要張緊，使軸上受力較大。帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象及滑動(dòng)率測(cè)定由于帶是彈性體，受力不同時(shí)變形〔伸長(zhǎng)〕量不等，而帶在工作時(shí)，緊邊和松邊的拉力不同，其拉力差及相應(yīng)的變形差造成帶在繞過(guò)帶輪時(shí)，由于摩擦力的存在，使其在主動(dòng)輪上消滅輪的線速度大于帶的線速度，而在從動(dòng)輪上消滅輪的線速度小于帶的線速度的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為帶的彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)是不行避開(kāi)的，是帶傳動(dòng)的固有特性。ε來(lái)衡量，其定義為vv nDnD 1 2 v1

1 1 2 nD1 1

〔1-5〕式中：v、v ——主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，r/min；D、1 2 1 2 1D ——主、從動(dòng)輪的直徑，m。2因此，只要能測(cè)得帶傳動(dòng)主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速以及帶輪直徑，就可以通過(guò)式〔1-5〕計(jì)算出ε。ε1%~2%ε>3%時(shí)，帶傳動(dòng)將開(kāi)頭打滑。帶傳開(kāi)工作時(shí)，當(dāng)載荷大到使彈性滑動(dòng)擴(kuò)展到整個(gè)帶與帶輪的接觸弧時(shí)，帶在帶輪上開(kāi)頭全面滑動(dòng)，這種現(xiàn)象就稱為打滑。打滑時(shí)帶的磨損急劇加劇，傳動(dòng)效率急劇下降，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低甚至停頓運(yùn)動(dòng)，致使傳動(dòng)失效。打滑對(duì)正常工作的帶傳動(dòng)是不期望發(fā)生的，應(yīng)予以避開(kāi)〔用作過(guò)載保護(hù)時(shí)除外。帶傳動(dòng)的主要失效形式是帶的磨損、疲乏破壞和打滑。帶的磨損是由于帶與帶輪間的彈性滑動(dòng)引起的，是不行避開(kāi)的；帶的疲乏破壞是由于帶在工作中所受的交變應(yīng)力引起的，其與帶傳動(dòng)的載荷大小、工作狀況、運(yùn)行時(shí)間、帶輪直徑等因素有關(guān)，它也是不行避開(kāi)的；帶的打滑是由于載荷超過(guò)帶的極限工作力量時(shí)而產(chǎn)生的，是可以避開(kāi)的。帶的預(yù)緊力掌握帶傳開(kāi)工作前需進(jìn)展張緊，而預(yù)緊力的大小是保證帶傳動(dòng)能否正常工作的重要條件。預(yù)緊力缺乏，則極限摩擦力小，傳動(dòng)力量低，簡(jiǎn)潔發(fā)生打滑；預(yù)緊力過(guò)大，又會(huì)使帶的壽命降低，軸和軸承上的壓力增大。單根VF可按下式計(jì)算0K2.5 PKF5000

1a

d mv2zv

N 〔1-6〕Ka

——小帶輪包角修正系數(shù)；Pd

——設(shè)計(jì)功率，KW；z——V帶根數(shù)；m——V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量，Kg/m；v——帶速，m/s。學(xué)院： 專業(yè)： 班級(jí)：姓 名試驗(yàn)時(shí)間試驗(yàn)工程名稱試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)要求試驗(yàn)原理試驗(yàn)儀器試驗(yàn)步驟

學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師

試驗(yàn)組成績(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)作滑動(dòng)率及效率曲線并作試驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)指導(dǎo)老師意見(jiàn)簽名：年月日試驗(yàn)三：減速箱裝拆試驗(yàn)2試驗(yàn)類型：綜合性試驗(yàn)要求：選修一、試驗(yàn)?zāi)康模荷铚p速器的構(gòu)造。了解減速器裝配的根本要求及測(cè)量〔檢驗(yàn)〕方法二、試驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)際中心距與傳動(dòng)要求中心距。齒輪軸中心線的平行度。各齒輪在軸上的安裝位置及它們之間的相互位置。相嚙合齒輪的接觸班點(diǎn)。齒輪付嚙合時(shí)的側(cè)隙。軸的軸向游隙。三、試驗(yàn)原理、方法和手段學(xué)生自行獨(dú)立的依據(jù)所在組的減速器的構(gòu)造進(jìn)展安全、不破壞性的裝拆。四、試驗(yàn)組織運(yùn)行要求：承受“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開(kāi)放模式組織教學(xué)”的形式。五、試驗(yàn)條件：多種構(gòu)造的減速箱六、試驗(yàn)步驟認(rèn)真觀看減速器的外形，外部構(gòu)造〔包括各附件的位置和構(gòu)造〕擰下減速器箱蓋與箱座的聯(lián)接螺檢，并留意其直徑是否全都。擰起蓋螺釘取下減速箱蓋。測(cè)量各軸向游隙的大小。2數(shù)中齒輪的齒數(shù)。確定減速器各毋傳動(dòng)比i1、i??及總傳動(dòng)比。2認(rèn)真擦凈每個(gè)輪齒輪后，在主動(dòng)齒輪2-3個(gè)齒上涂一薄層紅丹，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。再由從動(dòng)輪齒上觀看接觸班點(diǎn)的分布狀況，并測(cè)量其尺寸〔參閱圖一〕沿齒長(zhǎng)方向。接觸班點(diǎn)時(shí)計(jì)算：相對(duì)尺寸〔百分比〕為接觸班點(diǎn)的長(zhǎng)度b扣除超過(guò)模數(shù)值的中斷局部c比全B：bC100%B沿齒高方向接觸班點(diǎn)計(jì)算，相對(duì)尺寸〔百分比〕為接觸班點(diǎn)的平均高度h 比平rh：rh100%hI圖一 圖二轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪輾壓輪齒間的軟鉛片〔留意單方向轉(zhuǎn)過(guò)，不要反復(fù)轉(zhuǎn)〕取出軟鉛片用千分尺測(cè)量其最薄處的厚度。，將減速器各軸承蓋，輸出軸取出，合上箱蓋用游標(biāo)尺認(rèn)真測(cè)量各孔徑及孔間〔D1、D2、A〕計(jì)算減速器各級(jí)中心距；測(cè)量中心距：a＝A1(DD)2 1 2完成減速器的裝配。七、思考題1、減速器齒輪中心線平