機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 常熟理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)教研室2012.2實(shí)驗(yàn)一 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪 一目的1 初步掌握實(shí)際機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的測(cè)繪方法；2 應(yīng)用機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)條件分析平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性。二設(shè)備和工具1 各種機(jī)構(gòu)實(shí)物或模型；2 鋼板尺、鋼卷尺、內(nèi)卡鉗、外卡鉗、量角器等；3 鉛筆、橡皮、草稿紙（自備）。 三原理從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性與原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目、種類、相對(duì)位置有關(guān)。因此，可以撇開構(gòu)件的實(shí)際外形和運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)，而用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)（見教材）代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，以

2、此來(lái)說(shuō)明實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。四步驟1 了解被測(cè)機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)模型，并記錄其編號(hào)。2 確定構(gòu)件數(shù)目。將被測(cè)的機(jī)構(gòu)或機(jī)構(gòu)摸型緩慢地運(yùn)動(dòng)，從原動(dòng)件開始，循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線仔細(xì)觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。分清機(jī)構(gòu)中哪些構(gòu)件是活動(dòng)構(gòu)件、哪些是固定構(gòu)件，從而確定機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件、從動(dòng)件、機(jī)架及其數(shù)目。3 判定各運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。仔細(xì)觀察各構(gòu)件間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，判定各運(yùn)動(dòng)副是低副還是高副，并準(zhǔn)確數(shù)出其數(shù)目。4 繪制機(jī)構(gòu)示意圖。選定最能清楚地表達(dá)各構(gòu)件相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系的面為視圖平面，選定原動(dòng)件的位置，按構(gòu)件聯(lián)接的順序，用簡(jiǎn)單的線條和規(guī)定的符號(hào)在草稿紙上徒手繪出機(jī)構(gòu)示意圖，然后在各構(gòu)件旁標(biāo)注數(shù)字1、2、3、-，在各運(yùn)動(dòng)副

3、旁標(biāo)注字母a、b、c、-。并確定機(jī)構(gòu)類型。5 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。仔細(xì)測(cè)量與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸（如轉(zhuǎn)動(dòng)副間的中心距、移動(dòng)副導(dǎo)路的位置或角度等），按選定的比例尺繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 = 構(gòu)件實(shí)際尺寸(m)/ 構(gòu)件圖示尺寸(mm)6 分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性。計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，并將結(jié)果與實(shí)際機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)相對(duì)照，若與實(shí)際情況不符，要找出原因及時(shí)改正。五思考題1 一張正確的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)包括哪些必要的內(nèi)容？2 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，原動(dòng)件位置能否任意選定？會(huì)不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的正確性？3 機(jī)構(gòu)自由度大于或小于原動(dòng)件數(shù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？ 實(shí)驗(yàn)二 螺紋連接變形實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解螺栓聯(lián)接在擰緊過(guò)程中各部分的受

4、力情況。2.計(jì)算螺栓相對(duì)剛度，并繪制螺栓聯(lián)接的受力變形圖。3.驗(yàn)證受軸向工作載荷時(shí)，預(yù)緊螺栓聯(lián)接的變形規(guī)律，及對(duì)螺栓總拉力的影響。4.通過(guò)螺栓的動(dòng)載實(shí)驗(yàn)，改變螺栓聯(lián)接的相對(duì)剛度，觀察螺栓變應(yīng)力幅值的變化，以驗(yàn)證提高螺栓聯(lián)接強(qiáng)度的各項(xiàng)措施。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1.基本螺栓聯(lián)接靜動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。2.增加螺栓剛度的靜動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。3.增加被連接件剛度的靜動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器lzs螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)；lsd-a靜動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x一臺(tái)；計(jì)算機(jī)及專用軟件等實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器。1.螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖1-1所示。1）聯(lián)接部分包括m16空心螺栓、大螺母、墊片組組成?？招穆菟ㄙN有測(cè)拉力和扭矩的兩組應(yīng)變片，分別測(cè)量

5、螺栓在擰緊時(shí)，所受預(yù)緊拉力和扭矩?？招穆菟ǖ膬?nèi)孔中裝有m8螺栓，擰緊或松開其上的手柄桿，即可改變空心螺栓的實(shí)際受載截面積，以達(dá)到改變聯(lián)接件剛度的目的。墊片組由剛性和彈性兩種墊片組成。2）被聯(lián)接件部分由上板、下板和八角環(huán)組成，八角環(huán)上貼有應(yīng)變片，測(cè)量被聯(lián)接件受力的大小，中部有錐形孔，插入或撥出錐塞即可改變八角環(huán)的受力，以改變被聯(lián)接件系統(tǒng)的剛度。3）加載部分由蝸桿、蝸輪、挺桿和彈簧組成，挺桿上貼有應(yīng)變片，用以測(cè)量所加工作載荷的大小，蝸桿一端與電機(jī)相聯(lián)，另一端裝有手輪，啟動(dòng)電機(jī)或轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使挺桿上升或下降，以達(dá)到加載、卸載（改變工作載荷）的目的。2.靜動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x的工作原理及各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變片的組橋方式實(shí)驗(yàn)臺(tái)

6、各被測(cè)件的應(yīng)變量用lsd-a型靜動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x測(cè)量，通過(guò)標(biāo)定或計(jì)算即可換算出各部分的大小。靜動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x是利用金屬材料的特性，將非電量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化的測(cè)量?jī)x，應(yīng)變測(cè)量的轉(zhuǎn)換元件應(yīng)變片是用金屬箔片印刷腐蝕而成，用粘劑將應(yīng)變片牢固的貼在被測(cè)物件上，當(dāng)被測(cè)件受到外力作用長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，粘貼在被測(cè)件上的應(yīng)變片也相應(yīng)變化，應(yīng)變片的電阻值也隨著發(fā)生了r的變化，這樣就把機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電量（電阻值）的變化。用靈敏的電阻測(cè)量?jī)x電橋，測(cè)出電阻值的變化r/r，就可換算出相應(yīng)的應(yīng)變，并可直接在測(cè)量?jī)x的數(shù)碼管讀出應(yīng)變值。通過(guò)a/d板該儀器可向計(jì)算機(jī)發(fā)送被測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值，供計(jì)算機(jī)處理。圖1-1 螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)1、 電動(dòng)機(jī)

7、2、蝸桿 3、凸輪 4、蝸輪 5、下板 6、扭力插座 7、錐塞8、拉力插座 9、彈簧 10、空心螺桿 11、千分表 12、螺母 13、剛性墊片(彈性墊片) 14、八角環(huán)壓力插座 15、八角環(huán) 16、挺桿壓力插座 17、m8螺桿 18、挺桿 19、手輪螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)各測(cè)點(diǎn)均采用箔式電阻應(yīng)變片，其阻值為120，靈敏系數(shù)k=2.20，各測(cè)點(diǎn)均為兩片應(yīng)變片，按測(cè)量要求粘貼組成如圖3-2所示半橋，圖中a、b、c三點(diǎn)分別應(yīng)為連接線中的三色細(xì)導(dǎo)線，其黃色線（即b點(diǎn)）為兩應(yīng)變片之公共點(diǎn)。圖1-2儀器電路結(jié)構(gòu)示意圖3.計(jì)算機(jī)專用多媒體軟件及其他配套器具1） 需要計(jì)算機(jī)的配置為帶isa槽主板、128m內(nèi)存、4

8、0g硬盤、celeron1.3g、光驅(qū)48x、17”純平顯示器。2） 配套a/d板為pc6360轉(zhuǎn)換卡。3） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)專用多媒體軟件，該軟件可進(jìn)行螺栓靜態(tài)聯(lián)接實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)聯(lián)接實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果處理、整理，并打印出所需的實(shí)測(cè)曲線和理論曲線圖，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行分析。4） 專用扭力扳手0-200nm一把，量程為0-1mm的千分表兩個(gè)。四、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)及儀器預(yù)調(diào)與連接1） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)：取出八角環(huán)上兩錐塞，松開空心螺栓上的m8小螺桿，裝上剛性墊片，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使挺桿降下，處于卸載位置。將兩塊千分表分別安裝在表架上，使表頭分別與上板面（靠外側(cè)）和螺栓頂面接觸，用以測(cè)量聯(lián)接件（螺栓）與被聯(lián)接件的變形量。手?jǐn)Q大

9、螺母至恰好與墊片接觸。（預(yù)緊初始值）螺栓不應(yīng)有松動(dòng)的感覺，分別將兩千分表調(diào)零。2） 測(cè)量?jī)x：配套的4根輸出線的插頭將各點(diǎn)插座連接好，各測(cè)點(diǎn)的布置為：電機(jī)側(cè)八角環(huán)的上方為螺栓拉力，下方為螺栓扭力。手輪側(cè)八角環(huán)的上方為八角環(huán)壓力，下方為挺桿壓力。然后再將各測(cè)點(diǎn)輸出線分別接于測(cè)量?jī)x背面1、2、3、4各通道的a、b、c接線端子上，注意黃色線接b端子（中點(diǎn)）。3） 計(jì)算機(jī)：用配套的串口數(shù)據(jù)線接儀器背面的9芯插座，另一頭連接計(jì)算機(jī)上的a/d板接口。啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，按軟件使用說(shuō)明書要求的步驟操作進(jìn)入實(shí)驗(yàn)臺(tái)靜態(tài)螺栓實(shí)驗(yàn)界面后。單擊“空載調(diào)零”鍵后，對(duì)“應(yīng)變測(cè)量值”框中數(shù)據(jù)清零，如串口數(shù)據(jù)線連接無(wú)誤，則該輸入框中，

10、會(huì)有數(shù)據(jù)顯示并跳動(dòng)。4） 調(diào)節(jié)靜動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x：通過(guò)測(cè)量?jī)x上的選擇開關(guān)，分別切換至各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的“電阻平衡”電位器，使數(shù)碼管為“0”，進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的電阻平衡。2.實(shí)驗(yàn)方法與步驟（1）螺栓聯(lián)接的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)1） 用扭力矩扳手預(yù)緊被試螺栓，當(dāng)扳手力矩為3040n時(shí)，取下扳手，完成螺栓預(yù)緊。2） 進(jìn)入靜態(tài)螺栓界面，將附錄表中給定的標(biāo)定系數(shù)由鍵盤輸入到相應(yīng)的“參數(shù)給定”框中。將千分表測(cè)量的螺栓拉變形和八角環(huán)壓變形值輸入到相應(yīng)的“千分表值輸入”框中。3） 單擊“預(yù)緊測(cè)試”鍵，對(duì)預(yù)緊的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。4） 用手將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上手輪逆時(shí)鐘（面對(duì)手輪）旋轉(zhuǎn)，使挺桿上升至一定高度，對(duì)螺栓軸向加載，加載高度16mm。高度

11、值可通過(guò)塞入16mm的測(cè)量棒確定，然后將千分表測(cè)到的變形值再次輸入到相應(yīng)的“千分表值輸入”框中。5） 單擊“加載測(cè)試”鍵進(jìn)行軸向加載的數(shù)據(jù)采集和處理。6） 單擊“實(shí)測(cè)曲線”鍵，做出螺栓聯(lián)接對(duì)受力和變形的實(shí)測(cè)綜合變形圖。7） 單擊“理論曲線”鍵，做出螺栓聯(lián)接的受力和變形的理論曲線圖形。8） 單擊“打印”鍵，打印實(shí)測(cè)曲線圖形和理論曲線圖形。9） 完成上述操作后，靜態(tài)螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)結(jié)束，單擊“返回”鍵，可返回主界面。（2）螺栓聯(lián)接動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)1）螺栓聯(lián)接的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)束返回主界面后，單擊“動(dòng)態(tài)螺栓”鍵進(jìn)入動(dòng)態(tài)螺栓實(shí)驗(yàn)界面。2）重復(fù)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)方法與步驟中的3-4步。3）取下實(shí)驗(yàn)臺(tái)右側(cè)手輪，開啟實(shí)驗(yàn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)開關(guān)，

12、單擊“動(dòng)態(tài)測(cè)試”鍵，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)30秒鐘左右。進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載工況的采集和處理。4）單擊“測(cè)試曲線”鍵，做出工作載荷變化時(shí)螺栓拉力和八角環(huán)壓力變化實(shí)際波形圖。5）單擊“理論曲線”鍵，做出工作載荷變化時(shí)螺栓拉力和八角環(huán)壓力及工作載荷變化的理論波形圖。6）單擊“打印”鍵，打印實(shí)測(cè)波形圖和理論波形圖。7）完成上述操作后，動(dòng)態(tài)螺栓聯(lián)接實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的調(diào)整和標(biāo)定系數(shù)的輸入螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都需對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行調(diào)整和相應(yīng)標(biāo)定系數(shù)的輸入。1.螺栓聯(lián)接靜動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)：1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求：取出八角環(huán)上兩錐塞，松開空心螺桿上的m8小螺桿，裝上剛性墊片。2）標(biāo)定系數(shù)：使用附錄表中的空心螺栓項(xiàng)的給定數(shù)據(jù)。

13、2.增加螺栓剛度的靜動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)：1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求：取出八角環(huán)上兩錐塞，擰緊空心螺桿上的m8小螺桿，裝上剛性墊片。2）標(biāo)出系數(shù)：使用附錄表中實(shí)心螺栓給定數(shù)據(jù)。3.增加被連接件剛度的靜動(dòng)態(tài)：1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求：插上八角環(huán)上兩錐塞，松開空心螺桿上的m8小螺桿，裝上剛性墊片。2）標(biāo)定系數(shù)：使用附錄表中的錐塞項(xiàng)給定的數(shù)據(jù)。4.改用彈性墊片的靜動(dòng)態(tài)：1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求：取出八角環(huán)上兩錐塞，松開空心螺桿上的m8小螺桿，裝上彈性墊片。2）標(biāo)定系數(shù)：使用附錄表中的彈性墊片項(xiàng)給定的數(shù)據(jù)。六、注意事項(xiàng)1. 電機(jī)的接線必須正確，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)鐘（面向手輪正面）2. 進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，開啟電機(jī)電源開關(guān)時(shí)必須注意把手輪卸下來(lái)，避免

14、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生安全事故，并可減少實(shí)驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)和噪聲。七、思考題1.單個(gè)緊螺栓受力變形線圖的含義是什么？2.分析各種因素對(duì)螺栓強(qiáng)度的影響以及提高螺紋連接強(qiáng)度的措施。實(shí)驗(yàn)三 帶傳動(dòng)效率測(cè)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象以及與帶傳動(dòng)承載能力的關(guān)系；2. 掌握帶傳動(dòng)的滑動(dòng)和效率的測(cè)試方法，確定帶傳動(dòng)最合理的工作狀態(tài)，探討改善帶傳動(dòng)性能的措施。二、實(shí)驗(yàn)原理帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是:保證傳動(dòng)帶在工作中不打滑,同時(shí)又有足夠的疲勞強(qiáng)度和壽命。傳動(dòng)帶不出現(xiàn)打滑的臨界條件取決于帶傳動(dòng)的滑動(dòng)與承載能力（有效拉力、扭矩或傳遞功率）之間的關(guān)系。在傳動(dòng)條件及初拉力一定的情況下帶傳動(dòng)的滑動(dòng)與有效拉力f之間的

15、關(guān)系曲線如圖1所示。圖中-f曲線稱為帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線，-f曲線為帶傳動(dòng)效率曲線：圖2-1帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線為滑動(dòng)系數(shù)或稱滑差率= （1）式中 v1、v2、n1、n2分別為主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的線速度和轉(zhuǎn)速，m/s和r/min;d1、d2分別為主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的計(jì)算直徑，mm。由圖可知：滑動(dòng)曲線在開始一段，滑動(dòng)系數(shù)隨有效拉力的增加而成線性增加，這時(shí)傳動(dòng)帶處于彈性滑動(dòng)范圍內(nèi)工作，屬于彈性滑動(dòng)區(qū)。當(dāng)拉力增加至超過(guò)某一值后，滑動(dòng)系數(shù)增加很快，帶處于彈性滑動(dòng)與打滑同時(shí)存在的范圍內(nèi)工作，屬于打滑區(qū)。當(dāng)拉力繼續(xù)增加，帶將在帶輪上處于完全打滑工作狀態(tài)，此時(shí)滑動(dòng)系數(shù)近于直線上升。為了保證傳動(dòng)帶在工作中不打滑，又能發(fā)

16、揮帶的最大工作能力，臨界條件應(yīng)取在k點(diǎn)，在這一臨界條件下，滑動(dòng)系數(shù)=12%，且傳動(dòng)效率處于較高值。三、實(shí)驗(yàn)裝置1、 主要結(jié)構(gòu)及工作原理帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由兩個(gè)直流電機(jī)組成或其中一個(gè)為主動(dòng)電機(jī)，另一個(gè)為從動(dòng)電機(jī)，作發(fā)電機(jī)使用，其電樞繞組兩端接上燈泡負(fù)載，主動(dòng)電機(jī)固定在一個(gè)以水平方向移動(dòng)的底板上，與發(fā)電機(jī)由一根平皮帶連接。在與滑動(dòng)底板相連的法碼架上加上法碼，即可拉緊皮帶。電機(jī)錠子未固定可轉(zhuǎn)動(dòng)，其外殼上裝有測(cè)力桿，支點(diǎn)壓在壓力傳感器上通過(guò)計(jì)算即可得到電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。兩電機(jī)后端裝有光電測(cè)速裝置和測(cè)速轉(zhuǎn)盤，所測(cè)轉(zhuǎn)速在面板上各自的數(shù)碼管上顯示。1）扭矩和效率的測(cè)定電動(dòng)機(jī)輸出扭矩t1（即主動(dòng)輪扭矩）和發(fā)

17、電機(jī)負(fù)載扭矩t2（即從動(dòng)輪扭矩）采用平衡法來(lái)測(cè)定。電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的定子外殼（即機(jī)殼）支承在支座的滾動(dòng)軸承中，并可繞與轉(zhuǎn)子相重合的軸線任意擺動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)和從動(dòng)電機(jī)帶負(fù)載后，由于定子磁場(chǎng)和電樞轉(zhuǎn)子間的電磁力的相互作用，主動(dòng)電動(dòng)機(jī)外殼將向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)發(fā)電機(jī)外殼將向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，為了阻止外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩分別通過(guò)固定在外殼上的壓力傳感器所產(chǎn)生的力矩來(lái)平衡。由于作用于定子上的力矩與轉(zhuǎn)子上的力矩是大小相等方向相反的，因此主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩 其中，為主從動(dòng)輪壓力傳感器測(cè)得的數(shù)值， 為兩個(gè)力臂，且主從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速和壓力傳感器產(chǎn)生的壓力可通過(guò)面板直接讀出。2）有效拉力的

18、計(jì)算帶的有效拉力 其中為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，120mm為主動(dòng)輪直徑所以3）滑動(dòng)系數(shù)和效率的計(jì)算因?yàn)?，可?式中： 分別為主動(dòng)、從動(dòng)輪上的功率， 為主動(dòng)、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。2、主要技術(shù)參數(shù)直流電機(jī)功率為 355w調(diào)速范圍 501500rpm最大負(fù)載轉(zhuǎn)速下降率 5%初拉力最大值為 3kg杠桿測(cè)力臂長(zhǎng)度 l1=l2=120mm （l1l2電動(dòng)機(jī)中心至測(cè)力桿支點(diǎn)的長(zhǎng)度）帶輪直徑 d1=d2=120mm實(shí)驗(yàn)臺(tái)總重量 45kg工作條件環(huán)境溫度：-1050相對(duì)溫度：80%電源：220v10% 50hz工作場(chǎng)所：無(wú)強(qiáng)烈電磁干擾和腐蝕氣體。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線的測(cè)量繪制：該實(shí)驗(yàn)裝置采用壓力傳感器和a/

19、d采集并轉(zhuǎn)換成主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩?cái)?shù)據(jù)，采用角位移傳感器和a/d板采集并轉(zhuǎn)換成主、從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)數(shù)。最后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理作出滑動(dòng)曲線和效率曲線。使學(xué)生了解帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑對(duì)傳動(dòng)效率的影響。2. 帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)模擬：該實(shí)驗(yàn)裝置配置的計(jì)算機(jī)軟件，在輸入實(shí)測(cè)主、從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)數(shù)后，通過(guò)數(shù)模計(jì)算作出帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)模擬，觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開計(jì)算機(jī)，單擊“帶傳動(dòng)”圖標(biāo)，進(jìn)入帶傳動(dòng)的封面。單擊左鍵，進(jìn)入帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明界面。2. 按操作規(guī)程緩慢啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，將轉(zhuǎn)速調(diào)至n=1000轉(zhuǎn)，待帶傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進(jìn)行帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)。3. 在帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明界面下方單擊“實(shí)

20、驗(yàn)”鍵，進(jìn)入帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析界面。4. 確定帶的初拉力2f0值。檢查調(diào)速旋紐，確保其初始狀態(tài)為速度最小處。5. 在空載狀態(tài)下，單擊“穩(wěn)定測(cè)試”，記錄下帶傳動(dòng)初始值。6. 通過(guò)測(cè)試界面的“加載”按鈕逐級(jí)改變發(fā)電機(jī)負(fù)載，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，依次記錄各級(jí)負(fù)載下的n1 、n2、t1、t2、值，同時(shí)單擊“穩(wěn)定測(cè)試”，穩(wěn)定記錄帶傳動(dòng)的實(shí)測(cè)結(jié)果。7. 依次做到帶在帶輪上接近打滑時(shí)為止（滑動(dòng)率約為10%即可），單擊“實(shí)測(cè)曲線”鍵，顯示帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線。停止試驗(yàn)，卸去負(fù)載。測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)不少于810點(diǎn)。8. 增大初拉力，重復(fù)上述步驟，做出另一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。9. 在帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析界面下方單擊“運(yùn)動(dòng)模擬”鍵，可觀察帶傳動(dòng)

21、的運(yùn)動(dòng)和彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象。 10. 要打印帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線。在該界面下方單擊“打印”鍵，打印機(jī)自動(dòng)打印出帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線。11.如果實(shí)驗(yàn)結(jié)束，單擊“退出”，返回windows界面。六、思考題1. 傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象有何區(qū)別？它們產(chǎn)生的原因是什么？2. 當(dāng)d1d2時(shí)，打滑發(fā)生在哪個(gè)輪上？3. 帶傳動(dòng)的初拉力大小對(duì)傳動(dòng)能力有何影響？最優(yōu)初拉力的確定與什么因素有關(guān)？影響帶傳動(dòng)能力還有哪些因素？4. 帶傳動(dòng)的效率如何測(cè)得？有哪些因素會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差？試解釋傳動(dòng)效率為什么隨有效拉力的增加而增加，到達(dá)最大值后又下降？ 實(shí)驗(yàn)四 齒輪范成實(shí)驗(yàn) 一. 目的1 掌握用范成法加工漸開線齒輪的原

22、理；2 通過(guò)用齒條刀具范成漸開線齒廓的過(guò)程，了解齒輪的根切現(xiàn)象及避免根切的方法；3 分析比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的異同點(diǎn)。 二. 設(shè)備和工具1 漸開線齒廓范成儀，圖1所示；2 a4繪圖紙一張、圓規(guī)、三角板、剪刀、鉛筆、橡皮、計(jì)算器等（自備）。圖 1 1.圖紙托盤；2.滑架； 3.機(jī)架； 4.齒條刀具； 5.調(diào)節(jié)螺釘；6.定位螺釘； 7.刀架；8.鎖緊螺釘；9.壓環(huán) 三. 原理范成法（又稱包絡(luò)法或稱展成法）的基本原理是一對(duì)齒輪或一個(gè)齒輪與齒條嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒廓是另一個(gè)齒輪齒廓的包絡(luò)線。因此，若將其中一個(gè)齒輪或齒條制成刀具，使刀具與輪坯的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與一對(duì)齒輪（或齒輪與齒條）嚙合一樣（由齒輪加工機(jī)床

23、保證），并加上必要的切削運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就可以在輪坯上連續(xù)切出所有的輪齒。當(dāng)齒條刀具中線與輪坯分度圓相切（即刀具調(diào)節(jié)到刻度“0”位置）時(shí)，便能切制出標(biāo)準(zhǔn)齒輪。當(dāng)齒條刀具離開輪坯中心移動(dòng)時(shí)，切制出正變位齒輪。當(dāng)齒條刀具靠近輪坯中心移動(dòng)時(shí)，切制出負(fù)變位齒輪。四步驟1測(cè)量圖紙托盤直徑（即為輪坯分度圓直徑d）。2在齒條刀具上量取齒距p（相鄰兩齒同側(cè)齒廓對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離）。3計(jì)算模數(shù)m和齒數(shù)z m= p / （取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)） ；z = d / m （取整數(shù)）4在紙坯上畫出四個(gè)圓：分度圓d、齒頂圓da、齒根圓df、基圓db（其公式參見教科書）。5 將紙坯裝在范成儀上，調(diào)整刀具對(duì)準(zhǔn)刻度上的“0”位置，范成標(biāo)準(zhǔn)

24、齒輪12個(gè)齒（如圖2所示），注意觀察有否根切。 圖2 6 為避免根切，范成正變位齒輪。1） 計(jì)算變位量cminm ，其中 cmin = 。2） 計(jì)算并在輪坯上畫出分度圓d、齒頂圓da、齒根圓df 、基圓db（公式參見教科書或?qū)嶒?yàn)報(bào)告），其中分度圓d、基圓db與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相同。3） 將紙坯裝在范成儀上，移動(dòng)刀具離開輪坯中心，移動(dòng)量（變位量）為cminm。4） 范成正變位齒輪12個(gè)齒（如圖3），注意觀察此時(shí)有否根切。 圖3 五思考題 1用齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪時(shí)，刀具相對(duì)輪坯的位置及運(yùn)動(dòng)有何不同？2 用同一把齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪時(shí)，定性比較下述幾何參數(shù)和尺寸的變化：m 、a 、da

25、、d 、df 、 db 、s 、e 和p 。3 根切現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？避免根切可采取哪些措施？4本實(shí)驗(yàn)1 齒條刀具的基本參數(shù)m = 10 ，a = 20，ha* =1 ，c*=0.252 被加工齒輪基本參數(shù)m = ，d = ，z =3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較項(xiàng) 目標(biāo)準(zhǔn)齒輪（mm）正變位齒輪（mm）分度圓直徑d齒頂圓直徑da齒根圓直徑df基圓直徑db齒距p分度圓齒厚s分度圓齒槽寬e變位系數(shù)cmin 實(shí)驗(yàn)五機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深學(xué)生對(duì)平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)組成的認(rèn)識(shí)，了解平面機(jī)構(gòu)組成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。2. 培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具1. cqjpd機(jī)構(gòu)

26、運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)1）齒輪：模數(shù)2，壓力角20，齒數(shù)為28、35、42、56，中心距組合為：63、70、77、84、91、98；2）凸輪：基圓半徑20，升回型，從動(dòng)件行程為30；3）齒條：模數(shù)2，壓力角20，單根齒條全長(zhǎng)為400；4）槽輪：4槽槽輪；5）撥盤：可形成兩銷撥盤或單銷撥盤；6）主動(dòng)軸：軸端帶有一平鍵，有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)型式（可構(gòu)成回轉(zhuǎn)或移動(dòng)副）；7）從動(dòng)軸：軸端無(wú)平鍵，有圓頭和扁頭兩種結(jié)構(gòu)型式（可構(gòu)成回轉(zhuǎn)副或移動(dòng)副）；8）移動(dòng)副：軸端帶扁頭結(jié)構(gòu)形式（可構(gòu)成移動(dòng)副）；9）轉(zhuǎn)動(dòng)副軸（或滑塊）：用于兩構(gòu)件形成轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副；10）復(fù)合鉸鏈（或滑塊）：用于三構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動(dòng)副或形成轉(zhuǎn)

27、動(dòng)副+移動(dòng)副；11）復(fù)合鉸鏈：用于四構(gòu)件形成復(fù)合轉(zhuǎn)動(dòng)副；12）主動(dòng)滑塊插件：插入主動(dòng)滑塊座孔中，使主動(dòng)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；13）主動(dòng)滑塊座：裝入直線電機(jī)齒條軸上形成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；14）活動(dòng)鉸鏈座：用于在滑塊導(dǎo)向桿(或連桿)以及連桿的任意位置形成轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)副；15）活動(dòng)鉸鏈座：用于在滑塊導(dǎo)向桿(或連桿)以及連桿的任意位置形成轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副；16）滑塊導(dǎo)向桿（或連桿）；17）連桿：有六種長(zhǎng)度不等的連桿；18）連桿：可形成三個(gè)回轉(zhuǎn)副的連桿；19）壓緊螺栓：規(guī)格m5，使連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸固緊，無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)且無(wú)軸向竄動(dòng)；20）帶墊片螺栓：規(guī)格m5，防止連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸的軸向分離，連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副軸能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；21）層

28、面限位套：限定不同層面間的平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件距離，防止運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間的干涉；22）緊固墊片：限制軸的回轉(zhuǎn)；23）高副鎖緊彈簧：保證凸輪與從動(dòng)件間的高副接觸；24）齒條護(hù)板：保證齒輪與齒條間的正確嚙合；25）t型螺母26）行程開關(guān)碰塊27）v帶輪：用于機(jī)構(gòu)主動(dòng)件為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)傳遞；28）張緊輪：用于皮帶的張緊；29）張緊輪支承桿：調(diào)整張緊輪位置，使其張緊或放松皮帶；30）張緊輪軸銷：安緊張緊輪；31、32、33）螺栓：特制，用于在連桿任意位置固緊活動(dòng)鉸鏈座；34）直線電機(jī)：10/s，配直線電機(jī)控制器，根據(jù)主動(dòng)滑塊移動(dòng)的距離，調(diào)節(jié)兩行程開關(guān)的相對(duì)位置來(lái)調(diào)節(jié)齒條或滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離，但調(diào)節(jié)距離不得大于400；

29、注意：機(jī)構(gòu)拼接未運(yùn)動(dòng)前，應(yīng)先檢查行程開關(guān)與裝在主動(dòng)滑塊座上的行程開關(guān)碰塊的相對(duì)位置，以保證換向運(yùn)動(dòng)能正確實(shí)施，防止機(jī)件損壞；35）旋轉(zhuǎn)電機(jī)：10r/min，沿機(jī)架上的長(zhǎng)形孔可改變電機(jī)的安裝位置；36）實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架37）標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件若干（a型平鍵、螺栓、螺母、緊定螺釘?shù)龋?. 組裝、拆卸工具：一字起子、十字起子、固定扳手、內(nèi)六角扳手、鋼板尺、卷尺。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法與步驟1. 實(shí)驗(yàn)原理任何平面機(jī)構(gòu)都是由若干個(gè)基本桿組依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的。2. 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1） 掌握平面機(jī)構(gòu)組成原理；2） 熟悉本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，各零、部件功用和安裝、拆卸工具；3） 自擬平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案，形成拼接

30、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；4） 將自擬的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案正確拆分成基本桿組；5） 正確拼接各基本桿組；6） 將基本桿組按運(yùn)動(dòng)傳遞規(guī)律順序聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上。四、基本桿組的拆分與拼裝機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的運(yùn)動(dòng)副拼接方法參見以下各圖所示。1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架：圖1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架中有5根鉛垂立柱，均可沿x方向移動(dòng)。移動(dòng)前應(yīng)旋松在電機(jī)側(cè)安裝在上、下橫梁上的立柱緊固螺釘，并用雙手移動(dòng)立柱到需要的位置后，將立柱與上（或下）橫梁靠緊再旋緊立柱緊固螺釘（立柱與橫梁不靠緊旋緊螺釘時(shí)會(huì)使立柱在x方向發(fā)生偏移）。注：立柱緊固螺釘只需旋松即可，不允許將其旋下。立柱上的滑塊可在立柱上沿y方向移動(dòng)，要移動(dòng)立柱上的滑塊，只

31、需將滑塊上的內(nèi)六角平頭緊定螺釘旋松即可（該緊定pu螺釘在靠近電機(jī)側(cè)）。按上述方法移動(dòng)立柱和滑塊，就可在機(jī)架的x、y平面內(nèi)確定固定鉸鏈的位置。2）主、從動(dòng)軸與機(jī)架的連接（下圖各零件編號(hào)與“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)臺(tái)組件清單”序號(hào)相同，后述各圖均相同）圖2 主、從動(dòng)軸與機(jī)架的連接 按上圖方法將軸聯(lián)接好后，主（或從）動(dòng)軸相對(duì)機(jī)架不能轉(zhuǎn)動(dòng)，與機(jī)架成為剛性聯(lián)接；若件22不裝配，則主（或從）動(dòng)軸可以相對(duì)機(jī)架作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3） 轉(zhuǎn)動(dòng)副的連接：圖3 轉(zhuǎn)動(dòng)副連接圖 按圖示聯(lián)接好后，采用件19聯(lián)接，連桿與件9無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)；采用件20聯(lián)接，連桿與件9可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而形成兩連桿的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。4）移動(dòng)副的連接：+圖4 移

32、動(dòng)副連接圖5）活動(dòng)鉸鏈座（件14）的安裝：圖5 活動(dòng)鉸鏈座連接圖 如圖聯(lián)接，可在連桿任意位置形成鉸鏈，且件9如圖裝配，就可在鉸鏈座（件14）上形成回轉(zhuǎn)副或形成回轉(zhuǎn)移動(dòng)副。6）活動(dòng)鉸鏈座（件15）的安裝：圖6 活動(dòng)鉸鏈座的連接圖 如圖連接，可在連桿任意位置形成鉸鏈，從而形成回轉(zhuǎn)副。7） 復(fù)合鉸鏈軸（件10）的安裝：（或轉(zhuǎn)-移動(dòng)副）+用壓緊螺栓：或：（用帶墊片螺栓）+圖7 復(fù)合鉸鏈軸的連接圖 將復(fù)合鉸鏈軸銑平端插入連桿長(zhǎng)槽中時(shí)構(gòu)成移動(dòng)副，而聯(lián)接螺栓均應(yīng)用帶墊片螺栓。8） 復(fù)合鉸鏈軸（件11）的安裝：+圖8 復(fù)合鉸鏈軸的連接圖 復(fù)合鉸鏈軸聯(lián)接好后，可構(gòu)成三構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，也可構(gòu)成復(fù)合鉸鏈+移動(dòng)副

33、。 復(fù)合鉸鏈軸聯(lián)接好后，可構(gòu)成四構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈。9）齒輪與主（從）動(dòng)軸的連接圖：圖9 齒輪與主（從）動(dòng)軸的連接圖10）凸輪與主（從）動(dòng)軸的連接圖：圖10 凸輪與主（從）動(dòng)軸的連接圖11）凸輪副連接圖：圖11 凸輪副連接圖 按圖示連接后，連桿與主（從）動(dòng)軸間可相對(duì)移動(dòng)，并由彈簧23保持高副的接觸。12）槽輪機(jī)構(gòu)連接：圖12 槽輪機(jī)構(gòu)連接圖 注：撥盤裝入主動(dòng)軸后，應(yīng)在撥盤上擰入緊定螺釘37，使撥盤與主動(dòng)軸無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)槽輪裝入主（從）動(dòng)軸后，也應(yīng)擰入緊定螺釘37，使槽輪與主（從）動(dòng)軸無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。13）齒條相對(duì)機(jī)架的連接：圖13 齒條相對(duì)機(jī)架的連接圖 如圖連接后，齒條可相對(duì)機(jī)架作直線移動(dòng)；旋松

34、滑塊上的內(nèi)六角螺釘，滑塊可在立柱上沿y方向相對(duì)移動(dòng)（齒條護(hù)板保證齒輪工作位置）。14）主動(dòng)滑塊與直線電機(jī)軸的連接：圖14 主動(dòng)滑塊與直線電機(jī)軸的連接圖 當(dāng)由滑塊作為主動(dòng)件時(shí)，將主動(dòng)滑塊座與直線電機(jī)軸（齒條）固連即可，并完成如圖示連接就可形成主動(dòng)滑塊。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，其運(yùn)動(dòng)方案可由學(xué)生構(gòu)思平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思并完成方案的拼接，達(dá)到開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的目的。 實(shí)驗(yàn)也可選用實(shí)用機(jī)械中應(yīng)用的各種平面機(jī)構(gòu)，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行拼接實(shí)驗(yàn)。 該實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的配件可完成不少于40種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的拼接實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)每臺(tái)架可由34名學(xué)生一組，完成不少于每人1種的不同機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的拼接設(shè)計(jì)

35、實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可從下列實(shí)用機(jī)械中的各種機(jī)構(gòu)中選擇拼接方案，完成實(shí)驗(yàn)。1. 內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)圖15 內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=37-210-0=1 機(jī)構(gòu)組成：曲柄滑塊與搖桿滑塊組合機(jī)構(gòu)。 工作特點(diǎn)：當(dāng)曲柄1作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊6作往復(fù)直線移動(dòng)，同時(shí)搖桿de作往復(fù)擺動(dòng)帶動(dòng)滑塊5作往復(fù)直線移動(dòng)。該機(jī)構(gòu)用于內(nèi)燃機(jī)中，滑塊6在壓力氣體作用下作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（故滑塊6是實(shí)際的主動(dòng)件），帶動(dòng)曲柄1回轉(zhuǎn)并使滑塊5往復(fù)運(yùn)動(dòng)使壓力氣體通過(guò)不同路徑進(jìn)入滑塊6的左、右端并實(shí)現(xiàn)進(jìn)排氣。 2. 牛頭刨床機(jī)構(gòu) (a) (b)圖16牛頭刨床機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=35-27-0=1圖b)為將圖a）中的構(gòu)件3由導(dǎo)桿變?yōu)榛?/p>

36、塊，而將構(gòu)件4由滑塊變?yōu)閷?dǎo)桿形成。 機(jī)構(gòu)組成：牛頭刨床機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與雙滑塊機(jī)構(gòu)組成。在圖a）中，構(gòu)件2、3、4組成兩個(gè)同方位的移動(dòng)副，且構(gòu)件3與其它構(gòu)件組成移動(dòng)副兩次；而圖b)則是將圖a)中d點(diǎn)滑塊移至a點(diǎn)，使a點(diǎn)移動(dòng)副在箱底處，易于潤(rùn)滑，使移動(dòng)副摩擦損失減少，機(jī)構(gòu)工作性能得到改善。圖a）和圖b)所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性完全相同。 工作特點(diǎn)：當(dāng)曲柄1回轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)桿3繞點(diǎn)a擺動(dòng)并具有急回性質(zhì)，使桿5完成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并具有工作行程慢進(jìn)，非工作行程快回的特點(diǎn)。3. 齒輪曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖17 齒輪-曲柄搖桿機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=34-25-1=1 機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)組成，其中

37、齒輪5與搖桿2形成剛性聯(lián)接。 工作特點(diǎn)：當(dāng)曲柄1回轉(zhuǎn)時(shí)，連桿2驅(qū)動(dòng)搖桿3擺動(dòng)，從而通過(guò)齒輪5與齒輪4的嚙合驅(qū)動(dòng)齒輪4回轉(zhuǎn)。由于擺桿3往復(fù)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)齒輪4相對(duì)擺桿3的往復(fù)回轉(zhuǎn)。4. 齒輪曲柄擺塊機(jī)構(gòu)圖18 齒輪-曲柄擺塊機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=34-25-1=1 機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)由齒輪機(jī)構(gòu)和曲柄擺塊機(jī)構(gòu)組成。其中齒輪1與桿2可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒輪4則裝在鉸鏈b點(diǎn)并與導(dǎo)桿3固聯(lián)。 工作特點(diǎn)：桿2作圓周運(yùn)動(dòng)，為曲柄，通過(guò)連桿使擺塊擺動(dòng)從而改變連桿的姿態(tài)使齒輪4帶動(dòng)齒輪1作相對(duì)曲柄的同向回轉(zhuǎn)與逆向回轉(zhuǎn)。5. 雙滑塊機(jī)構(gòu)圖19 雙滑塊機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=33-24-0=1 機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)由

38、導(dǎo)路互相垂直的雙滑塊組成，也可看成由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)a-b-c構(gòu)成，從而將滑塊4視做虛約束。 工作特點(diǎn)：當(dāng)曲柄1作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊3、4均作直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，桿件2上任一點(diǎn)的軌跡為一橢圓。 應(yīng)用舉例：橢圓畫器和劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)。6. 沖壓機(jī)構(gòu)5圖20 沖壓機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=33-24-0=1（將對(duì)稱部分看作虛約束） 機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)由齒輪機(jī)構(gòu)與對(duì)稱配置的兩套曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組合而成，ad桿與齒輪1固聯(lián)，bc桿與齒輪2固聯(lián)。 組成要求：z1=z2 ； lad=lbc； 工作特點(diǎn)：齒輪1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪2反向同速回轉(zhuǎn)，從而通過(guò)連桿3、4驅(qū)動(dòng)桿5上下直線運(yùn)動(dòng)完成預(yù)定功能。 該機(jī)構(gòu)可拆去桿件5，而e

39、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡不變，故該機(jī)構(gòu)可用于因受空間限制無(wú)法安置滑槽但又須獲得直線進(jìn)給的自動(dòng)機(jī)械中。而且對(duì)稱布置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可使滑塊運(yùn)動(dòng)受力狀態(tài)好。 應(yīng)用：此機(jī)構(gòu)可用于沖壓機(jī)、充氣泵、自動(dòng)送料機(jī)中。或：f=3n-2pl-ph=34-25-1=1（將5看作虛約束）7. 篩料機(jī)構(gòu)圖21 篩料機(jī)構(gòu)f=3n-2pl-ph=35-27-0=1 機(jī)構(gòu)組成：該機(jī)構(gòu)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成。 工作特點(diǎn)：曲柄1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)搖桿3和連桿4帶動(dòng)滑塊5作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，由于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回性質(zhì)，使得滑塊5速度、加速度變化較大，從而更好地完成篩料工作。思考題：1. 機(jī)構(gòu)的組成原理是什么？何為基本桿組？2. 為何要對(duì)平面高

40、副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代”？如何進(jìn)行“高副低代”？3. 將你所拼裝的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案畫運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示出來(lái)。實(shí)驗(yàn)六 減速器的拆裝和結(jié)構(gòu)分析一、概述減速器是由封閉在箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，為了提高電動(dòng)機(jī)的效率，原動(dòng)機(jī)提供的回轉(zhuǎn)速度一般比工作機(jī)械所需的轉(zhuǎn)速高，因此齒輪減速器、蝸桿減速器常安裝在機(jī)械的原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，用以降低輸入的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大輸出的轉(zhuǎn)矩，在機(jī)器設(shè)備中被廣泛采用。例如寶山鋼鐵公司就有10多萬(wàn)臺(tái)減速器，在其他機(jī)器中減速器也有大量應(yīng)用。作為機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生有必要熟悉減速器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，本實(shí)驗(yàn)是為了解減速器的結(jié)構(gòu)、主要零件的加工工藝性，對(duì)于詳細(xì)的減速器技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程在“機(jī)械設(shè)計(jì)

41、課程設(shè)計(jì)”這一課程中予以介紹。齒輪減速器、蝸桿減速器的種類繁多，但其基本結(jié)構(gòu)有很多相似之處。本實(shí)驗(yàn)為了使同學(xué)了解減速器的一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要零件加工工藝而設(shè)立的。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意掌握減速器的結(jié)構(gòu)、主要零件的加工工藝。減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異，其基本結(jié)構(gòu)由箱體、軸系零件和附件三部分組成。圖5-1、圖5-2為單級(jí)圓柱齒輪減速器，現(xiàn)結(jié)合該圖簡(jiǎn)要介紹一下減速器的結(jié)構(gòu)。圖5-1 減速器的結(jié)構(gòu)圖5-2 減速器的結(jié)構(gòu)1箱體結(jié)構(gòu)減速器的箱體用來(lái)支承和固定軸系零件，應(yīng)保證傳動(dòng)件軸線相互位置的正確性，因而軸孔必須精確加工。箱體必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免引起沿齒輪齒寬上載荷分布不勻。為了增加箱體的剛度，通常

42、在箱體上制出筋板。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成削分式。剖分面一般取在軸線所在的水平面內(nèi)（即水平剖分），以便于加工。箱蓋（件4）和箱座（件20）之間用螺栓（件17、18、19和件31、32、33）聯(lián)接成一整體，為了使軸承座旁的聯(lián)接螺栓盡量靠近軸承座孔，并增加軸承支座的剛性，應(yīng)在軸承座旁制出凸臺(tái)。設(shè)計(jì)螺栓孔位置時(shí)，應(yīng)注意留出扳手空間。箱體通常用灰鑄鐵（htl50或ht200）鑄成，對(duì)于受沖擊載荷的重型減速器也可采用鑄鋼箱體。單件生產(chǎn)時(shí)為了簡(jiǎn)化工藝，降低成本可采用鋼板焊接箱體。2軸系零件圖中高速級(jí)的小齒輪直徑和軸的直徑相差不大，將小齒輪與軸制成一體（件10）。大齒輪與軸分開制造，用普通

43、平鍵（件15）作周向固定。軸上零件用軸肩，軸套（件22），封油環(huán)（件24、30）與軸承端蓋（件21、13、12、27）作軸向固定。兩軸均采用角接觸軸承（件25、28）作支承，承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用。軸承端蓋與箱體座孔外端面之間墊有調(diào)整墊片組（件16、29），以調(diào)整軸承游隙，保證軸承正常工作。該減速器中的齒輪傳動(dòng)采用油池浸油潤(rùn)滑，大輪齒的輪齒浸入油池中，靠它把潤(rùn)滑油帶到嚙合處進(jìn)行潤(rùn)滑。滾動(dòng)軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，為了防止箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承，應(yīng)在軸承和齒輪之間設(shè)置封油環(huán)（件24、30）。軸伸出的軸承端蓋孔內(nèi)裝有密封元件，圖中采用的內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈（件11、23），對(duì)防止箱內(nèi)潤(rùn)滑油

44、泄漏以及外界灰塵、異物浸入箱體，具有良好的密封效果。3減速器附件（1）定位銷（件6）：在精加工軸承座孔前，在箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷，以保證箱蓋和箱座的裝配精度，同時(shí)也保證了軸承座孔的精度。兩定位圓錐銷應(yīng)設(shè)在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，且不宜對(duì)稱布置，以加強(qiáng)定位效果。（2）觀察孔蓋板（件2）：為了檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)加注潤(rùn)滑油，在箱蓋的適當(dāng)位置設(shè)置一觀察孔，觀察孔多為長(zhǎng)方形，觀察孔蓋板平時(shí)用螺釘固定在箱蓋上，蓋板下墊有有紙質(zhì)密封墊片（件3）；以防漏油。（3）通氣器（件1）：通氣器用來(lái)溝通箱體內(nèi)、外的氣流，箱體內(nèi)的氣壓不會(huì)因減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的油溫升高而增大，從而提高了箱體分箱面、軸

45、伸端縫隙處的密封性能，通氣器多裝在箱蓋頂部或觀察孔蓋上，以便箱內(nèi)的膨脹氣體自由溢出。（4）油面指示器（件9）：為了檢查箱體內(nèi)的油面高度，及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，應(yīng)在油箱便于觀察和油面穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。油面指示器分油標(biāo)和油尺兩類，圖中采用的是油尺。（5）放油螺塞（件7）：換油時(shí)，為了排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱體底部、油池最低位置開設(shè)放油孔，平時(shí)放油孔用油螺塞旋緊，放油螺塞和箱體結(jié)合面之間應(yīng)加防漏墊圈（件8）。（6）啟箱螺釘（件5）：裝配減速器時(shí)，常常在箱蓋和箱座的結(jié)合面處涂上水玻璃或密封膠，以增強(qiáng)密封效果，但卻給開啟箱蓋帶來(lái)困難。為此，在箱蓋側(cè)邊的凸緣上開設(shè)螺紋孔，并擰人啟箱螺釘。開啟箱蓋時(shí)，擰動(dòng)啟箱螺釘，迫使箱蓋與箱座分離。 （7）起吊裝置：為了便于搬