機(jī)械零件設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(2014-11-24)

1、機(jī)械零件設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 吳青鳳 孫驊編廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院機(jī)電工程系目 錄前 言1實(shí)驗(yàn)一 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案檢測(cè)實(shí)驗(yàn)2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案檢測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告5實(shí)驗(yàn)二 減速器裝拆與測(cè)繪6減速器裝拆與測(cè)繪實(shí)驗(yàn)報(bào)告8前 言為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械零件設(shè)計(jì)技術(shù)課程時(shí)，掌握一些與本課程有關(guān)的基本的機(jī)械實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)繪和操作技能，提高其對(duì)理論知識(shí)的理解及獨(dú)立設(shè)計(jì)和分析問(wèn)題的能力，要求學(xué)生進(jìn)行一些驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為此編寫(xiě)了機(jī)械零件設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。 為了確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)期的目的，應(yīng)做到下列幾點(diǎn)： 一、作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作1預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，明確本次實(shí)驗(yàn)的目的、方法和步驟，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)

2、告。未完成者，不能參加實(shí)驗(yàn)。 2弄清與本次實(shí)驗(yàn)有關(guān)的原理。 3規(guī)定學(xué)生自備的物品、工具，在實(shí)驗(yàn)前必須備齊。 4除了解實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方案外，亦可多設(shè)想一些其它方案。 二、遵守實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度 1實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)肅認(rèn)真，保持安靜和整潔，不準(zhǔn)亂拋紙屑，不準(zhǔn)隨地吐痰。 2愛(ài)護(hù)設(shè)備，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)報(bào)告。 3實(shí)驗(yàn)完畢后，應(yīng)將設(shè)備及儀器擦試干凈，并恢復(fù)到正常狀態(tài)。 三、認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn) 1認(rèn)真聽(tīng)清指導(dǎo)教師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的講解。 2積極動(dòng)手，正確操作。 3注意觀察，記錄下全部所需要測(cè)量的數(shù)據(jù)，以實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在積極思考中獲得新知識(shí)，提高實(shí)踐能力。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一般要求 1

3、實(shí)驗(yàn)名稱，實(shí)驗(yàn)日期，實(shí)驗(yàn)者及同組人員。 2實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備和儀器的名稱、型號(hào)、精度及量程等。 3實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法及步驟簡(jiǎn)述。 4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其處理：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括全部的測(cè)量原始數(shù)據(jù)，并注明測(cè)量單位。最好以表格的形式。列出數(shù)據(jù)的運(yùn)算過(guò)程，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤差分析。 5討論及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)：應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果及實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，結(jié)合基本原理進(jìn)行分析討論，最后寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)一 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案檢測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識(shí)組成機(jī)械系統(tǒng)常用的零部件及安裝方式。2、根據(jù)負(fù)載的形式設(shè)計(jì)不同傳動(dòng)比、不同傳動(dòng)路徑的傳動(dòng)系統(tǒng)方案，并對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。3、組合裝配機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和平面機(jī)構(gòu)執(zhí)行系統(tǒng)。4、利用檢

4、測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)實(shí)際系統(tǒng)的傳動(dòng)效率。5、對(duì)系統(tǒng)輸入、輸出的傳動(dòng)速度變化及系統(tǒng)效率變化進(jìn)行分析。二、實(shí)驗(yàn)原理1、機(jī)械系統(tǒng)的組成：機(jī)械系統(tǒng)主要由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成?，F(xiàn)代機(jī)器常把上述三部分合成一個(gè)整體而自成一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)。這時(shí)工作機(jī)就是機(jī)器中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)則是機(jī)器中的驅(qū)動(dòng)部分?，F(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)除了包括上述三部分外，常帶有控制-操縱單元和輔助單元。實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供了電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、負(fù)載控制部分及系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)部分。2、機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：方案設(shè)計(jì)由三個(gè)基本活動(dòng)組成，即制造、分析和決策。設(shè)計(jì)過(guò)程的開(kāi)始是提出一種需求，即設(shè)定設(shè)計(jì)目標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供了驅(qū)動(dòng)靜態(tài)、負(fù)載與動(dòng)態(tài)，負(fù)載兩種目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩種負(fù)載

5、的驅(qū)動(dòng)，我們將設(shè)計(jì)不同傳動(dòng)路線與組成傳動(dòng)系統(tǒng)。3、傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)及性能認(rèn)識(shí)：對(duì)于組成機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力及傳動(dòng)部件的選擇，決定了機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力性能及結(jié)構(gòu)。它包括以下主要部件：電機(jī) 聯(lián)軸器 減速器 離合器 帶、鏈傳動(dòng)。 4、系統(tǒng)方案的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則：評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的建立包括三方面的內(nèi)容：技術(shù)評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)。（1）技術(shù)評(píng)價(jià)對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能技術(shù)先進(jìn)性可能性的評(píng)價(jià)，包括設(shè)計(jì)原理、技術(shù)參數(shù)、關(guān)鍵問(wèn)題、成功率和應(yīng)用效益的估計(jì)等。技術(shù)評(píng)價(jià)應(yīng)以提出的方案能否實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能為中心目標(biāo)，其中主要有保證功能實(shí)現(xiàn)程度（產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、壽命等）、可靠性、安全保證程度、操縱方便程度，以及與全系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性等等。（2）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

6、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是指設(shè)計(jì)方案的實(shí)施費(fèi)用與可能取得的效益的比較，最后表現(xiàn)為產(chǎn)品壽命同期成本的降低程度。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，首先應(yīng)該估算出各方案的成本，然后進(jìn)行比較。進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)前，應(yīng)該明確下列因素：企業(yè)經(jīng)營(yíng)因素、技術(shù)因素、市場(chǎng)因素、經(jīng)濟(jì)因素、時(shí)間因素等等。（3）社會(huì)評(píng)價(jià)社會(huì)評(píng)價(jià)是指對(duì)新產(chǎn)品可能產(chǎn)生的社會(huì)效益的評(píng)價(jià)，其中主要有推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力、削減環(huán)境污染、改善生態(tài)平衡、增進(jìn)社會(huì)福利、保證安全防火、有助于身心健康等等。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具JZCS-III型機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)；PYS-III型機(jī)械系統(tǒng)集成及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)；計(jì)算機(jī)。四、裝配說(shuō)明見(jiàn)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)五、檢測(cè)分析系統(tǒng)使

7、用實(shí)驗(yàn)臺(tái)利用測(cè)力傳感器、光電測(cè)速傳感器與位移傳感器檢測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的輸入及輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、平面機(jī)構(gòu)的位移和轉(zhuǎn)速，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行采集處理，數(shù)據(jù)通過(guò)串口通訊輸入計(jì)算機(jī)，形成可視化的適時(shí)變化曲線。其原理框圖如下： 打印機(jī)PC機(jī)控制器數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)采集傳感器A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析打印結(jié)果電機(jī)手動(dòng)調(diào)速軟件調(diào)速 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板圖如下： 面板控制區(qū)面膜上各鍵的含義：速度調(diào)節(jié)用來(lái)調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過(guò)調(diào)電壓的方式調(diào)節(jié)。負(fù)載電流調(diào)節(jié)用來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載的大小，通過(guò)調(diào)節(jié)電流的大小調(diào)節(jié)。 將電機(jī)測(cè)力傳感器接口線、負(fù)載測(cè)力傳感器接口線及平面機(jī)構(gòu)位移傳感器接口線接至模擬通道，電機(jī)光電轉(zhuǎn)速傳感器、負(fù)載光電轉(zhuǎn)速傳感器及平

8、面機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器接至數(shù)字通道。利用串口線將控制箱與PC機(jī)相聯(lián)，打開(kāi)相關(guān)軟件即可對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行可視化顯示。軟件界面操作說(shuō)明如下：I、點(diǎn)擊該可執(zhí)行文件就會(huì)進(jìn)入主界面主界面包括三個(gè)菜單：文件、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和幫助菜單。 II、操作事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)錄像窗體有2個(gè)按鈕：關(guān)閉和播放。點(diǎn)擊“播放”可以看錄像，必須注意的是，在切換到其他窗體以前必須點(diǎn)擊“關(guān)閉”按鈕。2、測(cè)試窗體 A、縮放調(diào)整 請(qǐng)選擇縮放倍數(shù)增加減少 10點(diǎn)擊“增加按鈕”縮放倍數(shù)會(huì)逐漸增加，值得注意的是必須用鼠標(biāo)左鍵選中縮放倍數(shù)值，讓其變色，坐標(biāo)才會(huì)發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。點(diǎn)擊“減小按鈕”亦然。B、點(diǎn)擊“采集”按鈕，開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會(huì)在坐標(biāo)軸內(nèi)顯示。C、“當(dāng)前

9、速度”調(diào)整 分別點(diǎn)擊“增加按鈕”，“減少按鈕”和“停止按鈕”可以讓電機(jī)加速、減速和停止。D、點(diǎn)擊 “想打印結(jié)果”按鈕，二級(jí)菜單“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”才可以操作，點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”進(jìn)入打印窗體，必須先預(yù)覽，后打印。如果想要打印的量不在預(yù)覽窗口內(nèi)必須調(diào)整。六、實(shí)驗(yàn)步驟1、根據(jù)設(shè)備提供的零部件清單，認(rèn)識(shí)了解不同的零部件。2、根據(jù)實(shí)物了解實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)和裝配方式。3、利用產(chǎn)品提供的裝配圖或自己設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)和平面機(jī)構(gòu)方案，找到裝配系統(tǒng)所需的零部件。4、安裝系統(tǒng)首先安裝動(dòng)力部件，將墊條固定在所需的位置上，再將動(dòng)力裝置安裝在其上，位置和中心高均可調(diào)節(jié)。試安裝負(fù)載，以與上述同樣的方式安裝。安裝中間傳動(dòng)部件。根據(jù)需要調(diào)整各部

10、件位置及中心高（用墊片調(diào)整）。確認(rèn)系統(tǒng)安裝正確后。將電機(jī)引線與數(shù)據(jù)采集箱電機(jī)連線相連，同時(shí)將電機(jī)、負(fù)載及平面的測(cè)速、測(cè)力、位移傳感器分別接至背板上的數(shù)據(jù)通道及模擬通道。接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，調(diào)節(jié)其面板上的調(diào)速按鈕，試運(yùn)行系統(tǒng)，觀察其運(yùn)行情況，并作適當(dāng)調(diào)整。此時(shí)從液晶面板上可看有關(guān)參數(shù)。（如果裝有電子離合器，可將引線分別接于離合器接線端和機(jī)座，用按鈕控制開(kāi)合）。5、實(shí)驗(yàn)臺(tái)用串口線與計(jì)算機(jī)相連，進(jìn)行輸入實(shí)驗(yàn)臺(tái)相關(guān)軟件，即可觀察輸入和輸出轉(zhuǎn)速、輸入和輸出轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)效率的適時(shí)變化曲線。6、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 1、繪制傳動(dòng)路線圖。2、記錄系統(tǒng)動(dòng)力參數(shù)及負(fù)載。3、打印輸入和輸出轉(zhuǎn)速、輸入和輸出轉(zhuǎn)矩及

11、傳動(dòng)效率的變化曲線。4、分析上述曲線變化的原因。5、評(píng)價(jià)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案檢測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告院、系 專業(yè)班級(jí) 姓名 同組人 實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日功能目標(biāo)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線系統(tǒng)流程圖結(jié) 論實(shí)驗(yàn)二 減速器裝拆與測(cè)繪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?按照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程基本要求，在學(xué)完本課程理論課后，每個(gè)學(xué)生必須完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)。它既是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是工科院校較多專業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)通常選擇一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械為題，而減速器的設(shè)計(jì)就成為首選。為了使同學(xué)們?cè)谡n程設(shè)計(jì)前對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)及其主要零部件(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程都學(xué)過(guò)這些零部件)有一個(gè)全面的了解，產(chǎn)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，方便課程設(shè)計(jì)，故

12、開(kāi)設(shè)此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)要求達(dá)到以下目的： (1)了解減速器拆裝的基本要求、方法和步驟。 (2)熟悉減速器的一般結(jié)構(gòu)。(3)分析、研究減速器中各種零件的結(jié)構(gòu)、用途、制造工藝；減速器的潤(rùn)滑、密封以及各種零部件之間的相互位置關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備：一級(jí)圓柱齒輪減速器、展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器、同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器、一級(jí)圓錐齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器、分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器。(2)拆裝工具：扳手、手錘、鋼直尺、鋼卷尺等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 圖3-l所示為某二級(jí)圓柱齒輪減速器的典型結(jié)構(gòu)。 圖3-1 某二級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖 (1)用手轉(zhuǎn)動(dòng)高速軸，了解減速器運(yùn)轉(zhuǎn)的靈

13、活程度。(2)擰下軸承端蓋緊固螺釘，取下軸承端蓋和墊片(嵌入式軸承端蓋除外) (3)擰下聯(lián)接上、下箱體的全部螺栓，拔出定位銷，用起蓋螺釘頂起箱蓋，并取下箱蓋。放置時(shí)，箱蓋的接合面應(yīng)朝上，以防接合面被擦傷。嚴(yán)禁用螺絲刀或金屬硬物在接合面處亂撬，或用手錘亂敲。 (4)參照結(jié)構(gòu)圖，觀察和了解減速器內(nèi)部各個(gè)零部件的形狀、位置和作用，并研究、分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造工藝，特別注意軸的結(jié)構(gòu)，軸上零件的定位方式、固定方法和拆裝順序，滾動(dòng)軸承間隙的調(diào)整以及齒輪、軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)和減速機(jī)的密封裝置。 (5)觀察箱體的有關(guān)尺寸：壁厚，地腳凸緣厚，軸承旁螺栓孔的大小、位置及扳手空間，上、下箱體接合面的凸緣寬度和厚度，筋板厚度，箱體鑄造圓角，齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離，大齒輪齒頂與箱體內(nèi)底面的距離，中心高，箱體的鑄造工藝與拔模斜度，了解箱體的加工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)的要求。(6)觀察、了解減速器的各個(gè)輔助零件；通氣塞、窺視孔、放油塞、油面指示器、吊勾、吊環(huán)、起蓋螺釘、定位銷、擋油板、甩油盤(pán)、刮油板等的結(jié)構(gòu)和位置要求。(7)將所有零部件擦試干凈，依次裝好放油塞、油面指示器、通氣塞、窺視孔蓋、將轉(zhuǎn)軸部件裝好，加上箱蓋并裝上定位銷和軸承端蓋(對(duì)嵌入式軸承蓋應(yīng)先裝端蓋再加箱蓋)，然后擰緊全部螺栓和螺釘，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 減速器裝拆與