機(jī)構(gòu)自由度實(shí)驗(yàn)靜動(dòng)態(tài)螺栓實(shí)驗(yàn)帶傳動(dòng)效率測定實(shí)驗(yàn)齒輪范成實(shí)驗(yàn)減速器的拆裝和結(jié)構(gòu)分析機(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)簡圖的測繪 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)簡圖的測繪方法；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 一個(gè)三角板 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)

2、運(yùn)動(dòng)簡圖，以此來說明實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性。四步驟1 了解被測機(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、-

3、，在各運(yùn)動(dòng)副旁標(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)簡圖。仔細(xì)測量與機(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)

4、接在擰緊過程中各部分的受力情況。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)測量儀一臺(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有測拉力和扭

5、矩的兩組應(yīng)變片，分別測量螺栓在擰緊時(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)測量儀的工作原理及各測

6、點(diǎn)應(yīng)變片的組橋方式實(shí)驗(yàn)臺(tái)各被測件的應(yīng)變量用LSD-A型靜動(dòng)態(tài)測量儀測量，通過標(biāo)定或計(jì)算即可換算出各部分的大小。靜動(dòng)態(tài)測量儀是利用金屬材料的特性，將非電量的變化轉(zhuǎn)換成電量變化的測量儀，應(yīng)變測量的轉(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物件上，當(dāng)被測件受到外力作用長度發(fā)生變化時(shí)，粘貼在被測件上的應(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。用靈敏的電阻測量儀電橋，測出電阻值的變化R/R，就可換算出相應(yīng)的應(yīng)變，并可直接在測量儀的數(shù)碼管讀出應(yīng)變值。通過A/D板該儀器可向計(jì)算機(jī)發(fā)送被測點(diǎn)應(yīng)變值，供計(jì)算機(jī)處理。圖1-1 

7、; 螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)1、     電動(dòng)機(jī)  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)各測點(diǎn)均采用箔式電阻應(yīng)變片，其阻值為120，

8、靈敏系數(shù)k=2.20，各測點(diǎn)均為兩片應(yīng)變片，按測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、40G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)測曲線和理論曲線圖，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行分析

9、。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，用以測量聯(lián)接件（螺栓）與被聯(lián)接件的變形量。手?jǐn)Q大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）  測量儀：配套的4根輸出線的插頭將各點(diǎn)插座連接好，各測點(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

10、角環(huán)壓力，下方為挺桿壓力。然后再將各測點(diǎn)輸出線分別接于測量儀背面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)變測量值”框中數(shù)據(jù)清零，如串口數(shù)據(jù)線連接無誤，則該輸入框中，會(huì)有數(shù)據(jù)顯示并跳動(dòng)。4）  調(diào)節(jié)靜動(dòng)態(tài)測量儀：通過測量儀上的選擇開關(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

11、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。高度值可通過塞入16mm的測量棒確定，然后將千分表測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“加載測試”鍵進(jìn)行軸向加載

12、的數(shù)據(jù)采集和處理。6）  單擊“實(shí)測曲線”鍵，做出螺栓聯(lián)接對(duì)受力和變形的實(shí)測綜合變形圖。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)，單擊“動(dòng)態(tài)測試”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

13、“測試曲線”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)。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M

14、8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，避免電機(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

15、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

16、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)揮帶的最大工作能力，臨界條件應(yīng)取在k點(diǎn)，在這一臨

17、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)，其外殼上裝有測力桿，支點(diǎn)壓在壓力傳感器上通過計(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)后端裝有光電測速裝置和測速轉(zhuǎn)盤，所測轉(zhuǎn)速在面板上各自的數(shù)碼管上顯示。1）扭矩和效率的測定電動(dòng)機(jī)輸出扭矩T1（即主動(dòng)輪扭矩）和發(fā)電機(jī)負(fù)載扭矩T2（即從動(dòng)輪扭矩）采用平衡法來測定

18、。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)力矩分別通過固定在外殼上的壓力傳感器所產(chǎn)生的力矩來平衡。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)生的壓力可通過面板直接讀出。2）有效拉力的計(jì)算帶的有效拉力 其中為主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，120mm為

19、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杠桿測力臂長度 L1=L2=120mm （L1L2電動(dòng)機(jī)中心至測力桿支點(diǎn)的長度）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：220V±10% 50Hz工作場所：無強(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量繪制：該實(shí)驗(yàn)裝置采用壓力傳感器和A/D采集并轉(zhuǎn)換成主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的驅(qū)

20、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)測主、從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)數(shù)后，通過數(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)說明界面下方單擊“實(shí)驗(yàn)”鍵，進(jìn)入帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析界面。4.

21、 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)定測試”，記錄下帶傳動(dòng)初始值。6. 通過測試界面的“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)定測試”，穩(wěn)定記錄帶傳動(dòng)的實(shí)測結(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)的運(yùn)動(dòng)和彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象。 10.

22、 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理；2 通過用齒條刀具范成漸開線齒廓

23、的過程，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)床保證），并加上必要的切削運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)

24、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)齒輪12個(gè)齒（如圖2所示），注意觀察

25、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、d 、df 、 db 、s 、e

26、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)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

27、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)過程在“機(jī)械設(shè)計(jì)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，

28、現(xiàn)結(jié)合該圖簡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

29、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

30、浸油潤滑，大輪齒的輪齒浸入油池中，靠它把潤滑油帶到嚙合處進(jìn)行潤滑。滾動(dòng)軸承采用潤滑脂潤滑，為了防止箱體內(nèi)的潤滑油進(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)潤滑油泄漏以及外界灰塵、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

31、箱體內(nèi)加注潤滑油，在箱蓋的適當(dāng)位置設(shè)置一觀察孔，觀察孔多為長方形，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

32、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：為了便于搬運(yùn)，需在箱體上設(shè)置起吊裝置。圖中箱蓋上鑄有兩個(gè)吊耳，用于起吊箱蓋。箱座上鑄有兩個(gè)吊鉤，用于吊運(yùn)整臺(tái)減速器。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉減速箱的基本結(jié)構(gòu)，了解常用減速箱的用途及特點(diǎn)。2了解減速箱各組成零件的結(jié)構(gòu)及功用，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性。3了解減速箱中零件的裝配關(guān)系及安裝、調(diào)整過程。4了解軸承和齒輪的潤滑。5學(xué)習(xí)減速箱的基本參數(shù)測定方法。6為課程設(shè)計(jì)時(shí)，能設(shè)計(jì)一臺(tái)合理的減速器打下良好的基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工具1二級(jí)圓柱齒輪減速器。2錐齒輪圓柱齒輪減速器。3蝸輪蝸桿減速器。4拆裝工具。5測量工具。四、實(shí)驗(yàn)步驟1課前仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，結(jié)合圖4-1了解減速器的使用場合、作用及其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2觀察減速器的外形，用手來回推動(dòng)減速器的輸入輸出軸，體會(huì)軸向竄動(dòng)；打開觀察孔蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)高速軸，觀察齒輪的嚙合情況。注意觀察孔開設(shè)的位置及尺寸大??；通氣器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；螺栓凸臺(tái)位置（并注意扳手空間是否合理）；軸承座加強(qiáng)筋的位置及結(jié)構(gòu)；吊耳及吊鉤