機械零件設(shè)計技術(shù)實驗1

1、機械零件設(shè)計技術(shù)實驗指導(dǎo)書 機械與電氣工程學(xué)院機電工程系目 錄前 言1實驗一 機械傳動系統(tǒng)方案檢測實驗2機械傳動系統(tǒng)方案檢測實驗報告5實驗二 減速器裝拆與測繪6減速器裝拆與測繪實驗報告8前 言為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)機械零件設(shè)計技術(shù)課程時，掌握一些與本課程有關(guān)的基本的機械實驗方法及測繪和操作技能，提高其對理論知識的理解及獨立設(shè)計和分析問題的能力，要求學(xué)生進(jìn)行一些驗證性和設(shè)計性實驗，并寫出實驗報告。為此編寫了機械零件設(shè)計技術(shù)實驗指導(dǎo)書。 為了確保實驗順利進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)期的目的，應(yīng)做到下列幾點： 一、作好實驗前的準(zhǔn)備工作1預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，明確本次實驗的目的、方法和步驟，完成實驗預(yù)習(xí)報告。未完成者，不能參加

2、實驗。 2弄清與本次實驗有關(guān)的原理。 3規(guī)定學(xué)生自備的物品、工具，在實驗前必須備齊。 4除了解實驗指導(dǎo)中規(guī)定的實驗方案外，亦可多設(shè)想一些其它方案。 二、遵守實驗室的規(guī)章制度 1實驗時應(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愛護設(shè)備，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，如發(fā)生故障應(yīng)及時報告。 3實驗完畢后，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)真做好實驗 1認(rèn)真聽清指導(dǎo)教師對本次實驗的講解。 2積極動手，正確操作。 3注意觀察，記錄下全部所需要測量的數(shù)據(jù)，以實事求是的科學(xué)態(tài)度，正確分析實驗結(jié)果，在積極思考中獲得新知識，提高實踐能力。 四、實驗報告的一般要求 1實驗名稱，實驗日期，實

3、驗者及同組人員。 2實驗所用的設(shè)備和儀器的名稱、型號、精度及量程等。 3實驗?zāi)康?、原理、方法及步驟簡述。 4實驗數(shù)據(jù)及其處理：實驗數(shù)據(jù)應(yīng)包括全部的測量原始數(shù)據(jù)，并注明測量單位。最好以表格的形式。列出數(shù)據(jù)的運算過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和誤差分析。 5討論及實驗心得體會：應(yīng)根據(jù)實驗所得的結(jié)果及實驗中觀察到的現(xiàn)象，結(jié)合基本原理進(jìn)行分析討論，最后寫出實驗心得體會。實驗一 機械傳動系統(tǒng)方案檢測實驗一、實驗?zāi)康?、認(rèn)識組成機械系統(tǒng)常用的零部件及安裝方式。2、根據(jù)負(fù)載的形式設(shè)計不同傳動比、不同傳動路徑的傳動系統(tǒng)方案，并對系統(tǒng)方案進(jìn)行評價。3、組合裝配機械傳動系統(tǒng)和平面機構(gòu)執(zhí)行系統(tǒng)。4、利用檢測系統(tǒng)檢測實際系統(tǒng)的傳

4、動效率。5、對系統(tǒng)輸入、輸出的傳動速度變化及系統(tǒng)效率變化進(jìn)行分析。二、實驗原理1、機械系統(tǒng)的組成：機械系統(tǒng)主要由動力機、傳動裝置和工作機三部分組成?，F(xiàn)代機器常把上述三部分合成一個整體而自成一個機械系統(tǒng)。這時工作機就是機器中的執(zhí)行機構(gòu)，動力機則是機器中的驅(qū)動部分?，F(xiàn)代機械系統(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。實驗臺提供了電機轉(zhuǎn)速控制、負(fù)載控制部分及系統(tǒng)參數(shù)檢測部分。2、機械系統(tǒng)方案設(shè)計：方案設(shè)計由三個基本活動組成，即制造、分析和決策。設(shè)計過程的開始是提出一種需求，即設(shè)定設(shè)計目標(biāo)。本實驗使用的實驗臺提供了驅(qū)動靜態(tài)、負(fù)載與動態(tài)，負(fù)載兩種目標(biāo)為實現(xiàn)對這兩種負(fù)載的驅(qū)動，我們將設(shè)計不同

5、傳動路線與組成傳動系統(tǒng)。3、傳動部件的結(jié)構(gòu)及性能認(rèn)識：對于組成機械系統(tǒng)的動力及傳動部件的選擇，決定了機械系統(tǒng)動力性能及結(jié)構(gòu)。它包括以下主要部件：電機 聯(lián)軸器 減速器 離合器 帶、鏈傳動。 4、系統(tǒng)方案的評價準(zhǔn)則：評價準(zhǔn)則的建立包括三方面的內(nèi)容：技術(shù)評價、經(jīng)濟評價、社會評價。（1）技術(shù)評價對設(shè)計方案實現(xiàn)規(guī)定功能技術(shù)先進(jìn)性可能性的評價，包括設(shè)計原理、技術(shù)參數(shù)、關(guān)鍵問題、成功率和應(yīng)用效益的估計等。技術(shù)評價應(yīng)以提出的方案能否實現(xiàn)規(guī)定的功能為中心目標(biāo)，其中主要有保證功能實現(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)濟評價經(jīng)濟評價是指設(shè)計方案的

6、實施費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)濟評價時，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)濟評價前，應(yīng)該明確下列因素：企業(yè)經(jīng)營因素、技術(shù)因素、市場因素、經(jīng)濟因素、時間因素等等。（3）社會評價社會評價是指對新產(chǎn)品可能產(chǎn)生的社會效益的評價，其中主要有推動技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展社會生產(chǎn)力、削減環(huán)境污染、改善生態(tài)平衡、增進(jìn)社會福利、保證安全防火、有助于身心健康等等。三、實驗設(shè)備及工具JZCS-III型機械系統(tǒng)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實驗臺；PYS-III型機械系統(tǒng)集成及參數(shù)可視化分析實驗臺；計算機。四、裝配說明見設(shè)備使用說明書五、檢測分析系統(tǒng)使用實驗臺利用測力傳感器

7、、光電測速傳感器與位移傳感器檢測機械系統(tǒng)的輸入及輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、平面機構(gòu)的位移和轉(zhuǎn)速，并通過數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行采集處理，數(shù)據(jù)通過串口通訊輸入計算機，形成可視化的適時變化曲線。其原理框圖如下： 打印機PC機控制器數(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)果電機手動調(diào)速軟件調(diào)速 實驗臺控制面板圖如下： 面板控制區(qū)面膜上各鍵的含義：速度調(diào)節(jié)用來調(diào)節(jié)直流電機的轉(zhuǎn)速，通過調(diào)電壓的方式調(diào)節(jié)。負(fù)載電流調(diào)節(jié)用來調(diào)節(jié)負(fù)載的大小，通過調(diào)節(jié)電流的大小調(diào)節(jié)。 將電機測力傳感器接口線、負(fù)載測力傳感器接口線及平面機構(gòu)位移傳感器接口線接至模擬通道，電機光電轉(zhuǎn)速傳感器、負(fù)載光電轉(zhuǎn)速傳感器及平面機構(gòu)轉(zhuǎn)速傳感器接至數(shù)

8、字通道。利用串口線將控制箱與PC機相聯(lián)，打開相關(guān)軟件即可對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行可視化顯示。軟件界面操作說明如下：I、點擊該可執(zhí)行文件就會進(jìn)入主界面主界面包括三個菜單：文件、實驗內(nèi)容和幫助菜單。 II、操作事項1、實驗錄像窗體有2個按鈕：關(guān)閉和播放。點擊“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擊“關(guān)閉”按鈕。2、測試窗體 A、縮放調(diào)整 請選擇縮放倍數(shù)增加減少 10點擊“增加按鈕”縮放倍數(shù)會逐漸增加，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)才會發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。點擊“減小按鈕”亦然。B、點擊“采集”按鈕，開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會在坐標(biāo)軸內(nèi)顯示。C、“當(dāng)前速度”調(diào)整 分別點擊“

9、增加按鈕”，“減少按鈕”和“停止按鈕”可以讓電機加速、減速和停止。D、點擊 “想打印結(jié)果”按鈕，二級菜單“實驗結(jié)果”才可以操作，點擊“實驗結(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、實驗步驟1、根據(jù)設(shè)備提供的零部件清單，認(rèn)識了解不同的零部件。2、根據(jù)實物了解實驗臺的結(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)計機械系統(tǒng)和平面機構(gòu)方案，找到裝配系統(tǒng)所需的零部件。4、安裝系統(tǒng)首先安裝動力部件，將墊條固定在所需的位置上，再將動力裝置安裝在其上，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。安裝中間傳動部件。根據(jù)需要調(diào)整各部件位置及中心高（用墊片

10、調(diào)整）。確認(rèn)系統(tǒng)安裝正確后。將電機引線與數(shù)據(jù)采集箱電機連線相連，同時將電機、負(fù)載及平面的測速、測力、位移傳感器分別接至背板上的數(shù)據(jù)通道及模擬通道。接通實驗臺電源，調(diào)節(jié)其面板上的調(diào)速按鈕，試運行系統(tǒng)，觀察其運行情況，并作適當(dāng)調(diào)整。此時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座，用按鈕控制開合）。5、實驗臺用串口線與計算機相連，進(jìn)行輸入實驗臺相關(guān)軟件，即可觀察輸入和輸出轉(zhuǎn)速、輸入和輸出轉(zhuǎn)矩及傳動效率的適時變化曲線。6、編寫實驗報告。七、實驗結(jié)果分析 1、繪制傳動路線圖。2、記錄系統(tǒng)動力參數(shù)及負(fù)載。3、打印輸入和輸出轉(zhuǎn)速、輸入和輸出轉(zhuǎn)矩及傳動效率的變化曲線。4

11、、分析上述曲線變化的原因。5、評價系統(tǒng)。機械傳動系統(tǒng)方案檢測實驗報告院、系 專業(yè)班級 姓名 同組人 實驗日期 年 月 日功能目標(biāo)根據(jù)設(shè)備提供的零部件清單，認(rèn)識了解不同的零部件；根據(jù)實物了解實驗臺的結(jié)構(gòu)和裝配方式。動力學(xué)、運動學(xué)曲線系統(tǒng)流程圖結(jié) 論帶傳動承載能力較低在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。實驗二 減速器裝拆與測繪一、實驗?zāi)康?按照機械設(shè)計基礎(chǔ)課程基本要求，在學(xué)完本課程理論課后，每個學(xué)生必須完成一個課程設(shè)計。它既是一個重要的教學(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)計能力訓(xùn)練

12、。課程設(shè)計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或簡單機械為題，而減速器的設(shè)計就成為首選。為了使同學(xué)們在課程設(shè)計前對減速器的結(jié)構(gòu)及其主要零部件(機械設(shè)計基礎(chǔ)課程都學(xué)過這些零部件)有一個全面的了解，產(chǎn)生一個感性認(rèn)識，方便課程設(shè)計，故開設(shè)此項實驗。通過實驗要求達(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；減速器的潤滑、密封以及各種零部件之間的相互位置關(guān)系。二、實驗設(shè)備及工具(1)實驗設(shè)備：一級圓柱齒輪減速器、展開式二級圓柱齒輪減速器、同軸式二級圓柱齒輪減速器、一級圓錐齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器、蝸桿減速

13、器、分流式二級圓柱齒輪減速器。(2)拆裝工具：扳手、手錘、鋼直尺、鋼卷尺等。三、實驗內(nèi)容及步驟 圖3-l所示為某二級圓柱齒輪減速器的典型結(jié)構(gòu)。 圖3-1 某二級圓柱齒輪減速機結(jié)構(gòu)圖 (1)用手轉(zhuǎn)動高速軸，了解減速器運轉(zhuǎn)的靈活程度。(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，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)部各個零部件的形狀、位置和作用，并研究、分析其結(jié)構(gòu)特點和制造工藝，特別注意軸的結(jié)構(gòu)，

14、軸上零件的定位方式、固定方法和拆裝順序，滾動軸承間隙的調(diào)整以及齒輪、軸承的潤滑系統(tǒng)和減速機的密封裝置。 (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結(jié)構(gòu)的要求。(6)觀察、了解減速器的各個輔助零件；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、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，

15、加上箱蓋并裝上定位銷和軸承端蓋(對嵌入式軸承蓋應(yīng)先裝端蓋再加箱蓋)，然后擰緊全部螺栓和螺釘，實驗結(jié)束。 減速器裝拆與測繪實驗報告院、系 專業(yè)班級 姓名 同組人 實驗日期 年 月 日一、繪制簡圖1、根據(jù)自己所拆裝的減速器，任選一根軸，注明所拆裝減速器的類型及所畫的是哪根軸。仔細(xì)繪制軸系部件的結(jié)構(gòu)示意圖。答：二軸同軸式圓柱齒輪減速器。二、回答下列問題（1） 減速器的齒輪和蝸桿傳動以及滾動軸承各采用什么樣的潤滑方式？為什么？在什么情況下需要開設(shè)油槽？減速器的齒輪和蝸桿傳動以及滾動軸承都采用油浴式潤滑。理由是：1、機械傳動中油浴式的潤滑方式效率最好；2、減速器是有殼機械，具備封閉和循環(huán)條件。開設(shè)油槽的目的是能使浴油進(jìn)入死角和相對封閉的局部（2）定位銷、起蓋螺釘、油面指示器、放油塞、窺視孔和通氣塞各起什么作用？1. 定位銷為安裝方便箱座和箱蓋用圓錐定位銷定位并用螺栓連接固緊。2. 起蓋螺釘為了便于揭開箱蓋常在箱蓋凸緣上裝有起蓋螺釘。3. 油面指標(biāo)器，觀察液面情況的情況，以防油箱里的油過少而影響各個部件的運動。4. 窺視孔，打開窺視孔蓋板，通過窺視孔可以檢查齒輪嚙合情況及向箱內(nèi)注油。5放油塞，箱座下部設(shè)有放油孔，換油時通過放油孔排放污油和清洗劑平時用放