機械設(shè)計實驗

1、實驗二 帶傳動實驗實驗學(xué)時：2實驗類型：驗證性實驗要求：必開一、實驗臺目的：1、掌握測定皮帶傳動滑差率和效率及繪制實測曲線。2、學(xué)生可利用計算機在軟件界面說明文件的指導(dǎo)下，獨立自主地進行實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。二、實驗內(nèi)容：1、皮帶傳動滑動曲線和效率曲線的測量繪制：該實驗裝置采用壓力傳感器和A/D卡采集主動帶輪和從動帶輪的驅(qū)動力矩力和阻力矩力，采用光電傳感器和A/D板采集主、從動帶輪的轉(zhuǎn)速。最后輸入計算機進行處理分析，作出實測滑動曲線和效率曲線。使學(xué)生了解帶傳動的彈性滑動和打滑對傳動效率的影響。2、皮帶傳動運動彈性滑動和打滑現(xiàn)象動畫模擬：該實驗裝置配置的計算機多媒體軟件，在輸入實測主、從

2、動帶輪的轉(zhuǎn)速后，通過數(shù)模計算作出帶傳動運動模擬，可清楚觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象動畫圖象。三、實驗設(shè)備1、實驗臺簡介：圖1 皮帶傳動實驗臺主要結(jié)構(gòu)圖1、電機移動底板 2、砝碼和砝碼架 3、力傳感器 4、轉(zhuǎn)矩力測桿 5、主動電動機6、平皮帶 7、光電測速裝置 8、發(fā)電機 9、燈泡組 10、機座機殼 11、操縱面板（1）主要結(jié)構(gòu)及工作原理該實驗傳動系統(tǒng)，由皮帶6和一個裝有主動帶輪的直流伺服電動機組件，另一個裝有從動帶輪的直流伺服發(fā)電機組件構(gòu)成。（2）、主動輪電機5為特制兩端帶滾動軸承座的直流伺服電機，滾動軸承座固定在一個滑動的底板1上，電機外殼（定子）未固定可相對其兩端滾動軸承座轉(zhuǎn)動?；瑒拥牡?/p>

3、板能相對機座10在水平方向滑動。（3）、砝碼架和砝碼2與滑動底板通過繩和滑輪相連，用于張緊皮帶；加上或減少法碼，即可增加或減少皮帶初拉力。從動輪電機8也為特制兩端帶滾動軸承座的直流伺服發(fā)電機，電機外殼（定子）未固定可相對其兩端滾動軸承座轉(zhuǎn)動，軸承座固定在機座機殼上。（4）、發(fā)電機和燈泡9，以及實驗臺內(nèi)的電子加載電路組成實驗臺加載系統(tǒng)，該加載系統(tǒng)可通過計算機軟件主界面的加載按鈕控制，也可用面板上觸摸按鈕（加載按鈕和卸載按鈕）進行手動控制和顯示。（5）、可轉(zhuǎn)動兩電機的外殼上裝有測力桿4，把電機外殼轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩力傳遞給傳感器。主、從動皮帶輪扭矩力可直接在面板各自的數(shù)碼管上讀取，并傳到計算機中進行

4、處理分析。（6）、兩電機后端裝有光電測速裝置和測速轉(zhuǎn)盤7，測速方式為紅外線光電測速；主、從動皮帶輪轉(zhuǎn)速可直接在面板各自的數(shù)碼管上讀取，并傳到計算機中進行處理分析。（7）、直流電動機的調(diào)速電源，采用先進的脈沖寬度調(diào)制的調(diào)速電源； 2、主要技術(shù)參數(shù)直流電機功率為 355W主電機調(diào)速范圍 501500rpm皮帶初拉力值為 23.5kg.f杠桿測力臂長度 L1=L2=120mm（L1L2電動機、發(fā)電機中心至傳感器中心的距離）皮帶輪直徑 D1=D2=120mm壓力傳感器 精度為1% 測量范圍為050N測速范圍： 50轉(zhuǎn)/分1500轉(zhuǎn)/分燈泡額定功率：共320W（8個40W）3、電氣裝置工作原理該儀器電氣

5、測量控制由三個部分組成：（1）、電機調(diào)速部分：該部分采用專用的由脈寬調(diào)制（PWM）原理設(shè)計的直流電機調(diào)速電源，調(diào)節(jié)面板上的調(diào)速旋鈕對電動機進行調(diào)速。 （2）、儀器控制直流電源及傳感器放大電路部分：該電路板由直流電源及傳感器放大電路組成，直流電源主要向顯示控制板和4組傳感器放大電路供電,和將4個傳感器的測量信號放大到規(guī)定幅度供顯示控制板采樣測量。（3）、顯示測量控制部分：該部分由單片機、A/D轉(zhuǎn)換、加載控制電路和RS-232接口組成。A/D轉(zhuǎn)換控制電路負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)速測量和4路傳感器信號采樣，采集的各參數(shù)除送面板進行顯示外。經(jīng)由RS-232接口送上位機（電腦）進行數(shù)據(jù)分柝處理。加載控制電路主要用于計算機

6、對負(fù)荷燈泡組加載，也可通過面板上的觸摸按鈕對燈泡組進行手工加載和卸載。實驗臺可脫機(電腦)，用手工對各采集的實驗數(shù)據(jù)進行記錄處理。四、實驗步驟：1、打開計算機，單擊“皮帶傳動”圖標(biāo)，進入皮帶傳動的封面。單擊左鍵，進入皮帶傳動實驗說明界面。2、 皮帶傳動實驗說明界面下方單擊“實驗”鍵，進入皮帶傳動實驗分析界面。3、啟動實驗臺的電動機，待皮帶傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進行皮帶傳動實驗。在實驗臺的操作面板上開動總電源，均勻按動調(diào)速按鈕，同時按動加載按鈕置零，待皮帶轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，在皮帶傳動實驗界面上單擊“穩(wěn)定測試”，對帶傳動的主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速，以及主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)矩，進行第一個工況的數(shù)據(jù)采集和處理，并在皮

7、帶傳動實驗界面的虛擬儀表上顯示。4、在實驗臺的操作面板上按動加載按鈕12次，待皮帶轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，在皮帶傳動實驗界面上再次單擊“穩(wěn)定測試”，進行第二個工況的數(shù)據(jù)采集和處理。如此類推，直至皮帶打滑，結(jié)束測試。5、在皮帶傳動實驗界面上單擊“實測曲線”，在皮帶傳動實驗界面上作出帶傳動的實測滑差效率曲線圖。6、若實驗結(jié)果不夠理想，在皮帶傳動實實驗界面上單擊“重做實驗”，即可從第3步開始重做一次實驗。7、在皮帶傳動實驗分析界面下方單擊“運動模擬”鍵，觀察皮帶傳動的運動和彈性滑動及打滑現(xiàn)象。8、如果要打印皮帶傳動滑動曲線和效率曲線。在該界面下方單擊“打印”鍵，打印機自動打印出皮帶傳動滑動曲線和效率曲線。9、如

8、果實驗結(jié)束，單擊“退出”，返回Windows界面。五、實驗操作注意事項：1、啟動電源開關(guān)前，需將面板上的調(diào)速旋鈕逆時針旋到底（轉(zhuǎn)速最低位置）。以避免電機高速運動帶來的沖擊損壞傳感器。在法碼架上加上一定的法碼使皮帶張緊，以確保實驗安全。2、實驗臺的R232連接線與計算機接口，不允許帶電插拔。以免損壞電電腦。3、做實驗測試前，先開機將皮帶轉(zhuǎn)速調(diào)至1000轉(zhuǎn)/分以上，運轉(zhuǎn)10分鐘以上。使實驗臺皮帶預(yù)熱性能穩(wěn)定。4、在實驗中采集數(shù)據(jù)時，一定要等數(shù)據(jù)采集窗口的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再進行采集 ，每采集一次，時間間隔5-10秒鐘。5、當(dāng)皮帶加載至打滑時， 運轉(zhuǎn)時間不能過長，防止損壞皮帶。6、在皮帶萬一飛出的情況下，一

9、般可將皮帶調(diào)頭，再裝上進行實驗。在皮帶調(diào)頭，實驗仍不能進行的情況下，則需將電機支座固定螺釘松動，適當(dāng)調(diào)整兩個帶輪的軸線的平行后，再擰緊螺釘。再做實驗。六、實驗報告1、數(shù)據(jù)記錄功率（N）滑差率（）效率（）2、作出N-、N-曲線圖。3、結(jié)果分析。實驗七 軸系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計實驗實驗學(xué)時：2實驗類型：驗證性實驗要求：必開一、實驗?zāi)康?、了解并掌握軸、軸承和軸上零件的結(jié)構(gòu)與功用，工藝要求，裝配關(guān)系；2、了解軸與軸承及軸上零件的定位、固定及調(diào)整方式等，以建立軸系結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識并鞏固軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計理論知識。二、實驗要求1.根據(jù)所給圖，分析一種典型軸系的結(jié)構(gòu)包括軸及軸上零件的各部形狀及功用，軸承類型、安裝、固定

10、和調(diào)整方式，潤滑及密封裝置類型和結(jié)構(gòu)特點。按照圖紙，將零件以及標(biāo)準(zhǔn)件選配齊全，進行組裝。2.利用已有的實驗零件，進行創(chuàng)意組合設(shè)計。三、實驗設(shè)備與原理實驗設(shè)備采用“創(chuàng)意組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗箱”。該套軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗箱比較完整地概括了軸系部分教學(xué)與教材的內(nèi)容，基本零件中共有40種168個零件。 提供裝配方案最多可達到31種。具有內(nèi)容系統(tǒng)方案多樣的特點，同時還可利用兩塊底板處于不同的位置(同一平面或垂直平面)，實現(xiàn)創(chuàng)意組合及相互傳動。學(xué)生可以按照給出的設(shè)計方案選用零件及標(biāo)準(zhǔn)件進行組裝分析，也可另行設(shè)計新的方案組裝。可選用的設(shè)計方案如下，部分裝配圖參見附錄。1單球組合2單球墊組合3單球環(huán)組合4單球嵌

11、組合5單球嵌套組合6單推墊組合7.單球蓋嵌套組合8單推蓋嵌套組合 9.單推墊組合 10.單球墊軸齒組合11單推墊軸齒組合12.單推墊中軸齒組合l 3.單球雙推墊軸齒組合l 4.套雙拒墊軸錐組合1 5套雙推墊軸錐鎖組合l 6單球墊密組合17單球墊壓密組合l 8.單球雙平推墊軸齒組合1 9單推墊外調(diào)組合2 0.單推軸蝸組合2l.單球調(diào)墊組合2 2.單球軸擋組合2 3.單球墊軸擋嵌組合2 4.單球墊軸擋組合2 5單球墊中軸齒組合2 6單調(diào)心墊中軸齒組合27.單球墊中軸齒密組合2 8單球墊中軸齒悶密組合2 9.單背推墊組合3 0單球雙背推墊軸齒組合31單調(diào)心雙背推墊軸齒組合四、實驗步驟1.分析裝配圖圖

12、紙或新方案的軸系結(jié)構(gòu)，分析軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸與軸的強度、加工、裝配的關(guān)系；了解軸上各零件的用途，軸承類型、布置、安裝調(diào)整方式；了解軸上零件的定位、固定方法，潤滑和密封結(jié)構(gòu)等。2.按照裝配圖及零件明細(xì)表，將零件及標(biāo)準(zhǔn)緊固件選配齊全，分先后步驟在底板上一步步進行組裝，一直到完全符合裝配圖為止，再轉(zhuǎn)動軸類旋轉(zhuǎn)零件，是否轉(zhuǎn)動靈活。，并可進行結(jié)構(gòu)分析、討論。 注意事項：1.該套零件全部采用鋁合金制作，在選用時不得任意敲打、錘挫，以免傷害零件表面影響今后使用。2.愛惜零件，不得丟失，每箱零件只能單獨裝箱存放不得與其它箱內(nèi)零件混雜在一起。3.每套實驗箱配備有說明書和裝配圖，圖紙需愛惜使用。不得弄臟、損壞和丟失，實驗完成后將說明書存放在箱中。五、思考題1.為什么軸通常要做成中間大兩頭小的階梯形狀?如何區(qū)分軸上的軸頸、軸頭和軸身各軸段，它們的尺寸如何確定的?對軸各段的過渡部分和軸肩結(jié)構(gòu)有何要求?2.軸承采用什么類型?選擇的根據(jù)是什么?它們的布置和安裝方式有何特點?3.軸系固定方式是 “兩端固定”還是“一端固定，一端游動”，為什么?如何考慮軸的受熱伸長問題?4.軸承