機(jī)電專業(yè)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、目 錄實(shí)驗(yàn)一 減速器拆裝實(shí)驗(yàn).2實(shí)驗(yàn)二 機(jī)械零件拆裝實(shí)驗(yàn).6實(shí)驗(yàn)三 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)四 漸開線齒輪參數(shù)的測定20實(shí)驗(yàn)一 減速器拆裝實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2學(xué)時一、概述由于減速器在機(jī)械和建筑等行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛，所以對于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生有必要了解減速器的用途、類型及結(jié)構(gòu)等方面。減速器是由封閉在箱體內(nèi)的齒輪傳動或蝸輪蝸桿等傳動零件所組成的獨(dú)立部件，常安裝在原動機(jī)和工作機(jī)之間，用以降低輸入軸的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增加輸出軸的轉(zhuǎn)矩。其基本結(jié)構(gòu)由箱體、軸系零件和附件三部分組成。學(xué)生通過減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步了解和掌握各零部件結(jié)構(gòu)布置、加工工藝、密封方式、安裝方法等內(nèi)容。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）速器的結(jié)構(gòu)，各零件的名稱、

2、形狀、用途及相互裝配關(guān)系；（2）觀察齒輪和軸承的軸向及周向固定方式和安裝順序；（3）了解減速器各附件的名稱、結(jié)構(gòu)、安置位置及作用；（4）掌握高、低速齒輪側(cè)向間隙的測量方法及軸向間隙的調(diào)整和測量方法。三、減速器的類型與布置方式（1）減速器根據(jù)不同的用途可分為以下三種類型：圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器，如圖1-1a、b、c所示。1-1 減速器的類型在圓柱齒輪減速器中，按齒輪傳動級數(shù)可分為單級、兩級和多級。蝸輪蝸桿減速器又可分為蝸桿上置式和蝸桿下置式。（2）兩級或兩級以上減速器的傳動布置形式有展開式、分流式、同軸式三種形式，如圖1-2a、b、c所示。展開式用于載荷平穩(wěn)的場合，分流式

3、用于變載荷的場合，同軸式用于原動機(jī)與工作機(jī)同軸的特殊的工作場合。圖1-2 減速器傳動布置形式四、減速器的箱體結(jié)構(gòu)與附件減速器的箱體結(jié)構(gòu)與附件如圖1-3所示。1箱體結(jié)構(gòu)減速器的箱體用來支撐和固定軸系零件，可分為箱蓋與箱座兩部分，剖分面通過齒輪軸線平面。一般先將箱蓋與箱座的剖分面加工平整，合上后用定位銷定位將螺栓聯(lián)接，對支承同一軸的軸承孔應(yīng)一次鏜出。箱體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,除適當(dāng)?shù)谋诤裢猓€要在軸承座孔處設(shè)加強(qiáng)筋以增加支撐的剛度。為保證軸承孔的聯(lián)接剛度，軸承座安裝螺栓處做出凸臺。2附件要了解減速器上的附件及其布置和功用。如：視孔蓋、通氣器、吊環(huán)螺釘、箱鉤、油標(biāo)尺、排油塞、起蓋螺釘?shù)取?、螺釘 2

4、、通氣器 3、視孔蓋4、箱蓋 5、吊耳 6、吊鉤7、箱座 8、油標(biāo)尺 9、油塞10、油溝 11、定位銷圖9-3 單級圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)圖五、減速器潤滑與密封（1）減速器中齒輪與軸承的潤滑，一般采用油池潤滑（飛濺潤滑）。（2）減速器中的密封方式，可根據(jù)不同的工作條件和使用要求進(jìn)行選擇。軸伸出端的密封常用的有氈圈密封（圖1-4a、b）和密封圈密封（圖1-5）。 圖1-4 氈圈密封 圖1-5 密封圈密封軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封常用的有擋油環(huán)和封油環(huán)，其中，擋油環(huán)適用于油潤滑軸承，如圖1-6；封油環(huán)適用于脂潤滑軸承如圖1-7。圖1-6 擋油環(huán)結(jié)構(gòu) 圖1-7 封油環(huán)結(jié)構(gòu)箱體結(jié)合面的密封通常于裝配時在箱體結(jié)合

5、面上涂密封膠或玻璃膠。六、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工具（1）各種類型的減速器；（2）游標(biāo)卡尺、百分表及表架；（3）活動扳手、手錘、鉛絲、軸承拆卸器。七、實(shí)驗(yàn)步驟（1）通過觀察減速器的外形，了解其名稱、類型、總減速比；（2）取下減速器箱體兩端的定位銷，卸下上下箱體所有聯(lián)接螺栓，將上箱體取下；（3）觀察軸承類型及軸承和齒輪布置方式，了解軸上各零件的周向和軸向固定方式；（4）了解軸承軸向間隙的測定與調(diào)整方法。先固定好百分表，用手推動軸至一端，然后再將軸推至另一端，百分表所指示出的量值差即是軸向間隙的大??；（5）測量高、低級齒輪的側(cè)隙。將一段鉛絲插入齒輪間，轉(zhuǎn)動齒輪碾壓鉛絲，鉛絲變形后的厚度即是齒輪副側(cè)隙的大小，用

6、游標(biāo)卡尺測量其值；（6）數(shù)出齒輪的齒數(shù)并計算分級傳動比，繪制機(jī)構(gòu)傳動示意圖；（7）取出軸系部件，拆下各零件并分析各零件的結(jié)構(gòu)及作用；（8）任選一軸系，測量軸上零件，畫出軸系結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)注所測得的尺寸；（9）按拆卸的反向順序裝配好減速器。八、思考題（1）本減速器的潤滑及密封是怎樣考慮的？箱體結(jié)合面是用什么方法密封的？（2）測得的軸承軸向間隙如不符合技術(shù)要求時，應(yīng)如何進(jìn)行調(diào)整？（3）減速器箱體上有哪些附件？各起什么作用？（4）本減速器從設(shè)計角度看有哪些不合理之處？實(shí)驗(yàn)二 機(jī)械零件參觀實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^參觀使學(xué)生初步了解通用機(jī)械零件或部件的類型、結(jié)構(gòu)和功用的一般常識，為學(xué)習(xí)機(jī)械技術(shù)應(yīng)用

7、建立感性知識，為在本門課程中理論聯(lián)系實(shí)際打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在教師指導(dǎo)下認(rèn)真觀察每臺示教板上所展示的全部內(nèi)容，陳列柜示教板共有十三個部分，其主要內(nèi)容如下：第一部份 螺紋連接和螺旋傳動1.各種連接用螺母：如方螺母，六角螺母、六角扁螺母、蓋形螺母、蝶形螺母、六角圈鎖緊螺母及其它特殊用途的螺母。2.墊圈：普通墊圈、彈性墊圈、外齒彈性墊圈、圓螺母止退墊圈、槽鋼用方斜墊圈、外舌止動墊圈等。3.擋圈：螺釘緊固軸端擋圈、螺釘鎖緊軸用彈性擋圈、孔用彈性擋圈、鋼絲擋圈等。4.螺紋：按牙形分有梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋、普通三角形螺紋、滾珠螺紋、圓錐螺紋等。按旋向分有右旋螺紋和左旋螺紋。按同一公稱直徑尺寸其

8、螺距不同又分粗牙和細(xì)牙。按螺紋線數(shù)分有單頭螺紋和多頭螺紋。5.螺紋連接件：螺栓、螺柱、螺釘。其中螺栓有六角頭螺栓，小六角頭螺桿帶孔螺栓，小六角頭鉸制孔用螺栓，內(nèi)六角頭螺栓，地腳螺栓等。螺柱有等長雙頭螺柱、雙頭螺柱（A型、B型）、焊接單頭螺柱（A型）等。螺釘有沉頭螺釘、圓柱頭內(nèi)六角頭螺釘、十字槽平頭螺釘、圓頭螺釘、十字槽沉頭螺釘、錐端緊定螺釘、平端緊定螺釘、圓柱端緊定螺釘、內(nèi)六角平端緊定螺釘、吊環(huán)螺釘?shù)取?.螺紋連接形式：有螺栓連接，螺釘連接及雙頭螺柱連接。7.螺紋連接的防松形式有靠摩擦力防松，用雙螺母、彈性墊圈等；靠機(jī)械方法防松有帶槽螺母和開口銷、止動墊圈、圓螺母和止退墊圈、串連金屬絲等。8.

9、對于承受橫向力或軸向力不同的螺紋連接，為了加強(qiáng)承載能力，示教板上有五種橫向力的減載結(jié)構(gòu)設(shè)計，三種減少附加彎矩的措施及四種提高連接強(qiáng)度的措施。第二部分 鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接1.鍵的類型及連接形式：一般鍵連接有普通平鍵（A型、B型、C型三種），導(dǎo)向平鍵（A型、B型），滑鍵，半圓鍵，楔鍵和切向鍵等?；ㄦI連接形式有矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵，其定心形式有側(cè)面定心、外徑定心和內(nèi)徑定心三種。2.銷連接：由于工作場合不同，共展出八種各具特點(diǎn)的銷。常見的有圓錐銷、圓柱銷、槽銷、彈性圓柱銷等。3.無鍵連接：其成形曲線有擺線和等軸曲線等。4.彈性環(huán)連鍵。第三部分 鉚接、焊接、粘接和過盈連接1.鉚接：以

10、鉚釘為主要連接件，鉚釘按其頭部形狀分半圓頭鉚釘、平錐頭鉚釘、半沉頭鉚釘、錐體桿鉚釘、錐頭帶根鉚釘和沉頭鉚釘。2.焊接：基本型式分對接焊縫（其中有無坡口雙面焊縫、U型、V型、X型和K型等型式）、搭接接頭焊縫（有角焊縫、切口焊縫、塞形焊縫等）、正交接頭焊縫（有雙面V型、V型角）等。3.粘接：有板接、管接、角接觸等不同結(jié)構(gòu)。4.過盈配合：如齒輪輪緣與輻板連接，滾動軸承內(nèi)圈與軸的間連接等。第四部分 帶傳動1.傳動帶的類型：平帶、普通帶、活絡(luò)三角帶、多楔帶、同步帶、齒狀帶等。2.平帶和普通V帶傳動能力比較：由平帶及普通帶工作時的受力分析得出在同樣張緊力的作用下普通V帶帶輪工作面所產(chǎn)生的摩擦力大于平帶帶輪

11、工作面所產(chǎn)生的摩擦力，故在同樣條件下，普通帶能傳遞較大的功率。3.普通帶型號選擇：按小帶輪轉(zhuǎn)速n1和計算功率Pc選擇。4.普通V帶輪結(jié)構(gòu)：實(shí)體式、腹板式、孔板式和輪輻式等。5.帶傳動的張緊：可用調(diào)節(jié)中心距或采用張緊輪等方法張緊。第五部分 鏈傳動展出了鏈傳動的類型、鏈輪結(jié)構(gòu)、鏈傳動的張緊及極限功率曲線和許用功率曲線。第六部分 齒輪傳動1.齒輪的主要失效形式。2.各種齒輪輪齒及蝸桿受力分析。3.齒輪及蝸桿結(jié)構(gòu)形式及傳動類型。第七部分 軸系零部件1.軸的類型：階梯直軸（實(shí)心軸和空心軸）、曲軸、鋼絲軟軸。2.軸上零件的軸向固定：軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、螺釘鎖緊等方式。3.軸上零件的周向固定：普通平鍵

12、、花鍵、銷或過盈配合等。4.考慮軸上零件便于裝拆、定位、固定和軸加工的良好工藝性，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可參看示教板上的實(shí)物展示。第八部分 滑動軸承1.軸瓦類型及結(jié)構(gòu)，油孔和油槽形式，軸瓦內(nèi)表面由軸承合金澆鑄的結(jié)構(gòu)。其中：剖分式軸瓦、扇式軸瓦、橢園軸承軸瓦均陳列在示教板上，可仔細(xì)觀察。2.軸承的結(jié)構(gòu)：向心軸承：對開式、整體式；推力軸承：空心推力軸承和實(shí)心推力軸承。3.液體靜壓軸承：示教板展示的是恒壓供油靜壓軸承，其中有軸向回油槽的軸承。第九部分 滾動軸承1.滾動體型式。2.常用滾動軸承類型及代號。3.軸承壓入工具及拆卸工具。4.典型滾動軸承組合設(shè)計。5.軸承的潤滑和密封： 潤滑裝置：有壓配式壓注油杯、直

13、通式壓注油杯、接頭式壓注油杯、針閥式注油油杯、自動關(guān)閉式鉸鏈油杯，旋蓋式油杯， 密封形式：油溝式間隙密封、氈圈密封、皮碗密封、迷宮密封等。第十部份 減速器第十一部分 聯(lián)軸器1.固定式剛性聯(lián)軸器：銷聯(lián)接套筒聯(lián)軸器、鍵連接套筒聯(lián)軸器、剛性凸緣聯(lián)軸器。2.可移式聯(lián)軸器：十字滑塊聯(lián)軸器、撓性爪型聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、滾子鏈聯(lián)軸器、輪胎聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器、單剪銷安全聯(lián)軸器、柱銷聯(lián)軸器。第十二部分 離合器離合器的類型：牙嵌離合器、電磁摩擦離合器、圓錐式摩擦離合器、單圓盤式摩擦離合器、齒輪離合器、滾柱定向離合器、離心式離合器、多圓盤式摩擦離合器。第十三部分 彈簧1.拉伸彈簧的類型：圓鉤環(huán)、半圓鉤環(huán)

14、、偏心鉤環(huán)、可調(diào)式、兩端具有可轉(zhuǎn)鉤環(huán)、長臂半圓鉤環(huán)、長臂小圓鉤環(huán)等彈簧。2.壓端彈簧的類型：兩端面圈并緊磨平彈簧、兩端面圈并緊不磨平彈簧。3.扭簧的類型：外臂扭轉(zhuǎn)彈簧、中心臂扭轉(zhuǎn)彈簧、雙扭簧。4.蝸卷彈簧。5.對合式碟式彈簧6.單板彈簧，多板彈簧等。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備機(jī)械零件陳列柜一套四、思考題1.常用螺紋按牙形分為哪幾種？各有何特點(diǎn)？主要用途怎樣？2.平鍵和楔鍵在結(jié)構(gòu)和使用上有何區(qū)別？為何平鍵應(yīng)用最廣？3.在張緊力相同的情況下，為什么普通帶傳動比平帶傳動的承載能力強(qiáng)？4.鏈傳動常用的傳動鏈有哪些？鏈傳動中套筒滾子鏈有哪些失效形式？許用功率曲線在什么條件下得出的？5.什么叫內(nèi)嚙合齒輪傳動？什么叫外嚙

15、合齒輪傳動？6.軸上零件的軸向固定和周向固定有哪些方法？它們各有什么特點(diǎn)？7.滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)一般是由哪幾部份組成？各部分起什么作用？8.常用滾動軸承有哪些類型？雙列向心球面球軸承為什么能自動調(diào)心？9.滾動軸承的密封形式有哪些？各用在什么場合？10.常用聯(lián)軸器有哪些？各有何特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)三 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計中有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸承組合設(shè)計的基本方法。（2）了解軸的加工工藝和軸上零件的裝配工藝。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計分析實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)箱提供能進(jìn)行減速器圓柱齒輪軸系、小圓錐齒輪軸系及蝸桿軸系結(jié)構(gòu) 設(shè)計實(shí)驗(yàn)的全套零件。2測量及繪圖工具300鋼板

16、尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)外卡鉗、鉛筆、三角板等（自備）。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1指導(dǎo)老師根據(jù)表3-1選擇性安排每組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)題號）表3-1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)題號 已 知 條 件齒輪類型載荷轉(zhuǎn)速其他條件 示 意 圖1小直齒輪輕低2中高3大直齒輪中低4重中5小斜齒輪輕中6中高7大斜齒輪中中8重低9小錐齒輪輕低錐齒輪軸10中高錐齒輪與軸分開11蝸 桿輕低發(fā)熱量小12重中發(fā)熱量大2進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與滾動軸承裝置的組合設(shè)計 每組學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題號（如：1、3、5、8等）的要求，進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決軸承類型選擇、軸上零件的固定和拆裝、軸承間隙的調(diào)整、潤滑與密封等問題。3繪制軸承裝置結(jié)構(gòu)裝配圖。4每人編寫實(shí)驗(yàn)報告一份

17、。四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，理解設(shè)計要求；（2）復(fù)習(xí)有關(guān)軸承裝置設(shè)計的內(nèi)容與方法（參看教材有關(guān)章節(jié)）；（3）構(gòu)思軸系結(jié)構(gòu)方案根據(jù)齒輪類型選擇滾動軸承型號；確定支承軸向固定方式（兩端固定：一端固定、一端游動）；根據(jù)齒輪圓周速度（高、中、低）確定軸承潤滑方式（脂潤滑、油潤滑）；選擇端蓋形式（凸緣式、嵌入式）并考慮透蓋處密封方式（氈圈、皮碗、油溝）；考慮軸上零件的定位與固定，軸承間隙調(diào)整等問題；繪制軸系結(jié)構(gòu)方案示意圖。4組裝軸系部件根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)方案，從實(shí)驗(yàn)箱中選取合適零件并組裝成軸系部件，檢查所設(shè)計組裝的軸系結(jié)構(gòu)是否正確。5繪制軸承裝置結(jié)構(gòu)草圖。6測量零件結(jié)構(gòu)尺寸（箱體零件不用測量），并作好記

18、錄。7將所有零件放入實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的規(guī)定位置，交還所借工具。8根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖及測量數(shù)據(jù)，在3號圖紙上用1：1比例繪制軸系結(jié)構(gòu)裝配圖，要求裝配關(guān)系表達(dá)正確，注明必要尺寸（如支承跨距、齒輪直徑與寬度、主要配合尺寸），填寫標(biāo)題欄和明細(xì)表。9寫出實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)零件明細(xì)表序號類別零件代號零件名稱件數(shù)序號類別零件代號零件名稱件數(shù)1234齒輪類ZJ-01-01直齒輪121 -04-06透 蓋1 -01-02斜齒輪122 -04-07透 蓋1 -01-03錐齒輪123支座ZJ-05-01支 座2 -01-04蝸 桿124 -05-02套 杯1567軸類ZJ-02-01軸125套杯類 -05-03套 杯1 -02-

19、02錐齒輪軸126 -05-04套 杯1 -02-03軸：27 -05-05套 杯189101112131415套筒類ZJ-03-01擋油環(huán)228軸軸承2052 -03-02軸 套129承軸承72052 -03-03軸 套130聯(lián)接件類4 -03-04軸 套131GB31-76螺栓M8×181 -03-05調(diào)整環(huán)232螺栓M8×304 -03-06隔 套133GB810-76小圓螺母N181 -03-07定位套134GB97-761 -03-08隔 套13511617181920端蓋類ZJ-04-01悶 蓋136GB1096-79鍵8×7×321 -04

20、-02透 蓋137GB1096-79鍵8×7×201 -04-03悶 蓋138GB1096-79鍵6×5×131 -04-04透 蓋139FJ145-79密封氈圈3 -04-05悶 蓋140調(diào)整墊片2三回答問題1軸上各鍵槽是否在同一條母線上？2軸上零件的（如：齒輪、軸承）軸向、周向固定方式如何？3軸系位置是否需要調(diào)整，如何調(diào)整？4該軸系是如何考慮密封方式的？5心得與建議軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)驗(yàn)參考圖如圖3-1、3-2、3-3、3-4、3-5。圖2-1方案1圖2-2 方案2圖2-3 方案3圖2-4 方案4圖2-5 方案5實(shí)驗(yàn)四 漸開線齒輪參數(shù)的測定學(xué)時：2學(xué)時一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1） 運(yùn)用所學(xué)過的齒輪基本知識，掌握測定齒輪基本參數(shù)的方法。 （2） 進(jìn)一步鞏固齒輪基本尺寸的計算方法，明確參數(shù)之間的相互關(guān)系和漸開線的有關(guān)性質(zhì)。 二、實(shí)驗(yàn)用具 （1） 待測齒輪：2 個。 （2）量具：游標(biāo)卡尺、公法線長度千分尺。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.齒數(shù)