《機械設計及制造》實驗報告

1、CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY機械設計及制造基礎實 驗 報 告_2017 /_2018_年 第_ 1 _學期實驗名稱：機構運動簡圖的測繪和分析二級學院：經濟與管理學院專 業(yè)：工業(yè)工程班級：16工業(yè)學生姓名：陳雪偉學號：16060605CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY機械設計及制造基礎實 驗 報 告_2017 /2018_年 第_ 1 _學期實驗名稱：減速器的拆裝與結構分析二級學院：經濟與管理學院專 業(yè)：工業(yè)工程班級：16工業(yè)學生姓名：江蕾學號：16060610CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY

2、機械設計及制造基礎實 驗 報 告_ 2017 /_ 2018_年 第_ 1 _學期實驗名稱：鐵碳合金平衡組織分析二級學院：經濟與管理學院專 業(yè)：工業(yè)工程班級：16工業(yè)學生姓名：江蕾學號：16060610CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY機械設計及制造基礎實 驗 報 告_ 2017 /_2018_年 第_ 1 _學期實驗名稱：刀具幾何角度測量二級學院：經濟與管理學院專 業(yè)：工業(yè)工程班級：16工業(yè)學生姓名：陳雪偉學號：16060605實驗一 機構運動簡圖的測繪和分析一、實驗目的1.掌握機構運動簡困的測繪方法。2.驗證機械具有確定運動的條件。3.熟練掌握機構自由度的計

3、算。4.加深對機構組成及其結構分析的理解。二、實驗任務1、仔細觀察實驗模型。2、分析其結構構件數(shù)，清楚構件數(shù)目。3、區(qū)分各種運動副類型，數(shù)清楚其數(shù)目。4、計算機構自由度，并且驗證機構輸出運動可行性。5、繪制機構運動簡圖。并與實際運動機構對照。3、 實驗設備轉動導桿泵模型、鉚機機構模型、顎式破碎機模型、單缸四沖程汽油機模型、刻度尺4、 實驗預習機構運動簡圖測繪原理由于機構的運動僅與組成機構的構件數(shù)目和運動副數(shù)目、類型及相對位置有關，因此，在繪制機構運動簡圖時可以撒開構件的復雜外形和運動副的具體構造，用保留機構運動特征的線條和各種運動副的規(guī)定符號來繪制機構的運動簡圖。這樣做，既能使復雜機構結構圖形

4、筒化，又能保持原有的運動特征，便于今后的運動分析和動力分析。實驗步驟1. 使被測繪的機構或模型緩慢地運動，從原動件開始仔細觀察機構的運動，根據相對運動分清各個運動構件，從而確定組成機構的構件數(shù)目，確定各個運動副的類型，逐步畫出機構的運動簡圖計算所繪制的機構的自由度。思考題1、 一個正確的“機構運動簡圖”應能正確反映實際機構中的那些項目？答：實際運動機構的構件數(shù)、運動副類型、及其數(shù)目，以及相對位置關系。2、 機構自由度的計算對于測繪機構運動簡圖有哪些幫助？機構具有確定運動的條件是什么？答：驗證運動簡圖的正確性，自由度=輸入運動總數(shù)。3、繪制機構運動簡圖時，原動件的位置會不會影響簡圖的正確性？答：

5、不會影響，原動件的位置并不影響機構運動簡圖的正確性。5、 實驗過程與結果實驗步驟1.使被測繪的機構或模型緩慢地運動，從原動件開始仔細觀察機構的運動，根據相對運動分清各個運動構件，從而確定組成機構的構件數(shù)目。2.根據相互聯(lián)接的兩構件問的接觸情況及相對運動的性質，確定各個運動副的類型。3.按規(guī)定的運動符號及構件的聯(lián)按順序，從原動件開始到最后一個從動件，逐步畫出機構的運動簡圖。4. 計算所繪制的機構的自由度，并將結果與實際機構對照，觀察是否相等。具體實驗結果如下：機構編號機構名稱運動簡圖比例：（1）模型（2）機構運動簡圖活動構件數(shù)n=轉動副數(shù)=移動副數(shù)=高副數(shù)=自由度計算：F=機構編號機構名稱運動簡

6、圖比例：（1）模型（2）機構運動簡圖活動構件數(shù)n=轉動副數(shù)=移動副數(shù)=高副數(shù)=自由度計算：F=機構編號機構名稱運動簡圖比例：（1）模型（2）機構運動簡圖活動構件數(shù)n=轉動副數(shù)=移動副數(shù)=高副數(shù)=自由度計算：F=機構編號機構名稱運動簡圖比例：（1）模型（2）機構運動簡圖活動構件數(shù)n=轉動副數(shù)=移動副數(shù)=高副數(shù)=自由度計算：F=6、 實驗小結與體會平面連桿機構是由若干構件用低副轉動副、移動副)連接組成的平面機構又稱平面低面機構。平面連桿機構中構件的運動形式多樣，可以實現(xiàn)給定運動規(guī)律或運動軌跡;低副以圓柱面或平面相接觸，承載能力高，耐磨損，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。因此，平面連桿機構在各種機

7、械、儀器中獲得了廣泛應用。連桿機構的缺點是:不易精確實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律，且設計較為復雜;當構件數(shù)和運動副數(shù)較多時，效率較低。最簡單的平面連桿機構由四個構件組成，稱為平面四桿機構。它的應用十分廣泛，而且是組成多桿機構的基礎。因此，我們應著重學習平面四桿機構的基本類型、特性及其常用的設計方法。平面機械運動簡圖的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在在研究機構運動時，能使問題簡化，撇開那些與運動無關的構件和運動副具體構造，僅用簡單線條和符號來表示構建和運動副，并按比例定出各運動副的位置。能反映各個構件之間的連接關系、運動關系；運動和動力的分析、求證機構上各點的力、運動軌跡、位移、速度和加速度，也可簡明地表達復雜機器運動特征

8、與傳動原理。在分析一個機構的運動時，有化繁為簡的好效果，在進行理論分析的過程中，所有的關鍵點也變得相當清晰。在今后的學習過程中，要結合生產生活實際來進一步學習有關方面的知識。5實驗二 減速器的拆裝與結構分析1、 實驗目的減速器由于結構緊湊、率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單并可成批生產，故應用廣泛。1.了解減速器的基本類型;2.了解圓柱齒輪減速器的結構。了解其中的幾種布置形式“展開式、分流式和同軸式等數(shù)種;3.了解圓錐一圓柱齒輪減速器的結構。4.了解蝸桿減速器的結構;5.了解擺線針輪減速器的結構。2、 實驗任務1、 觀察減速器的箱體外部結構。2、 用拆裝工具按順序拆卸減速器。3、 觀察內部

9、結構，并測量其主要部件的尺寸。4、 了解減速器潤滑情況、并測量主要齒輪的重要參數(shù)。5、 繪制減速器輸入軸、輸出軸的零件圖。3、 實驗設備圓柱齒輪減速器數(shù)臺、圓錐一圓柱齒輪減速器一臺、蝸桿減速器數(shù)臺、擺線針輪減速器一臺、拆裝工具。4、 實驗預習減速器由于結構緊湊、率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單并可成批生產，故應用廣泛。常用減速器的分類 （1） 圓柱齒輪減速器（2）圓錐、圓錐圓柱齒輪減速器（3）蝸桿、齒 輪蝸桿減速器（4）行星減速器（5）擺線輪減速器。二、 減速器的形式 1 按減速級數(shù)分:(1)單級減速（2）兩級減速3三級減速 2 按裝配形式分：（1）平行軸式（2）垂直軸式（3）同軸式 其

10、中我剛蝸桿、齒輪蝸桿減速器的裝配形式有：蝸桿下置式、蝸桿上置式、蝸桿側置式、蝸桿蝸桿式和齒輪蝸桿式。注意事項1.禁止違反操作規(guī)程拆裝以免損壞減速箱。2.拆裝時注意輕拿輕放以保護實驗者安全和實驗室地面。5、 實驗過程與結果實驗步驟1、在教師的指導下觀察減速器箱體外部的結構。具體結構:箱體材料及表層涂漆狀況;聯(lián)接箱蓋和箱座的螺栓布置情況;箱體上窺視孔蓋及通氣器結構;在箱蓋和箱座的結合面上的起蓋螺釘及定位銷的結構;箱體上起重吊鉤、油面指示器或油標及放油孔的結構。2、利用拆裝工具按順序拆卸減速器。先去除聯(lián)接螺栓，再去除定位銷，再進行內部拆卸，不同類型的減速器結構不同，可參考機械設計課程設計指導書中的具

11、體結構及拆卸要求進行。3、觀察內部結構。內部結構主要是軸系部分:齒輪的定位方式;軸承的定位及游隙調整;齒輪的安裝布置;蝸桿及蝸輪的結構及軸向調整結構;擺線針輪減速器中擺線輪、轉臂軸承、針齒等零部件結構;軸承類型選擇等。4、了解潤滑情況觀察了解減速器中采用油潤滑的結構。如油池潤滑、噴油潤滑的結構區(qū)別，軸承潤滑中的飛濺潤滑、刮油潤滑及滴油潤滑的結構區(qū)別。5、按安裝順序把減速器重新裝配。輸入輸出軸測繪圖如下：輸入軸：輸出軸：減速箱結構簡圖：減速器機械運動簡圖：傳動效率計算：6、 實驗小結及體會不夸張的說，需要動力的地方就需要減速器，小功率的電機，一般都是減速器和電機一體式的，叫減速電機，圓柱齒輪減速

12、器一般用在功率較大的場合，如7.5kw以上。減速機是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將馬達的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。它的種類繁多。（在實驗預習部分已有介紹，這里不再贅述。）廣泛應用于國民經濟及國防工業(yè)的各個領域。產品已從最初單一的擺線減速機，發(fā)展到現(xiàn)在五大類產品，即擺線減速機、無級變速器、齒輪減速機、蝸輪蝸桿減速機、電動滾筒。他的主要優(yōu)勢是占用空間及降低成本，所以也有人稱減速機為齒輪箱。通常齒輪箱是一些齒輪的組合，因齒輪箱本身并無動力，所以需要驅動組件來傳動它，其中驅動組件可以是馬達，引擎或蒸汽機等。而使用減速機最大的目的有下列幾種:1.動力傳遞2.獲得某一速度

13、3.獲得較大扭矩。 經上網查找資料，我了解到在目前用于傳遞動力與運動的機構中，減速機的應用范圍相當廣泛，幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶，汽車，機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用，且在工業(yè)應用上，減速機具有減速及增加轉矩功能，因此廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備上。實驗三 鐵碳合金平衡組織分析1、 實驗目的1.研究和了解鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織。2.分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，加深理解成分、組織和性能之間的相互關系。2

14、、 實驗任務理解碳鋼的各種平衡組織的形成條件，能看懂鐵碳合金相圖，掌握各種平衡組織的形成特點和組織形態(tài)特點，并且利用所學知識以及觀測結果，繪畫出對應的合金相圖。3、 實驗設備400X、200X光學顯微鏡一臺、工業(yè)純鐵樣品1個、不同碳含量的碳鋼樣品6個、白口鑄鐵樣品3個。4、 實驗預習實驗原理鐵碳合金的平衡組織是指鐵碳合金在極為緩慢的冷卻條件下所得到的組織?？梢愿鶕F碳相圖來分析鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織。鐵碳合金主要包括碳鋼和白口鑄鐵，其室溫組成相由鐵素體和滲碳體這兩個基本相所組成。由于含碳量不同，鐵素體和滲碳體的相對數(shù)量、析出條件及分布狀況均有所不同，因而呈現(xiàn)各種不同的組織形態(tài)。鐵碳合金

15、在金相顯微鏡下具有四種基本組織: 鐵素體(F)、滲碳體()、珠光體(P) 和萊氏體()?；咎卣魅缦?鐵素體(F)鐵素體是碳溶解于 中的間隙固溶體。工業(yè)純鐵用4%硝酸酒精溶液浸蝕后，在顯微鏡下呈現(xiàn)明亮的等軸晶粒: 亞共析鋼中鐵素體呈塊狀分布; 當含碳量接近共析成分時，鐵素體則呈現(xiàn)斷續(xù)的網狀分布于珠光體周圍。鐵素體含碳量低，硬度很低，塑性極好，是鋼中的一種很好的基體組織。滲碳體(FeC)滲碳體是鐵與碳形成的金屬間化合物，其含碳量為6.69%，質硬而脆，耐蝕性強，經4%硝酸酒精浸蝕后，滲碳體呈亮白色，若用苦味酸鈉溶液熱浸蝕，則被染成黑褐色，而鐵素體仍為白色，由此可區(qū)別開鐵素體和滲碳體。滲碳體可以呈

16、現(xiàn)不同的形態(tài):一次滲碳體直接由液體中結晶出，呈粗大的片狀: 二次滲碳體由奧氏體中析出，常呈網狀分布于奧氏體的晶界;三次滲碳體由鐵素體中析出，呈不連續(xù)片狀分布于鐵素體晶界處，數(shù)量極微，可忽略不計。珠光體(P)珠光體是鐵素體和滲碳體呈層片狀交替排列的機械混合物。經35%硝酸酒精溶液或苦味酸溶液浸蝕后，鐵素體和滲碳體皆呈白亮色，但其邊界被浸蝕呈黑色線條。在不同放大倍下觀察時，組織具有不太一樣的特征。高倍(600倍以上)觀察時，珠光體中平行相間的寬條鐵素體和細條滲碳體都呈白亮色，而其邊界呈黑色。中倍(400倍左右) 觀察時，白亮色滲碳體被黑色邊界所“吞食”而成為細黑條。這時看到的珠光體是寬白條鐵素體和

17、細黑條滲碳體的相間混合物。低倍（200倍以下) 觀察時，連寬白條的鐵素體和細果條的滲碳體也很難分辨，這時，珠光體為黑塊組織。珠光體既有良好的塑性和韌性，又有較高的強度和硬度，故其綜合機械性能十分良好。萊氏體(L)菜氏體在室溫時是珠光體和滲碳體所組成的機械混合物。它的既硬且脆的特點十分突出。其組織特征是在亮白色滲碳體基底上相間地分布著暗黑色班點(塊)。及細條狀珠光體。亞共晶白口鑄鐵的組織包括: 萊氏體、呈黑粗樹枝狀分布的珠光體及其周圍白亮圈的二次滲碳體。二次滲碳體與萊氏體中的滲碳體相連，無界線，無法區(qū)別。過共晶白口鑄鐵的組織是: 萊氏體和長白條一次滲碳體。根據含碳量及組織特點的不同，鐵碳合金可分

18、為工業(yè)純鐵、鋼和鑄鐵三大類。其中鋼又可分為亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼三種; 鑄鐵又可分為亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵三種。5、 實驗過程與結果實驗步驟：1. 觀察下表中所列樣品的顯微組織并聯(lián)系鐵碳相圖分析各組織的形成過程。2. 繪制出所觀察圖樣的顯微組織示意圖。樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_樣品名稱_放大倍數(shù)_浸蝕液_6、 實驗小結與體會在機械設計與機械制造這兩方面，機械設計受到各種現(xiàn)實制造條件的制約，其中最重要的一個制約瓶頸就是材料性能。當設計一個零件或者機構時就必須考慮，我們的材料是否能滿足設計需求。而對于應用最為廣泛的金屬材料，尤其是鐵碳合金材料的性質應用更應著重把握。從某種意義上講，鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織和性能之間關系的理論基礎，也是制定各種熱加工工藝的依據。而以基本材料理論依據為基礎，深刻體會鐵碳合金材料的平衡組織的顯微分析更有助于我們了解各類平衡組織性能，更有利于今后的工作和實際生產應用。在本次觀察實驗中，有以下幾點體會：1、含碳量對機械性能的影響滲碳體含量越多，分