机械基础实验2讲解

1、实验一 机械零件认识实验一、实验目的1初步了解机械设计课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及应用。2了解各种标准件的结构形式及相关的国家标准。3了解各种传动的特点及应用。4增强对各种零部件的结构及机器的感性认识。二、实验方法学生通过对实验指导书的学习及“机械零件陈列柜”中的各种零件的展示，实验教学人员的介绍、答疑及同学的观察去认识机器常用的基本零件，使理论与实际对应起来，从而增强同学对机械零件的感性认识。并通过展示的机械设备、机器模型等，使学生清楚知道机器的基本组成要素机械零件。三、实验内容（一）螺纹联接 螺纹连接的形式如图1所示： 普通螺栓 精密螺栓 双头螺栓 螺钉连接 紧定螺钉 地脚

2、螺栓 图1 螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件工作的，主要用作紧固零件。基本要求是保证联接强度及联接可靠性，同学们应了解如下内容：1螺纹的种类：常用的螺纹主要有普通螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿螺纹，如图2所示。前者主要用于联接，后三种主要用于传动。 普通螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿螺纹 图2 螺纹牙形2螺纹联接的基本类型：常用的有普通螺栓联接，双头螺柱联接、螺钉联接及紧定螺钉联接。3螺纹联接的防松：常见的摩擦防松方法有对顶螺母，弹簧垫圈及自锁螺母等；机械防松方法有开口销与六角开槽螺母、止动垫圈及串联钢丝等；铆冲防松主要是将螺母拧紧后把螺栓末端伸出部分铆死，或利用冲头在螺栓末端与螺母的旋合处打

3、冲，利用冲点防松。4提高螺纹联接强度的措施通过参观螺纹联接展柜，同学应区分出：什么是普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹；能认识什么是普通螺纹、双头螺纹、螺钉及紧定螺钉联接；能认识摩擦防松与机械防松的零件。 （二）标准联接零件通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有哪些标准代号，以提高学生们对标准化意识。1螺栓：一般是与螺母配合使用以联接被联接零件，无需在被联接的零件上加工螺纹，其联接结构简单，装拆方便，种类较多，应用最广泛。 普通螺栓 双头螺柱 图2 螺栓2螺钉：螺钉联接不用螺母，而是紧定在被联接件之一的螺纹孔中，其结构与螺栓相同，但头部形状

4、较多以适应不同装配要求。常用于结构紧凑场合。 螺钉 紧定螺钉 自攻螺钉 图3 螺钉3螺母：螺母形式很多，按形状可分为六角螺母、四方螺母及圆螺母；按联接用途可分为普通螺母，锁紧螺母及悬置螺母等。应用最广泛的是六角螺母及普通螺母。 六角螺母 圆螺母+止退垫圈 图4 螺母4垫圈：垫圈种类有平垫、弹簧垫圈及锁紧垫圈等。平垫圈主要用于保护被联接件的支承面，弹簧垫圈及锁紧垫圈主要用于摩擦和机械防松场合，国家标准可参考有关设计手册或教科书。图5垫圈5挡圈：常用于轴端零件固定之用。（三）键、花键及销联接1键联接：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴

5、向滑动的导向。其主要类型有：平键联接、楔键联接和切向键联接。平键楔键切向键图6 键联接2花键联接：花键联接是由外花键和内花键组成，可用于静联接或动联接。图7 花键联接3销联接：销主要用来固定零件之间的相对位置时，称为定位销，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；用于接接时，称为联接销，可传递不大的载荷；作为安全装置中的过载剪断元件时，称为安全销。 定位销 连接销 安全销图8 销联接销有多种类型，如圆锥销、槽销、销轴和开口销等，这些均已标准化。 参观展柜时，同学们要仔细观察以上几种联接的结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。（四）机械传动机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动

6、等。1螺旋传动：螺旋传动是利用螺纹零件工作的，作为传动件要求保证螺旋副的传动精度，效率和磨损寿命等。其螺纹种类有矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿螺纹等。按其用途可分传力螺旋、传导螺旋及调整螺旋三种；按摩擦性质不同可分为滑动螺旋、滚动螺旋及静压螺旋等。2.带传动：是带被张紧（预紧力）而压在两个带轮上，主动轮带轮通过摩擦带动带以后，再通过摩擦带动从动带轮转动。它具有传动中心距大、结构简单、超载打滑（减速）等特点。常有平带传动、V型带传动，多楔带及同步带传动等。 图9 带传动3.链传动：是由主动链轮带动链以后，又通过链带动从动链轮，属于带有中间挠性件的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和

7、打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率高。按用途不同可分为传动链传动、输送链传动和起重链传动。输送链和起重链主要用在运输和起重机械中，而在一般机械传动中，常用的传动链。图10 传动链条4.齿轮传动：齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，型式多、应用广泛。其主要特点是：效率高、结构紧凑、工作可靠、传动稳定等。常用的渐开线齿轮有直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、标准锥齿齿轮传动、圆弧齿圆柱齿传动等。齿轮传动啮合方式有内啮合、外啮合、齿轮与齿条啮合等。参观时一定要了解各种齿轮特征，主要参数的名称及几种失效形式的主要特征，使实验在真正意义上的与理论教学产生互补作用。a)外啮合齿轮 b)内啮合齿轮

8、 c)齿轮和齿条图10 传动链条5.蜗杆传动：蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动机构，两轴线交错的夹角可为任意角，常用的为90。根据蜗杆形状不同，分为圆柱蜗杆传动，环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。通过实验同学应了解蜗杆传动结构及蜗杆减速器种类和形式。(五)轴系零、部件1.轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。根据摩擦性质不同轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承由于摩擦系数小，起动阻力小，而且它已标准化，选用，润滑、维护都很方便，因此在一般机器应用较广。滑动轴承按其承受载荷方向的不同分为径向滑动轴承和止推轴承；按润滑表面状态不同又可分为液体润滑轴承、不完全液体润滑轴承及无

9、润滑轴承(指工作时不加润滑剂)；根据液体润滑承载机理不同，又可分为液体动力润滑轴承(简称液体动压轴承)和液体静压润滑轴承(简称液体静压轴承)。2轴：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 (六)弹簧弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用产生较大的弹性变形。在各类机械中应用十分广泛。主要应用于：1.控制机构的运动，如制动器、离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。2.减振和缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧，及各种缓冲器用的弹簧等。3.储存及输出能量，如钟表弹簧，枪内弹簧等。

10、4.测量力的大小，如测力器和弹簧秤中的弹簧等。弹簧的种类比较多，按承受的载荷不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧四种；按形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面盘簧等。观看时要注意各种弹簧的结构、材料，并能与名称对应起来。(七)密封机器在运转过程中及气动、液压传动中需要润滑剂、气、油润滑、冷却、传力保压等，在零件的接合面、轴的伸出端等处容易产生油、脂、水、气等渗漏。为了防止这些渗漏，在这些地方常要采用一些密封的措施。但密封方法和类型很多，如填料密封，机械密封、O形圈密封，迷宫式密封、离心密封、螺旋密封等。这些密封广泛应用在泵、水轮机、阀、压气机、轴承、活塞等部件的密

11、封中。学生们在参观时应认清各类密封零件及应用场合。四、实验步骤1、按照机械零件陈列柜所展示的零部件顺序，由浅入深、由简单到复杂进行参观认知，指导教师做简要讲解；2、在听取指导教师讲解的基础上，分组（每2人1组）仔细观察和讨论各种机械零部件的结构、类型、特点及应用范围。五、实验要求课内完成实验内容，课后进行分析比较，回答思考题，写出心得体会，完成实验报告。六、思考题1. 带传动一般应放在高速级还是低速级，为什么？2. 链传动一般应放在高速级还是低速级，有什么传动特点，为什么？3. 轴在加工螺纹和磨削过程中，应注意什么工艺设计？4. 轴系部件在箱体中有哪些密封形式？5. 联轴器有哪些类型？各有什么

12、特点，与离合器有啥区别？6. 如何实现螺纹防松？实验二 轴系结构分析实验一、实验目的1、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要术和装配关系。2、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。3、了解轴承的类型、布置、安装及调试方法，以及润滑和密封方式。4、能够进行结构的分析与评价，以建立轴系结构的感性认识并巩固轴系结构设计理论知识。二、实验要求1.根据所给图(如表1所示)，分析一种典型轴系的结构包括轴及轴上零件的各部形状及功用，轴承类型、安装、固定和调整方式，润滑及密封装置类型和结构特点。按照图纸，将零件以及标准件选配齐全，进行组装。测量一种轴系的各部结构尺寸并绘出轴系结构装配图，标注必要的

13、尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。2.利用已有的实验零件，进行创意组合设计。表1 实验内容实验题号已 知 条 件齿轮类型载荷转速其他条件示 意 图1小直齿轮轻低2中高3大直齿轮中低4重中5小斜齿轮轻中6中高7大斜齿轮中中8重低9小锥齿轮轻低锥齿轮轴10中高锥齿轮与轴分开11蜗杆轻低发热量小12重中发热量大三、实验设备与原理1、组合式轴系结构设计分析实验箱。2、测量及绘图工具300mm 钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该套轴系结构设计实验箱比较完整地概括了轴系部分教学与教材的内容，基本零件中共有68种

14、125件另配有标准件7类166件（零件明细如表2 所示）。 提供装配方案最多可达到31种。具有内容系统方案多样的特点，同时还可利用两块底板处于不同的位置(同一平面或垂直平面)，实现创意组合及相互传动。学生可以按照给出的设计方案选用零件及标准件进行组装分析，也可另行设计新的方案组装。可选用的设计方案如下，部分装配图参见附录。1单球组合2单球垫组合3单球环组合4单球嵌组合5单球嵌套组合6单推垫组合7.单球盖嵌套组合8单推盖嵌套组合 9.单推垫组合 10.单球垫轴齿组合11单推垫轴齿组合12.单推垫中轴齿组合l 3.单球双推垫轴齿组合l 4.套双拒垫轴锥组合1 5套双推垫轴锥锁组合l 6单球垫密组合

15、17单球垫压密组合l 8.单球双平推垫轴齿组合1 9单推垫外调组合2 0.单推轴蜗组合2l.单球调垫组合2 2.单球轴挡组合2 3.单球垫轴挡嵌组合2 4.单球垫轴挡组合2 5单球垫中轴齿组合2 6单调心垫中轴齿组合27.单球垫中轴齿密组合2 8单球垫中轴齿闷密组合2 9.单背推垫组合3 0单球双背推垫轴齿组合31单调心双背推垫轴齿组合组合说明：所有的深沟球轴承6 000 0(油润滑)支承方式均可变换成深沟球轴承80000(脂润滑)支承方式。密封方式可变换，在油润滑的情况下可加装密封板和甩油环。内，外圈可采用挡圈定位。表2 实验箱内零件明细表四、实验步骤1、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的

16、内容与方法（参看教材有关章节）；2、确定轴系结构方案按照所给定的轴系结构图或自行设计轴系结构图，制定出本试验的轴系结构方案，轴系结构方案的确定方法如下：（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；（2）确定轴承的轴向固方式（两端固定；一端固定、一端游动）；（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）；（5）考虑轴上零件的定位与固定，观察与分析轴承的结构特点，轴承间隙调整等问题；（6）绘制轴系结构方案示意图。3、按照装配图及零件明细表，将零件及标准紧固件选配齐全，分先后步骤在底板上一步步进行组装，一直

17、到完全符合装配图为止，再转动轴类旋转零件，是否转动灵活。，并可进行结构分析、讨论。 4、组装轴系部件。根据轴系结构方案，从实验箱中将零件及标准紧固件选配齐全、分先后步骤在底板上一步步进行组装，检查所设计组装的轴系结构是否正确。一直到完全符合装配图为止，再转动轴类旋转零件，是否转动灵活。并可进行结构分析、讨论。5、绘制轴系结构草图。6、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。7、测量轴系主要装配尺寸（如支承跨距）。8、根据结构草图及测量数据，在3 号图纸上用1:1 比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸）填写标题栏和明细表。9、

18、分析装配图图纸或新方案的轴系结构，分析轴的内部结构、形状、尺寸与轴的强度、加工、装配的关系；了解轴上各零件的用途，轴承类型、布置、安装调整方式；了解轴上零件的定位、固定方法，润滑和密封结构等。10、编写出实验报告。注意事项：1、该套零件全部采用铝合金制作，在选用时不得任意敲打、锤挫，以免伤害零件表面影响今后使用。2、爱惜零件，不得丢失，每箱零件只能单独装箱存放不得与其它箱内零件混杂在一起。3、每套实验箱配备有说明书和装配图，图纸需爱惜使用。不得弄脏、损坏和丢失，实验完成后将说明书存放在箱中。五、思考题1.为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状?如何区分轴上的轴颈、轴头和轴身各轴段，它们的尺寸

19、如何确定的?对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求?2.轴承采用什么类型?选择的根据是什么?它们的布置和安装方式有何特点?3.轴系固定方式是 “两端固定”还是“一端固定，一端游动”，为什么?如何考虑轴的受热伸长问题?4.轴承和轴上零件在轴上的轴向位置是如何固定的?轴系中是否采用了卡圈、挡圈、锁紧螺母、紧定螺钉、压板和定位套简等零件，它们的作用是什么，结构形状有何特点?5.轴承间隙是如何调整的?调整方式有何特点?6.如何调整轴系中圆锥齿轮副和蜗杆副的啮合位置，以保证传动良好?7.传动零件和轴承采用何种润滑方式?轴承采用何种密封装置，有何特点?8.轴系各零件应选择什么材料?附轴系结构参考图图1 脂润

20、滑小圆锥齿轮轴系结构图图2 油润滑小圆锥齿轮轴系结构图图3 油润滑圆柱齿轮轴系结构图图4 脂润滑圆柱齿轮轴系结构图图5 脂润滑、嵌入式轴承端盖圆柱齿轮轴系结构图图6 蜗杆轴系结构图实验三、螺栓联接实验一、实验目的1、掌握静态螺栓的静态载荷与变形的侧量分析方法。 本实验采用测力扭扳手预紧被试螺栓。通过螺栓测试分析仪表盘的变化值，以及螺栓柱位移，联接件的压位移来计算其螺栓的相对刚度，并绘制螺栓联接受力变形图。完成上述实验后，摇动手轮，将扭力杆上升至一高度，通过仪器和千分表观察有关数据的变化情况，求出 Qp（残余预紧力）、F（工作载荷）和Q（总拉力），并绘制成受力变形图。用以分析螺栓上总拉力认残余预

21、紧力 Qp与工作载荷 F 之间的关系。 2、掌握动态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。本实验采用电测法及 A / D 板采集转换螺栓中载荷与应变的变化数据，并输入计算机作出螺栓和变形的关系的变化曲线图形；通过建模计算作出螺栓在变载荷作用下，螺栓变形、变化的理论曲线。可与实测曲线进行比较分析螺栓联接受动态载荷后，螺栓的应力与变形之间的关系。使学生掌握螺栓联接受动态载荷后，螺栓的应力与变形之间的关系。3、掌握螺栓和被联接件的受力和应变的测试分析和理论分析方法。本实验采用偏心轮加载方式，可连续调整载荷大小，测试系统采用电测法及A D 板采集螺栓组的应变量，并输入计算机绘制螺栓与被联接件的受力和变形

22、的综合变形图，使学生掌握螺栓和被联接件的受力和变形的变化规律。实验装置配置和计算机软件还可作出螺栓和被联接件的受力和变形的理论综合变形图，可与实测曲线进行比较分析，培养学生的理论联系实际的能力。二、实验仪器1、LDJ 一 B 螺栓联接综合实验台一台；2、LDJ 一 B 静动态测量仪一台；3、计算机及专用软件等实验设备及仪器。三、实验原理和结构螺栓的各工作状态如图1所示：FFa1FF”FFFaF221 开始拧紧 拧紧后 受工作载荷时 工作载荷过大时 图1 螺栓的各工作状态图螺栓联接实验台的结构如图 2所示。图2 螺栓联接实验台的结构联接部分包括 M16 空心螺栓、大螺母、垫片组成。空心螺栓贴有测

23、拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时一，所受预拉力和扭矩。空心螺栓的内孔 L J 装有 MS 螺栓，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载截面积，以达到改变联接件刚度的目的。被联接部分由上板、下板和圆环组成，圆环上贴有应变片，测量被联接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变圆环的受力，以改变被联接件系统的刚度。实验台采用双顶杆四导杆加载装置，加载平稳，避免过大偏载的产生，测试结果稳定可靠。加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷的大小，蜗杆一端有一皮带轮与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载

24、、卸载（改变工作载荷）的目的。实验台各被测件的应变量用 LDJ一B型静动态测量仪测量，通过标定或计算即可换算出各部分的大小，其原理图如图3 。图3 应变量测量原理图LDJ一B 型静动态测量仪是利用金属材料的特性，将非电量的变化转换成电量变化的测量仪，应变测量的转换元件 应变片是极细的金属电阻丝绕成或用金属箔片印刷腐蚀而成，用粘贴将应变片牢固的贴在被测物件上，当被测件受到外力作用长度发生变化时，粘贴在被测件上的应变片也相应变化，应变片的电阻值也随着发生了 R 的变化，这样就把机械量转换成电量（电阻值）的变化。用灵敏的电阻测量仪 电桥，测出电阻值的变化 R / R ，就可换算出相应的应变，并可直接

25、在测量仪的数码管读出应变值。四个应变仪表分别测量四个不同测量桥的应变量。测量桥在制作中都己保持平衡状态，而且对实际的零点状态也做了相应零点补偿和温度补偿，如图中的R01、R01、和Rt。测量桥中的四个应变片组成一组全桥，如图中的R1、R2、R3、R4，其电阻值均为350 。灵敏系数 k = 2.10，图中的 A 、C 端为全桥的输入端， B 、D 端为全桥的输出端。当在一定的输入电压下，电阻应变片由于被测体受力变形，其长度发生变化L时，其阻值相应地变化R , OR/R正比于些式OL/ L，则测量桥失去平衡，输出端也相应地发生变化，并产生相等值的应变量，此就应变量经过应变仪表的智能处理，最终转换

26、为应变量显示和应变输出至计算机进行软件分析。通过 A / D板，该仪器可向计算机发送被测点应变值，供计算机处理。计算机界面如图 4 所示。图 4 计算机界面四、实验台主要技术参数l、电机： 37OW 22OV2、试验件电阻应变片： R = 3503、 LDJ 一 B 动静态螺栓测试仪4、灵敏度系数： K = 2 . 105、基本误差： 0 . 2 % FS 2 个字 分辨率： 1 6、零点漂移： 2 4 小时 0.5 7、测试范围：0 3000 零点不平衡： 1 0008、数字千分表： 0 -10mm 9、外形尺寸： 500 x 360 x 100mm10、重量： 55kg五、实验步骤（一）认

27、真阅读实验指导书。（二）做好实验台及仪器预调与连接工作。 (l）实验台取出圆环上两锥塞，松开空心螺栓上的 MS 小螺杆，装上刚性垫片，转动手轮，使挺杆降下，处于卸载位置。将两块千分表分别安装在表架上，使表头分别与上板面（靠外侧）和螺栓顶面接触，用以测量联接件（螺栓）与被联接件的变形量。手拧大螺母至恰好与垫片接触。（预紧初始值）螺栓不应有松动的感觉，分别将两千分表调零。(2）测量仪。配套的 4 根输出线的插头将各点插座连接好，分别与实验台相对应接口联接好。 (3）计算机。用配套的并口数据线接仪器背面的 5 芯插座另一头连接计算机上的 PCI -8310 采集卡串口。启动计算机，按软件使用说明书要

28、求的步骤操作进入实验台螺栓实验界面后。单击“开始实验”键后，对“应变测量值”框中数据清零，如串口数据线连接无误则该输人框中，会有数据显示并跳动。（三）螺栓联接的静态实验（不配电脑）（1）确定各部位已联接好，用测力扳手预紧被测螺栓，当扳手力矩为 20 一40 N时，取下扳手，读取测量仪上的显示窗口的读数，与千分表的读数一起记录与表相应位置。（附表）(2）转动手柄，挺杆上升到一定高度（ 14mm ) ，通过测量仪表和千分表观察有关数据的变化情况，并记录于附表中。由千分表读数的变化及双圆环应变值求出 Q P / （残余预紧力），挺杆应变值求出F（工作载荷）由螺栓受拉应变值求出Q（总拉力），并绘制在受

29、力变形图上。用以验证螺栓受轴向工作载荷作用下变形协调规律及螺栓上总拉力Q与残余预紧力 Q P /: ，和工作载荷F之间的关系。（四）计算机测试螺栓联接静态特性实验1 、软件界面说明I 主界面（静态螺栓实验界面）1）菜单文件（F) ：弹出如下下拉菜单数据查询：单击此下拉菜单，弹出静动态螺栓实验数据查询框。报告模板：单击此下拉菜单，弹出静动态螺栓实验报告模板。退出：单击此下拉菜单，结束程序的运行，返回 WNDOWS 界面。标定（S) ：单击此菜单，弹出螺栓联接标定界面。实验选择：弹出如下下拉菜单动态螺栓：单击此下拉菜单，进入动态螺栓实验界面。数据保存：单击此菜单，保存静态螺栓实验数据。实验说明：单

30、击此菜单，弹出带传动实验以及该界面操作说明框。退出程序：单击此键，结束程序的运行，返回 WNDOWS 界面。2）控键开始实验：单击此键，开始实验键变为停止实验键，计算机打开串口；单击停止实验键，停止实验键变为 开始实验键，计算机关闭串口。空载清零：单击此键，清除空转时的附加载荷。预紧采集：单击此键，进行预紧工况的数据采集和处理。加载采集：单击此键，进行一个加载工况的数据采集和处理。实测图：单击此键，绘制螺栓与被联接件的受力和变形的综合变形实测图。理论图：单击此键，绘制螺栓与被联接件的受力和变形的综合变形理论图。 动态螺栓实验界面开始实验：单击此键，开始实验 键变为停止实验键，计算机打开串口；单

31、击停止实验键，停止实验键变为开始实验键，计算机关闭串口。空载清零：单击此键，清除空转时的附加载荷。预紧采集：单击此键，进行预紧工况的数据采集和处理。动态测试：单击此键，进行动态加载工况的数据采集和处理。实测曲线：单击此键，作出螺栓和变形的关系的实测曲线图形。理论曲线：单击此键，作出螺栓和变形的关系的理论曲线图形。数据保存：单击此菜单，保存静态螺栓实验数据。返回：单击此键，返回封面。2 、静态螺栓实验步骤： 进行实验前标定，此步骤完成一项后，即可无需每次实验都做。(l）设备的标定按下 SET 键，副显示框显示 168 ; 同进按下 SET 键与9 秒（副显示框必须为 168 ) ，当主显示框出现

32、P时，副显示框为零（可调整）;按两SET键，主显示框显示SLL，然后按键用调整副显示框的系数值，其调整范围为电脑界面数与仪表采集数的差（个字符）。 如电脑界面：应变值螺栓拉应变为：一 10仪表：螺杆应变为：一 14其调整范围：一 10 一（一 14） 4调整同步后，按下 SET键保存；按下 RST 键复位；按为清零。(2）单击左键在封面上“进入“可进入螺栓联接实验主界面。(3）在实验主界面上，单击“静态螺栓”键，进入静态螺栓实验界面。(4）手柄摇至最低点（调整好后，空载清零）。(5）连接线将螺栓与静态仪对应连接好。(6）将螺栓动静态测试台的数量仪表与电脑界面数据采集窗口标定一至。(7）预紧螺杆

33、第一次，其力度为千分表显示值。记录千分表显示值如：15 um，连接件压缩值如：78 um ，将其变化值填入电脑“变形值输入”点击“预紧采集”(8）重复 7 的步骤为第二次采集。(9）两次采集后，点击“联结标定”(10）将凸轮摇至最高点，记录千分表的显示值及连接件的压缩值，将显示的变化值输入“变形值输入”，点击“加载采集”，再点击“确定”。(11）点击“摇杆标定”，再点击“确定”。(12）标定后，自动回复主界面，点击“实验选择”选择实验项目。(13）点击“开始实验”，将各仪表复位。(14）预紧螺杆为第二次预紧值。( l5）将千分表值填入“变形值输入”，点击“预紧采集”。(16）将凸轮摇至最高点，

34、将千分表读数填入“变形值输入”，点击“加载采集”。(17）点击“实测图”得出实测曲线，点击“理论图”，得出理论曲线。(18）点击“数据保存”，完成实验。（五）计算机测试螺栓联接动态特性实验(l）开启计算机，进入实验台的界面。(2）在封面上非文字区单击左键，即可进入螺栓联接实验主界面。(3）在实验主界面上，单击“动态螺栓”键，进入动态螺栓实验界面。（4）从“实验选择”到动态测试再到选择实验项目(5）点击“开始实验”、“空载清零”其操作步骤“静态测试”步骤一样(6）预紧采集，选择任一力度，输入千分表数值，点击预紧采集数值。(7）点击仪表上电机开关，开动设备。(8）点击“动态测试”，当应变测量值“测

35、试序号”内的数字停止跳动后，关闭电机，点击“定测曲线”及“理论曲线”进行比较，并保存数据。(9）如果实验结束，单击“退出”，返回 windows 界面。（六）整理实验报告（附表 1 )附表1附表 2 :此图为承受工作载荷时的情况。当螺栓承受工作载荷后。因所受的拉力由 QP ，增至 Q 而继续伸长，其增长量增加 ，总伸长量为 。与此同时，原来被压缩的联接件，因螺栓伸长而被放松，其压缩量也随着减少。根据联接的变形协调条件，则被联接件压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量 兄。因而，总压缩量为一 ，而被联接件的压缩力由QP 减至 ，为残余预紧力。实验四、减速器拆装实验一、实验目的1、测定减速器主

36、要参数和精度；2、分析减速器的结构；减速器是广泛用于各类机械中的一种传动机构，其上具有多种有代表性的通用零，部件。减速器是由箱体，箱盖，输入轴系，输出轴系与其上多种附件有机地组合而成，因而有必要通过拆装和分析达到以下目的：1、熟悉减速器的类型与结构。2、了解减速器上各附件与箱体的结构及作用。3、学习减速器的拆装工艺。4、初步了解减速器中齿轮副的接触斑点和齿侧间隙的检测方法。5、初步掌握轴承轴向间隙的调整方法。二、实验设备与原理实验设备主要包括单级圆柱齿轮减速器、二级展开式圆锥-圆柱齿轮减速器、一级蜗杆蜗轮减速器等实物模型。拆装和测量的工具主要有扳手、钢板尺、木棰、起子、内外卡钳、卡尺等。1.单

37、级、双级圆柱齿轮减速器；圆锥齿轮减速器与蜗杆与减速器等。每个试验小组选其中12 台。2.拆装工具：手动螺旋式轴承拆卸器（拉马）、扳手、螺丝刀、手锤、套筒、垫木。3.检测工具与材料：厚度千分尺（或游标卡尺）、钢尺、铅条、红丹或蓝色涂料。4.轴承的热套器具：润滑油、热源、铁钩、夹钳与帆布手套。三、实验要求1按照正确的顺序拆开减速器和轴系，分析减速器中各个零件的功用；2测定减速器的主要参数，画出减速器传动布置简图四、实验步骤1打开减速器，观察并分析减速器的外部结构。1)了解减速器的类型、名称、总传动比、输入轴和输出轴的外伸方向与类型，并用手转动输入轴，观察此减速器是否转动灵活。2)观察箱体外部结构。

38、应特别注意下列名称是哪一部分。A箱盖；B箱盖凸缘;C箱盖吊耳；D观察孔；E箱座；F箱座上凸缘；G箱座下凸缘；H地脚螺栓孔;I箱座吊耳；J油塞孔；K轴承旁凸台;L加强筋。3）观察减速器上各附件。注意下例名称指的是哪一部分，并观察其形状、尺寸、应处的位置，了解他们的作用与所使用的材料。A通气器；B观察孔盖;C箱座与箱盖的连接螺栓；D轴承旁连接螺栓；E轴承端盖；F轴承端盖与箱体的连接螺栓；G定位销；H起盖螺钉;I油标尺；J油塞；K调整片;L标牌。2.按下列次序拆卸减速器，并将拆下的零件、部件依次挂牌放好，对配套件如螺栓、螺母、垫圈应按组件套在一起，以免搞混丢失。拆卸时应注意安全并爱护设备。1）卸下轴

39、承端盖螺栓，取下轴承端盖（指凸缘试轴承端盖）;2）拆卸两定位销和箱座与箱盖之间的联接螺栓; 3）用起盖螺钉顶起箱盖并卸下箱盖; 4）取下轴承端盖（指嵌入式轴承端盖）。3观察减速器的内部结构。1）各轴、轴上零件与轴承的布置情况、轴承型号。2）轴和轴承的轴向固定方式、轴承轴向间隙调整方式，轴上零件周向固定方式。3）箱座上是否有回油沟或输油沟4）轴承与齿轮的润滑方式。5）轴承处密封方式；伸出轴密封方式；箱体剖分面处密封方式；油塞处的密封方式；油标尺处的密封方式；观察孔处的密封方式；通气孔处的密封方式。4.从减速器上取下轴，并依次卸下轴上各零件，清洗后依次放好。拆卸轴承时用拉马将轴承卸下。禁止敲定轴承

40、外圈。5.按下列次序装好减速器，并测定齿轮副的接触精度和侧隙。1）将轴上零件依次装回。装轴承时，若配合较松，可用套筒顶住轴承内侧，用手锤打入。若配合较紧是，先将轴承放到润滑油中加热到油温达6080C（不要超过100C）。用铁钳将已将加热好的轴承从油中取出，趁热套入轴颈上，若套装还不到位，可用套筒玉手锤打入。2）将轴系装回箱座内。3）装上轴承端盖，用增减垫片的方法调整好轴承的轴向间隙。4）测定减速器传动接触精度采用接触斑点作为对减速器传动精度的检验项目。将红铅油均匀地涂在主动小齿轮的齿面上，用手转主动轴，另一手轻握从动轴，使齿轮在受一小阻力矩情况下工作。由于啮合齿面间互相接触，在从动轮齿面上便印

41、有接触斑点，按图41测量沿齿长及齿高接触斑点尺寸a、c（只计超过模数值的断开长度）、hpj（接触斑点平均高度）。 齿长接触%为100%； 齿高接触%为100%。式中：hg齿的工作高度，斜齿圆柱齿轮hg=2mn。根据计算结果，确定传动精度等级（查机械零件手册）。图41 齿轮接触斑点5）检验齿轮副的齿侧间隙：在齿轮副非工作齿廓侧面之间插入铅条（其厚度应稍大于所估计的侧隙，但不应该大于最小侧隙的4倍）。转到齿轮。碾压齿轮之间的铅条。用厚度千分尺（或游标卡尺）测量铅条变形部分的最小厚度，极为啮合是的齿侧间隙。其大小是否 符合技术要求。图42 侧隙测定6）在装减速器箱盖之间，应该装好个轴系，调整好其位置

42、与间隙，再将箱子座与箱盖的结合面涂以薄层润滑脂，装上箱盖，插入定位销定好位。7）拧紧连接箱座与箱盖的螺栓。8）装好轴承端盖及其密封装置。拧紧螺钉。9）用手转动输入轴，看是否转动灵活。若有故障应加以排除。10）箱体内注入润滑油。1、将联接减速器箱盖和箱体间的螺栓联接拆下，取下定位销和箱盖；2、绘出传动简图；3、测定减速器主要参数（见表41）4、计算减速器有关参数传动比：； ；法面模数：（取均准值）。5、测定减速器传动接触精度采用接触斑点作为对减速器传动精度的检验项目。将红铅油均匀地涂在主动小齿轮的齿面上，用手转主动轴，另一手轻握从动轴，使齿轮在受一小阻力矩情况下工作。由于啮合齿面间互相接触，在从

43、动轮齿面上便印有接触斑点，按图41测量沿齿长及齿高接触斑点尺寸a、c（只计超过模数值的断开长度）、hpj（接触斑点平均高度）。 齿长接触%为100%； 齿高接触%为100%。式中：hg齿的工作高度，斜齿圆柱齿轮hg=2mn。根据计算结果，确定传动精度等级（查机械零件手册）。6、测定侧隙在相啮合的轮齿间，插入直径稍大于齿侧间隙的保险丝，如图42。转动主轴，保险丝随轮齿前进，并受挤压变形，齿侧间隙cn等于受齿面挤压后保险丝厚度的两倍。由测量结果确定齿侧间隙的结合形式（看机械零件手册）。图41 齿轮接触斑点图42 侧隙测定7、绘出箱盖或箱体草图8、根据传动布置方案、轴承类型、润滑方式和密封结构等对减

44、速器特性进行简单分析。9、装配减速器。五、实验结果将实验记录和计算结果填下表两级圆柱齿轮减速器一级斜齿轮减速器级别高速级低速级中心距aI，aII小齿轮齿数z1，z3大齿轮齿数z2，z4小齿轮齿顶圆直径da1，da3大齿轮齿顶圆直径da2，da4小齿轮全齿高h1，h3大齿轮全齿高h2，h4大齿轮齿宽b2，b4小齿轮螺旋角方向大齿轮螺旋角方向传动比iI，iII法面模数mnI，mnII六、思考题1轴上传动件以及轴承采用什么润滑方式，是否在轴承内侧采用了挡油环，它的作用是什么？ 2设计轴承旁边的凸台应该考虑哪些问题？3减速器上有哪些附件，它们的作用是什么？4减速器结构设计中如何考虑装、拆的要求？ 实验

45、五 带传动实验一、实验目的了解带传动的弹性滑动与打滑现象及其与有效拉力的关系及效率变化规律，掌握带传动的滑动和效率的测试方法。（1）平皮带和三角带滑差率和皮带传动效率的测定，通过计算机测试分析软件测试并自动绘制滑差曲线和效率曲线；（2）通过数码显示面板读数进行平皮带和三角带滑差率和皮带传动效率的测定，人工绘制滑差曲线和效率曲线。二、实验设备与原理研究带传动实验设备为“DLSB型设计型带传动试验台”的带传动机构。图1 实验台主要结构1、电机 2、负载 3、发电机 4、张紧调节螺杆 5、控制器 6、负载控制按钮本实验台机械部分，主要有两台直流电动机组成，其中一台作为原动机，另一台则作为负载的发电机

46、。对原动机，由单片机调整装置供给电动机电枢以不同的端电压，实现无级调整。对发电量机，每打开一个负载开关，即并上一个负载电阻，使发电机负载逐步增加，电枢电流增大，随之电磁转矩也增大，即发电机的负载增大，实现了负载的改装。两台电机均匀为压支承，当传递载荷时，作用于电机定子上的力矩T1（主动电机力矩）、T2（从动电机力矩）迫使压杆作用于压力传感器，传感器输出的电信号正比于T1、T2的原始信号。原动机的机座设计成滑动结构，用扳手拧紧螺纹拉杆即可改变带传动中心距，从而改变张紧力。两台电机的转速传感器分别安装在带轮背后，由此可获得必须的转速信号。实验台配数据采集箱一只，承担控制检测、数据处理、自动显示等功

47、能。通过微机接口处接PC机，这时就可自动显示并能打印输出带传动的滑动曲线-T2及效率曲线-T2及有关数据。三、实验步骤1、选定试验带（本实验台提供了平带与三角带两种试验带），并将相应的带轮安装至电机上。2、将试验台主动电机与从动电机的两个光电传感器与两个测力传感器分别接至数据采集箱背板上的数字通道与模拟通道上。同时将电机的励磁，电枢引线分别与控制箱的相应电源接头相接。3、调整带轮的距离至适当位置，选择实验张紧力。打开电源，调节控制箱面板上的调速按钮（增加），使主动机转速到500600rpm，逐一打开电灯开关，使从动电机承担负载。当打开全部九个灯泡时，张紧力应保证带传动处于完全打滑或接近于完全打

48、滑的状态。此时的张紧力即可确定为实验张紧力。4、将数据采集箱串口与计算机串口相连。5、张紧力调节好后，进入试验阶段。（1）接通采集箱电源，调节其面板上的调速按纽（增加、减小），低速运行系统，观察其运行情况，并作适当调整。此时从数据采集箱面板上可采集到有关参数。按下采集箱面板上的“停机”按钮，停止电机运行。（2）在计算机上运行实验台程序，出现测试窗体后，先后点击“采集”、“清零”按钮，此时可启动电机，将转速调至500rpm。（3）打开一个负载开关，读取参数值并记录。或打开计算机测试界面，观察相关参数曲线的变化情况。（4）依次增加负载，直至带传动完全打滑。6、反复进行测试，对照结果，并打印曲线。7

49、、若不用计算机绘制曲线，可将n1、n2、M1、M2的记录在提供的实验数据记录表格中计算滑差率和效率，在坐标纸上绘制曲线。8、关闭灯泡，关闭电源。松开调节螺栓，将带松卸。四、注意事项 1、若显示数据失常，可重起一次电源即可。2、启动电机之前，应关闭负载。五、实验结果1、填写下表参数数据加载值n1n2M1M2%50kg100kg150kg200kg250kg300kg2、绘出带传动的滑动曲线和效率曲线3、实验结果分析与讨论六、思考题1带传动的弹性滑动和打滑现象有何区别？它们各自产生的原因是什么？2带传动张紧力大小对传动能力有什么影响？最佳张紧力的确定与什么因素有关？如何确定有效拉力的最佳值？实验六

50、 滑动轴承油压分布一、实验目的 观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况。观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。了解径向滑动轴承的摩擦系数f 的测量方法和摩擦特性曲线的绘制原理及方法。二、实验台的构造与工作原理实验设备：HZSB-III型新型液体滑动轴承实验台实验台的传动装置由直流电动机通过V带传动驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由单片机控制调速来实现轴的无级调速。本实验台轴的转速范围3-300转/分，轴的转速由控制箱上的右数码管直接读出，或由软件界面内的读数窗口读出。图1 实验台主要结构1、电机 2、磙子 3、油压传感器 4、加载杆 5、平衡块 6、轴瓦轴与轴瓦间的油膜压力测量装置

51、轴的材料为45号钢，经表面油淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体上，轴的下半部浸泡在润滑油中，本实验台采用的润滑油的牌号为0.34Pa.S。轴瓦的材料为铸锡铅青铜，牌号为ZCuSn5Pb5Zn5（即旧牌号和ZQSn6-6-3）。在轴瓦的一个径向平面内沿圆周钻有7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20，每个小孔联接一个压力传感器，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘制出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个压力传感器，用来观察有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力情况。加载装置油膜的径向压力分布曲线是在一定的载荷和一定的转速下绘制的。当载荷改变或轴的转速改变时抽测出的压力值是不同的，所绘出的压

52、力分布曲线的形状也是不同的。转速的改变方法于前所述。本实验台采用螺旋加载，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器检测，直接在测控制箱面板左显示窗口上读出（取中间值）。这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠，使用方便，载荷的大小可任意调节。摩擦系数f测量装置主轴瓦上装有测力杆，通过测力压力传感器检测压力，经过单片机数据处理可直接得到摩擦力矩值。摩擦系数f之值可通过测量轴承的摩擦力矩而得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力F，其摩擦力矩为Fd/2，它使轴瓦翻转，轴瓦上测力压头将力传递至压力传感器，测力传感器的检测值乘以力臂长L，就可以得到摩擦力矩值，经计算就可得到摩擦系数f之值。根据力矩平衡条件得：Fd/2=LQ。L测力杆的长度（本实验台L=12