机械零件设计技术实验指导书

1、机械零件设计技术实验指导书 吴青凤 孙骅编广州大学机械与电气工程学院机电工程系目 录前 言1实验一 机械传动系统方案检测实验2机械传动系统方案检测实验报告5实验二 减速器装拆与测绘6减速器装拆与测绘实验报告8前 言为了使学生在学习机械零件设计技术课程时，掌握一些与本课程有关的基本的机械实验方法及测绘和操作技能，提高其对理论知识的理解及独立设计和分析问题的能力，要求学生进行一些验证性和设计性实验，并写出实验报告。为此编写了机械零件设计技术实验指导书。 为了确保实验顺利进行，并达到预期的目的，应做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作1预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤，完成实验预习报

2、告。未完成者，不能参加实验。 2弄清与本次实验有关的原理。 3规定学生自备的物品、工具，在实验前必须备齐。 4除了解实验指导中规定的实验方案外，亦可多设想一些其它方案。 二、遵守实验室的规章制度 1实验时应严肃认真，保持安静和整洁，不准乱抛纸屑，不准随地吐痰。 2爱护设备，严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。 3实验完毕后，应将设备及仪器擦试干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实验 1认真听清指导教师对本次实验的讲解。 2积极动手，正确操作。 3注意观察，记录下全部所需要测量的数据，以实事求是的科学态度，正确分析实验结果，在积极思考中获得新知识，提高实践能力。 四、实验报告的一般要求 1

3、实验名称，实验日期，实验者及同组人员。 2实验所用的设备和仪器的名称、型号、精度及量程等。 3实验目的、原理、方法及步骤简述。 4实验数据及其处理：实验数据应包括全部的测量原始数据，并注明测量单位。最好以表格的形式。列出数据的运算过程，进行数据处理和误差分析。 5讨论及实验心得体会：应根据实验所得的结果及实验中观察到的现象，结合基本原理进行分析讨论，最后写出实验心得体会。实验一 机械传动系统方案检测实验一、实验目的1、认识组成机械系统常用的零部件及安装方式。2、根据负载的形式设计不同传动比、不同传动路径的传动系统方案，并对系统方案进行评价。3、组合装配机械传动系统和平面机构执行系统。4、利用检

4、测系统检测实际系统的传动效率。5、对系统输入、输出的传动速度变化及系统效率变化进行分析。二、实验原理1、机械系统的组成：机械系统主要由动力机、传动装置和工作机三部分组成。现代机器常把上述三部分合成一个整体而自成一个机械系统。这时工作机就是机器中的执行机构，动力机则是机器中的驱动部分。现代机械系统除了包括上述三部分外，常带有控制-操纵单元和辅助单元。实验台提供了电机转速控制、负载控制部分及系统参数检测部分。2、机械系统方案设计：方案设计由三个基本活动组成，即制造、分析和决策。设计过程的开始是提出一种需求，即设定设计目标。本实验使用的实验台提供了驱动静态、负载与动态，负载两种目标为实现对这两种负载

5、的驱动，我们将设计不同传动路线与组成传动系统。3、传动部件的结构及性能认识：对于组成机械系统的动力及传动部件的选择，决定了机械系统动力性能及结构。它包括以下主要部件：电机 联轴器 减速器 离合器 带、链传动。 4、系统方案的评价准则：评价准则的建立包括三方面的内容：技术评价、经济评价、社会评价。（1）技术评价对设计方案实现规定功能技术先进性可能性的评价，包括设计原理、技术参数、关键问题、成功率和应用效益的估计等。技术评价应以提出的方案能否实现规定的功能为中心目标，其中主要有保证功能实现程度（产品的性能、质量、寿命等）、可靠性、安全保证程度、操纵方便程度，以及与全系统的协调性等等。（2）经济评价

6、经济评价是指设计方案的实施费用与可能取得的效益的比较，最后表现为产品寿命同期成本的降低程度。进行经济评价时，首先应该估算出各方案的成本，然后进行比较。进行经济评价前，应该明确下列因素：企业经营因素、技术因素、市场因素、经济因素、时间因素等等。（3）社会评价社会评价是指对新产品可能产生的社会效益的评价，其中主要有推动技术进步、发展社会生产力、削减环境污染、改善生态平衡、增进社会福利、保证安全防火、有助于身心健康等等。三、实验设备及工具JZCS-III型机械系统创意组合及参数可视化分析实验台；PYS-III型机械系统集成及参数可视化分析实验台；计算机。四、装配说明见设备使用说明书五、检测分析系统使

7、用实验台利用测力传感器、光电测速传感器与位移传感器检测机械系统的输入及输出的转速和转矩、平面机构的位移和转速，并通过数据采集箱进行采集处理，数据通过串口通讯输入计算机，形成可视化的适时变化曲线。其原理框图如下： 打印机PC机控制器数据通讯数据采集传感器A/D转换及数据处理数据分析打印结果电机手动调速软件调速实验台控制面板图如下： 面板控制区面膜上各键的含义：速度调节用来调节直流电机的转速，通过调电压的方式调节。负载电流调节用来调节负载的大小，通过调节电流的大小调节。 将电机测力传感器接口线、负载测力传感器接口线及平面机构位移传感器接口线接至模拟通道，电机光电转速传感器、负载光电转速传感器及平面

8、机构转速传感器接至数字通道。利用串口线将控制箱与PC机相联，打开相关软件即可对系统参数进行可视化显示。软件界面操作说明如下：I、点击该可执行文件就会进入主界面主界面包括三个菜单：文件、实验内容和帮助菜单。 II、操作事项1、实验录像窗体有2个按钮：关闭和播放。点击“播放”可以看录像，必须注意的是，在切换到其他窗体以前必须点击“关闭”按钮。2、测试窗体 A、缩放调整 请选择缩放倍数增加减少 10点击“增加按钮”缩放倍数会逐渐增加，值得注意的是必须用鼠标左键选中缩放倍数值，让其变色，坐标才会发生相应的调整。点击“减小按钮”亦然。B、点击“采集”按钮，开始采集数据，数据会在坐标轴内显示。C、“当前速

9、度”调整 分别点击“增加按钮”，“减少按钮”和“停止按钮”可以让电机加速、减速和停止。D、点击 “想打印结果”按钮，二级菜单“实验结果”才可以操作，点击“实验结果”进入打印窗体，必须先预览，后打印。如果想要打印的量不在预览窗口内必须调整。六、实验步骤1、根据设备提供的零部件清单，认识了解不同的零部件。2、根据实物了解实验台的结构和装配方式。3、利用产品提供的装配图或自己设计机械系统和平面机构方案，找到装配系统所需的零部件。4、安装系统首先安装动力部件，将垫条固定在所需的位置上，再将动力装置安装在其上，位置和中心高均可调节。试安装负载，以与上述同样的方式安装。安装中间传动部件。根据需要调整各部件

10、位置及中心高（用垫片调整）。确认系统安装正确后。将电机引线与数据采集箱电机连线相连，同时将电机、负载及平面的测速、测力、位移传感器分别接至背板上的数据通道及模拟通道。接通实验台电源，调节其面板上的调速按钮，试运行系统，观察其运行情况，并作适当调整。此时从液晶面板上可看有关参数。（如果装有电子离合器，可将引线分别接于离合器接线端和机座，用按钮控制开合）。5、实验台用串口线与计算机相连，进行输入实验台相关软件，即可观察输入和输出转速、输入和输出转矩及传动效率的适时变化曲线。6、编写实验报告。七、实验结果分析 1、绘制传动路线图。2、记录系统动力参数及负载。3、打印输入和输出转速、输入和输出转矩及传

11、动效率的变化曲线。4、分析上述曲线变化的原因。5、评价系统。机械传动系统方案检测实验报告院、系 专业班级 姓名 同组人 实验日期 年 月 日功能目标动力学、运动学曲线系统流程图结 论实验二 减速器装拆与测绘一、实验目的 按照机械设计基础课程基本要求，在学完本课程理论课后，每个学生必须完成一个课程设计。它既是一个重要的教学环节，也是工科院校较多专业学生第一次全面的设计能力训练。课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或简单机械为题，而减速器的设计就成为首选。为了使同学们在课程设计前对减速器的结构及其主要零部件(机械设计基础课程都学过这些零部件)有一个全面的了解，产生一个感性认识，方便课程设计，故开

12、设此项实验。通过实验要求达到以下目的： (1)了解减速器拆装的基本要求、方法和步骤。 (2)熟悉减速器的一般结构。(3)分析、研究减速器中各种零件的结构、用途、制造工艺；减速器的润滑、密封以及各种零部件之间的相互位置关系。二、实验设备及工具(1)实验设备：一级圆柱齿轮减速器、展开式二级圆柱齿轮减速器、同轴式二级圆柱齿轮减速器、一级圆锥齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器、分流式二级圆柱齿轮减速器。(2)拆装工具：扳手、手锤、钢直尺、钢卷尺等。三、实验内容及步骤 图3-l所示为某二级圆柱齿轮减速器的典型结构。图3-1 某二级圆柱齿轮减速机结构图 (1)用手转动高速轴，了解减速器运转的灵活程

13、度。(2)拧下轴承端盖紧固螺钉，取下轴承端盖和垫片(嵌入式轴承端盖除外) (3)拧下联接上、下箱体的全部螺栓，拔出定位销，用起盖螺钉顶起箱盖，并取下箱盖。放置时，箱盖的接合面应朝上，以防接合面被擦伤。严禁用螺丝刀或金属硬物在接合面处乱撬，或用手锤乱敲。 (4)参照结构图，观察和了解减速器内部各个零部件的形状、位置和作用，并研究、分析其结构特点和制造工艺，特别注意轴的结构，轴上零件的定位方式、固定方法和拆装顺序，滚动轴承间隙的调整以及齿轮、轴承的润滑系统和减速机的密封装置。 (5)观察箱体的有关尺寸：壁厚，地脚凸缘厚，轴承旁螺栓孔的大小、位置及扳手空间，上、下箱体接合面的凸缘宽度和厚度，筋板厚度，箱体铸造圆角，齿轮端面与箱体内壁的距离，大齿轮齿顶与箱体内底面的距离，中心高，箱体的铸造工艺与拔模斜度，了解箱体的加工工艺对结构的要求。(6)观察、了解减速器的各个辅助零件；通气塞、窥视孔、放油塞、油面指示器、吊勾、吊环、起盖螺钉、定位销、挡油板、甩油盘、刮油板等的结构和位置要求。(7)将所有零部件擦试干净，依次装好放油塞、油面指示器、通气塞、窥视孔盖、将转轴部件装好，加上箱盖并装上定位销和轴承端盖(对嵌入式轴承盖应先装端盖再加箱盖)，然后拧紧全部螺栓和螺钉，实验结束。 减速器装