机械工程实验实验报告

《机械工程实验》实验报告西安交通大学机械工程学院机自81班第五组组员：**********************************************************************第一章基本测量一、配合处直径的测量1.实验目的了解比较仪的测量原理、调整，以及使用比较仪测量圆柱直径零件的方法；通过随机误差的测定巩固其测量不确定度的感念；学习如何确定被测量尺寸验收极限，并如何判断被测直径是否合格的方法。2.实验仪器杠杆齿轮式机械比较仪。3.实验内容用杠杆齿轮式机械比较仪测量齿轮轴的直径；测定比较仪的随机误差，并按照一给定的其他有关项目的随机误差，计算总的随机误差。4.测量原理杠杆齿轮式比较仪(杠杆齿轮比较仪)又称为杠杆齿轮式测微表,它是长度测量中常用的机械式量仪之一.由于该量仪轻便,灵敏度和精度高,所以在工厂计量室和车间应用广泛。杠杆齿轮比较仪按其分度值可分为0.0005mm,0.001mm和0.002mm三种.其测量范围按其选用的测量台架而定,一般为0～180mm,示值范围有±0.05mm和±0.1mm两种。杠杆齿轮比较仪的工作原理是:通过测杆的上下变化带动杠杆齿轮运动,从而转换为指针的角位移.5.实验步骤根据被测工件表面的几何形状，选择测头并把它安装在测杆上；根据被测部分的基本尺寸或极限尺寸选取几何量块，并把它们研合成量块组；调整量仪示值零位。将量块组放在工作台上，并使测头对准量块测量面的中央,按下列四个步骤进行调整：将量块组置于工作台的中央，并使仪器测头对准量块测量面的中央。粗调节：松开臂架紧固螺钉，转动调节螺母，使臂架缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，将螺钉锁紧。细调节：松开紧固螺钉，转动细调手轮，使比较仪指针指近刻度盘零位。然后拧紧螺钉。微调节：转动微调手轮，使指针与刻度盘零位重合，然后压下测头拨叉数次，使零位稳定。按动测头提升器，使测头抬起，取下量块组，换上被测件：在被测件的三个轴向横截面上分别对相隔的景象位置进行测量，测量完成后，取下被测工件，再放上量块组复查零位，记录测量结果，并按照被测工件的要求判断其合格性；对一个被测工件，在同一个测量部位进行多次测量，记录测量结果，并进行测量误差的统计分析。6．测量数据及处理低速轴尺寸如下图所示：高速轴如下图所示：各段数据如下:低速轴A段低速轴B段低速轴C段低速轴D段高速轴A段高速轴B段二、一般长度尺寸和无配合要求尺寸测量1.实验目的。了解游标卡尺的测量原理，以及使用游标卡尺测量一般长度尺寸和无配合要求尺寸；了解千分尺的测量原理，以及使用千分尺测量一般长度尺寸和无配合要求尺寸；2.实验仪器游标卡尺千分尺3.实验内容用游标卡尺测量一般长度尺寸和无配合要求尺寸；用千分尺测量一般长度尺寸和无配合要求尺寸；4.测量原理游标卡尺：游标卡尺的原理及使用方法游标卡尺是一种测量精度较高、使用方便、应用广泛的量具，可直接测量工件的外径，内径、宽度、长度、深度尺寸等，其读数准确度有0.1mm、0.05mm和0.02mm三种。本实验所用是0.02准确度的。千分尺：又称螺旋测微仪、分厘卡。分为机械式千分尺和电子千分尺两类。①机械式千分尺。简称千分尺，是利用精密螺纹副原理测长的手携式通用长度测量工具。②电子千分尺。也叫数显千分尺，测量系统中应用了光栅测长技术和集成电路等。本实验所用都为机械式：活动套筒旋转360度，在轴向上移动0.5毫米。把活动套筒等分为50小格，每小格为：0.5/50=0.01毫米，其最小测量精度为0.01毫米。5.测量步骤游标卡尺的使用：使用前确保量爪清洁；将量爪对齐，看是否校准；读数时应按一下步骤认真地读：.看一下使用的游标卡尺是多少分度的游标卡尺,然后确定出该游标卡尺的精确度..看一下游标的零刻度线处于主尺上哪两个毫米刻度线之间..看一下游标的第几条刻度线与主尺上的某一条刻度线对齐..读数时要认真.千分尺的使用：使用前检查零位线是否准确；测量时需把工件被测量面擦干净；工件较大时应放在V型铁或平板上测量；测量前将测量杆和砧座擦干净；拧活动套筒时需用棘轮装置；不要拧松后盖，以免造成零位线改变；不要在固定套筒和活动套筒间加入普通机油；用后擦净上油，放入专用盒内，置于干燥处。6.测量结果及处理每个数据测三次取平均值，结果已标在CAD图上。三、测量小结和心得：1.测量一开始对比较仪使用不熟练，但慢慢测量后九越来越熟练了；2.卡尺和千分尺测量读书须认真，不然就很容易会出错；3.尺寸测量数据庞大，要有耐心；4.大家合作效率才最高。第二章齿轮测量一、齿圈径向跳动测量1．实验目的了解测量仪的测量原理及使用方法；了解齿轮各公差组的误差特性及选定检验组的方法。2.实验仪器齿圈径向跳动检测仪3.实验内容用齿圈径向跳动仪测量齿圈的径向跳动量。4.测量原理及其测量方法齿圈径向跳动时反映齿轮坯安装偏心或插齿刀偏心的指标，当加工出来的齿轮，其齿圈的轴线与孔的轴线产生偏心e是，齿圈上各齿到孔轴线的半径就会发生变化，使用时齿轮装在轴上旋转，齿轮一转内，其半径是按正弦变化的，曲线的振幅等于偏心的两倍。5.测量步骤根据被测齿轮的模数选择合适的测量直径，并安装于指示表量杆端头上；将被测齿轮的心轴装在一起的顶尖间；用手轮调整顶尖座位置，使指示表测量头位于齿轮宽度的中部，拨下手柄，使测量头处于测量位置，将指针调至零位开始测量；一次足齿测量一周，去最大读数于最小读数之差作为齿圈径向跳动的误差。6.数据处理实验数据处理使用计算法处理。齿序数值(um)10-10-6010-10-10-1010齿序1011121314151617数值(um)10010-10101001234567890-30Fi=(10+60)um=70um7.数据分析由测量结果，结合蒋庄德主编《机械精度设计》，P327页，分析如下：Fi=70um查附表3-21，得9级齿轮镜像综合公差位90um，考虑测量引入的误差，被测齿轮应为9级。二、齿轮公法线长度变动量和公法线平均长度偏差的测量1.实验目的了解公法线长度W的测量原理及其测量方法；了解齿轮各公差组的误差特性及其选定检验组的方法。2.实验仪器对中等精度的齿轮，其公法线长度可用公法线千分尺直接测量；对精度低的齿轮，亦可以用游标卡尺测量；精度高的齿轮赢采用公法线指示千分尺或万能测量仪测量。3.实验内容用公法线千分尺测量齿轮的公法线长度变动Fw和公法线平均长度偏差Ew4.测量原理及其定义公法线长度变动Fw是指在齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差。Fw=Wmax-Wmin，这个指标可以反映齿轮的运动偏心，他是控制齿轮运动精度切向误差的指标。公法线平均长度偏差Ew是指在齿轮一周内，公法线长度平均值与公称值之差。Ew=-W’，它是控制齿轮副侧西的代用指标（指公法线长度平均值，W’指公法线长度的公称值）。公法线长度W的测量原理：以两个平行平面跨国n个齿并切于两个异侧齿廓于A,D两点，这两点间的距离就是公法线长度W。如下图：W=(n-1)Pb+Sb………………（1）在上式中：n位测量仪的两个测量面所夹的齿数，Pb为基节，Sb为基圆弧齿厚。上式说明，公法线长度W与齿轮的基节和基圆齿厚有关。所以公法线长度的大小能反映齿厚的大小，因此常以它来控制齿轮副的侧隙，有时还以它代替基节测量。5.确定公法线长度的公称值及其偏差值公法线长度W可按上述公式（1）得到：W=（n-1）Pb+Sb当=200，=0时，W=[1.476(2n-1)+0.014Z]m；n=Z/9+0.5(取整数)在上式中：m是模数，Z是齿数，n是测量仪两测量面所夹的齿数，在下表中可以查到。单位：mmZn12~18219~27328~36437~45546~54655~677大齿轮的计算：m=2，Z=51，n=6时，公称值W’=[1.476x(2x6-1)+0.014x51]x2=33.90mm。6.结果处理大齿轮公法线测量值（6齿）测量次数12345公法线测量33.88值(mm)33.8733.8333.8533.90测量次数678910公法线测量33.89值(mm)33.8633.8833.8733.88测量次数1112131415公法线测量33.89值(mm)33.8633.8633.8433.85测量次数1617181920公法线测量33.83值(mm)33.8333.8133.8733.87误差分析：计算平均值：=33.86mm；计算各剩余误差残差：0.020.01-0.03-0.010.040.0300.020.010.020.0300-0.02-0.01-0.03-0.03-0.050.010.01计算标准偏差：=sqrt[∑vi2/(n-1))=0.023mm；根据3准则判定：3=3x0.023=0.069mm，经检验无粗大误差；单次测量的标准偏差：=0.023mm；10次测量的标准偏差w==5.14μm；测量结果表达式：W=33.863w=33.860.01mm。得出结果：公法线长度变动量：Fw=Wmax-Wmin=33.87-33.85=0.02mm，公法线长度偏差：Ew=-W’=33.86-33.90=-0.04mm。7.实验小结通过这次实验，我们对齿圈径向跳动测量，齿轮公法线变动量和公法线平均长度偏差测量方法有了更进一步的了解和认识，加深巩固了机械精度测量的方法。从测量结果看，减速器齿轮等级约为9级，符合实际使用要求，但实验所用均为模型，精度普遍低于实际要求。通过3准则对公法线长度变动量测量检验，使其结果表达更加准确。第三章轴粗糙度的测量一、实验目的1.了解表面的测量原理及其测量方法；2.熟悉用表面轮廓仪测量表面粗糙度的方法；二、实验方法针触法：又称触针法，它是用一个很尖的金刚石在被测工件的表面上面滑行，由于被测表面存在微观不平的痕迹，使触针在垂直与被测轮廓表面方向产生上下的移动，把这种移动通过机械的、电气的装置加以放大和处理，可以获得表面粗糙度的参数值。三、实验仪器BCJ-2型电动轮廓仪，如下图所示四、实验内容根据被测面的要求和给出的评定指标，用电动轮廓仪测出被测的表面微观的实际平均高度；判断是否合格。五、测量原理电动轮廓仪的传感器和驱动箱连接后可以绕一铰链自由下垂，装于传感器前端的支撑块使得传感器体支撑于被测表面以某个恒定的速度滑行时，传感器触针就随着工件表面的微观起伏而上下运动，从而带动磁芯运动，使得接入电桥两臂的两个电感线圈的电感量发生改变。该电桥把触针的位移变化变成了电信号，一路加到指零表控制指针的位量；另一路经放大加到积分器，对表面的轮廓信号进行积分。当传感器走完一个测量长度后，控制装置便使其停止运动，被测参数便立即显示出来或由记录器画出曲线。六、实验数据及处理1.低速轴各端的表面粗糙度长轴示意图如下所示数据记录，见下表：端面A（μm）B（μm）C（μm）D（μm）Ra1.7492.1992.4172.303RZRY(ISO)5.3119.1478.3959.4439.68413.34813.88315.195根据粗糙度的平均算数偏差指和不平度高度值，可以选出表面粗糙度的级别和代号：A段表面，六级，代号：2.5；B段表面，六级，代号：2.5；C段表面，六级，代号：2.5；D段表面，六级，代号：2.5；2.低速轴各端的表面粗糙度长轴示意图如下所示数据记录，见下表：端面ABRaRZRY(ISO)RY(DIN)1.7705.51510.02713.2994.05812.63519.43920.279根据粗糙度的平均算数偏差指和不平度高度值，可以选出表面粗糙度的级别和代号：A段表面，六级，代号：2.5；B段表面，五级，代号：5.0；七、实验小结及相关的分析这样的一个测量的过程，最大的难度在于我们能否把仪器以及工件可以放水平。起初的时候，由于仪器没有放置正确，使得仪器报错频繁，在组员之间的协调以及配合之下，大家形成了强有力的合力，将这样的一个难题很好的解决了，锻炼了我们的组织以及协调的能力。这样一来就是的我们的实验能够正确的进行下去，取得我们所需要的数据。此外，这样的测量也是锻炼了我们的数据处理的能力的一个很好的机会。从中我们很有效的练习了我们《机械精度设计》中所学到的知识，从平均值、算术平均偏差以及摒弃粗大误差的理论知识，实现了理论和实践的有效结合，使得我们的学习和动手的能力有了很大的提高。实验的过程当中，细心、认真是很重要的因素，在仪器的调平以及工件的固定上面，组员们聚精会神，共同解决了这样的一个对于实验起着重要作用的一个难题。虽然只是简单的测量一下工件的粗糙度，但是大家的协调以及配合在其中起了很大的作用，这样的一点也是我们实验成功的重要保证。第四章齿轮的运动分析一、实验目的1.通过此次实验掌握了proe软件在工程静力和动力分析中的应用。2.通过实验掌握齿轮在运动下的速度、位移、震动等情况。二、实验分析环境Proe软件三、实验步骤1.做齿轮减速器（工件）模型；2.对齿轮在运动下的速度、位移、震动等分析；3.记录结果四、实验结果1.大齿轮模型图2.小齿轮模型图3.大小齿轮装配图4.大齿轮转速图5.小齿轮转速图五、结果分析从以上实验截图可以看出，大小齿轮的速度基本稳定，不存在径向、轴向震动问题。第五章减速器实验工程图第六章本组成员实验小结一学期的实验课很快就结束了，这学期的机械工程试验让我学到了很多知识，感到很充实。这门课系统的介绍了机械类课程中的基本实验方法、原理、目的、过程、操作与分析等，其中主要是对测量工具的了解和使用。通过学习这门课，使我开阔了视野，让我不仅仅局限在用千分尺进行精密测量，知道了绝对测量和相对测量的相对含义。我学会了机械式比较仪的原理和试用方法，这是一种相对测量的工具，测量精度较高。测量时，先用量块研合组成与被测基本尺寸相等的量块组，再用此量块组使测微仪指针对零，然后换上被测工件，测微仪指针指示的即为被测尺寸的偏差值。这门课中很多构思巧妙地测量仪器给了我很大的启发。例如测量齿轮齿距的仪器，其设计非常简单合理，但是测量精度高，而且操作简单方便。测量技术的发展直接影响着科技的发展，而很多现代的测量工确实很先进。在测量表面粗糙度时，我们是利用光学仪器测量的，虽然还是不太理解它的原理，但是其测量的实用性和简洁性却给我留下了深深地印象。当时我们测量粗糙度时是先用光学仪器测量的，利用了好长的时间经过调节，终于可以出现图像，但是在读书的时候却很难把握，没办法读出他的精度值，只能了解一下他的工作原理，而光学仪器却很快的给出结果，而且准确性高。在这次的实验中，我还有个最大的收获就是团队合作。由于我们都是一个小组做实验的，大家在一起相互商量、相互讨论，充分体现出团队合作的精神，大家在一起合作很愉快，每次实验都可以很快的做完。这让大家在学习了知识的同时也充分体现了大家的团队意识，收获很大。通过这样的一个实验加强了我的动手能力，将课堂上所学到的知识进行了很好的应用，实现了理论与实践的有效结合。在相关量的测量过程当中，考验了我的耐心、细心以及谨慎认真，虽然在其中遇到了很多的问题，但在组员以及老师的帮助之下，这样的一些问题得到了很好的解决。总之，这样的一个实验对我进行了很好的考察，获益匪浅!机械工程试验是机械专业的专业课实验，通过本学期整整一个学期的实验，让我深切学习到了许多许多专业知识。一学期的实验课程是个漫长的历程，从学期初期逐渐对减速器的认识到学期末撰写实验报告，经历很多的挫折与困难。在试验课程中各种参数的测量，很多仪器的了解与认识都是我们必须掌握和运用的；组员们悉心合作，分工作业，共同努力，认真听取老师的讲解，多多请教班上的其他