机械设计基础实验课程报告

机械类基础实验报告所属院（所）：机电工程学院 实验一、机构测绘实验报告实验日期：2019.1.4 同组者： 审 阅： 成 绩：1、 实验目的：1、初步掌握根据实际机器或机构模型绘制机构运动简图的技能。2、验证和巩固机构自由度的计算方法。3、通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析的了解。2、 实验仪器：1、若干个机器和机构模型；2、三角尺、圆规、铅笔、稿纸等。三、实验原理与方法：（1）、实验原理：1、机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人看了对机器的动作一目了然。在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构其运动简图都是相同的。2、机构的运动仅与机构所具有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。因此在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用简单的线条和规定的符号(参看附表GB4460)来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。（2）实验方法步骤：1、了解设备或模型的名称、并记录其编号。2、认清构件数。转动手柄，使机构运动，注意观察待测机构中那些构件是活动构件及数目多少，哪些是固定构件，从而确定机械中的主动件，从动件和机架。并逐个标上构件的号码。3、判断各构件间的运动副性质：反复转动手柄，仔细观察构件间的接触状况及构件间的相对运动状况，确定组成机构的运动副是低副（移动副、回转副）还是高副，并准确数出其数目。4、画出机构运动简图：用量具测量各构件的尺寸，用简单的线条及按规定的常用运动付的代号，以一定的比例尺： e = = m/mm 画出机构的运动简图。5、确定机构的类型并计算机构的活动度：根据运动简图中各构件相对运动性，确定机构是属于哪种机构，并用公式：F=3n-2PL-PH式中：n 活动构件数 PL 低副数 PH 高副数6、确定机构是否具有确定运动的条件：核对机构的原动件数是否等于上述计算得的机构的活动度数，再转动手柄，观察机构各构件的运动是否确定，则可核对计算结果是否符合实际情况。3、 根据模型绘出简图，计算自由度，判断运动是否确定：实验二、齿轮范成原理实验报告实验日期：2019.1.4 同组者： 审 阅： 成 绩：1、 实验目的：1、掌握用范成法制造渐开线齿轮。观察齿轮渐开线部分的形成过程。2、了解渐开线齿轮的根切现象、分析、比较标准齿轮和移距齿轮的异同点。3、用范成仪在有圆形图纸上（预先画好了的分度圆、顶圆、根圆及三个象限）依次用铅笔描绘出齿条刀具相对于轮坯在各个位置的包络线，就形成被切齿轮的渐开线齿廓。分别在三个象限内画出标准齿轮，正移距和负移距修正齿轮，以作分析比较。二、刀具参数： m 10mm 200 ha* =1 c* =0.25三、齿轮尺寸计算和比较表：被加工齿数Z = 17 正移距系数 1 负移距系 -1名称和符号计算公式计算结果结果比较标准正移负移正移负移分度圆dd=mz17017017000齿顶圆dada=m(z+2ha* +2x)190210170+-齿根圆dfdf =m(z-2ha*-2c*+2x)145165125+-齿顶高haha =m(ha*+x)10200+-齿根高hfh=m(ha*+ c*-x)12.5522.5-+齿全高hh=m(2ha*+ c*)22.522.522.500基圆dbdb =dcos15915915900周节Pp=m31.431.431.400齿厚Ss=m(/2+2xtg)15.724.66.8+-齿槽宽ee=m(/2-2xtg)15.76.824.6-+注：结果比较栏中，正负齿轮尺寸比标准齿轮尺寸大的填入“”号，小的填入“”号，一样大小的填入“0”。四、附上所描绘的齿轮范成齿廓图，并注明尺寸。实验三、渐开线直齿轮圆柱齿轮的参数测定实验报告实验日期：2019.1.4 同组者： 审 阅： 成 绩：1、 实验目的：1、掌握应用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法；2、通过测量和计算、熟练掌握有关齿轮各几何参数之间的相互关系和渐开线性质的知识。已知参数：模制正常齿齿轮： ha* = 1; c = 0.25二、测量齿数为偶数齿轮的参数：1、被测齿轮编号： 2、齿数Z183、测量齿顶圆直径da、齿根圆直径df：测量次数123平均值da（mm）103.6103.4103.5103.5df（mm）81.1381.0981.0881.104、计算齿全高：h=（103.5-81.10）/2=11.2（mm）5、计算基圆齿距pb、模数m、压力角:基圆齿距pb：pb= Wk+1 - Wk当，m4.84当，m4.98，则模数：m =5压力角：=三、测量齿数为奇数齿轮的参数：1、被测齿轮编号： 2、齿数Z253、测量孔径D、齿顶圆壁厚H1、齿根圆壁厚H2：测量次数123平均值D（mm）29.529.729.629.6H1（mm）49.6049.6049.6049.60H2（mm）38.6238.6038.5838.604、计算齿顶圆da、齿根圆df、齿全高h：da=df=h=5、计算基圆齿距pb、模数m、压力角:基圆齿距pb：pb= Wk+1 - Wk1当时，m=4.88mm当时，m=5.01mm,则模数：m =5压力角：=实验四、减速器拆装实验报告实验日期：2019.1.4 同组者： 审 阅： 成 绩：一、实验目的：熟悉了解各种减速器的结构，分析减速器中各零件的作用及装配关系，测定减速器的主要参数，加深对此轴系为主的传动部件结构原理的理解，提高对机械结构的分析及设计能力。二、被拆减速器的编号及名称：1、名称：二级同轴式圆柱齿轮减速器三、画出减速器的传动示意图：四、测定减速器的主要参数：a、z1、z2、i；一 级二 级齿轮齿数z1齿轮齿数z122齿轮齿数z2齿轮齿数z226传动比i传动比i11.1818中心距a中心距a160.5a总五、画出高速轴的草图实验五、机械传动性能综合实验报告实验日期：2019.1.5 同组者： 审 阅： 成 绩：1、 实验目的：1. 通过测试常见机械传动装置在传递运动与动力过程中的参数曲线，加深对常见机械传动性能的认识和理解。2. 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线，掌握机械传动合理布置的基本要求。3. 通过实验认识智能化机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法，培养进行设计性实验与创新性实验的能力。2、 实验原理与方法：2.1转矩测量原理 该转矩传感器的检测敏感元件是电阻应变桥。将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上以组成应变电桥,只要向应变电桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号,然后将该应变信号放大,再经过压/频转换变成与扭应变成正比的频率信号。传感器的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环形旋转变压器承担的,因此可实现能源及信号的无接触传递。在一段特制的弹性轴上粘贴专用的测扭应变片并组成电桥,以形成基础扭矩传感器,然后在轴上再固定能源环形旋转变压器的次级线圈、轴上印刷电路板和信号环旋转变压器的初级线圈。电路板上包含整流稳压电源、仪表放大电路及V/F变换电路。在传感器的外壳上固定着激磁电路、能源环形旋转变压器的初级线圈、信号环形变压器的次级线圈及信号处理电路。传感器电路部分在工作时,由外部电源向传感器提供15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2003功率放大即产生交流激磁功率电源,通过能源环形旋转变压器从静止的初级线圈T1传递至旋转的次级线圈T2,然后将得到的交流电源通过轴上的整流、滤波电路处理后变成5V的直流电源。再将该电源作为运算放大器AD822的工作电源,并由基准电源AD589与双运放AD822组成高精度稳压电源,以产生4.5V的精密直流电源, 该电源既可作为应变电桥电源, 又可作为仪表放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测到的mV级应变信号通过仪表放大器AD620将其放大成1.5V1V的强信号,再通过V/F转换器LM331变换成频率信号,此信号通过信号环形旋转变压器,从旋转轴传递至静止的次级线圈,再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号输出。 3.2转速测量原理 转矩传感器在旋转轴上安装着60条齿缝的测速轮,在传感器外壳上安装的一只由发光二极管及光敏三极管组成的槽型光电开关架,测速轮的每一个齿将发光二极管的光线遮挡住时,光敏三极管就输出一个高电平,当光线通过齿缝射到光敏管的窗口时,光敏管就输出一个低电平,旋转轴每转一圈就可得到60个脉冲,因此,每秒钟检测到的脉冲数恰好等于每分钟的转速值。3.3实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩T (N.m)、功率P (K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线：传功比 i=n1/n2扭矩 T=9550 P/n (Nm)传功效率 =P2/P1= T2 n2/ T1 n1。三、传动试验台示意图：图1测试控制系统组成图2控制柜控制操作面板图3控制信号接口板控制柜控制操作面板及控制信号接口板如上图。测试控制信号线接法如下：2.1、扭矩及转速信号的输入：在控制柜控制操作面板上有二组扭矩、转速传感器、传感器，信号输入航空插座，只要将两台扭矩、转速传感器、传感器的相应输出信号用二根高频电缆线联接即可。转动传感器，传感器上二发光管应闪动。若无闪动，可检查电缆线及航空插头是否松动、断线、短路、插