机械设计陈列展示实验

1、实验一 机械设计陈列展示实验【实验目的】结合对理论知识的理解，观察大量丰富的实体零件、实际机械、机构模型等，对实际机械系统增加感性认识，加深理解书本知识，开阔眼界，拓宽思路，启迪创造性思维并激发创新的欲望，培养同学们的观察能力、动手能力和创新能力。【主要仪器设备】实验设备：（1）减速器陈列柜；（2）各种机构和传动装置。【实验内容】参观机械设计陈列柜，所展示的内容具有广泛的代表性，几乎涵盖了课程要求掌握的所有通用零部件，把教材中各部分、各章节的内容，甚至先修课程的知识，用一系列客观存在的实物模型联系起来，使学生对机构、零部件等建立感性认识。【实验步骤】1. 了解各种机械的用途及工作原理，仔细观察机械的构造及运动情况；思考各机械的机构运动简图。2. 观察各种基本传动机构的组成；这些基本机构在机械中起什么作用。3. 注意观察各种零部件在机械中的安装情况及相互关系，注意零部件的定位与固定。4. 了解各种减速器的用途及结构形式，观察减速器内部零部件的传动情况。5. 注意观察轴的支承方式；注意观察轴的安装位置是如何调整的、轴承是如何预紧的。6. 注意观察减速器箱体结构及与其内部各零部件的关系。【实

2、验注意事项】1分小组按顺序观看，可以提问和讨论。2注意安全；不要在实验室内跑动或打闹，以免被设备碰伤。3爱护设备，动作要轻，不要随便移动设备，以免损坏设备；禁止从非拆卸设备或展台上取下零件。4实验完成后，应清理实验教室，将物品摆放整齐。【实验报告要求】1 列出你所看到的所有机构和零部件。2 写出参观体会。（不少于300字）实验二 平面机构运动简图的测绘与分析【实验目的】1了解常用平面机构的组成原理；2初步掌握绘制平面机构运动简图的方法和技能；3分析机构运动的确定性。【主要仪器设备】1典型机构、机器的实物或模型2圆规、钢板尺（或三角板）、长钳、量角器3学生自备铅笔、橡皮、纸【实验内容】机构是用来传递运动和力的，是由若干构件（其中有一构件为机架）用运动副连接起来的构件系统。为了着重表示机构的特征，略去构件的实际外形和运动副的具体构造，而采用特定的构件和运动副符号来表示机构的一种简化示意图形称为机构简图。按长度比例尺画出的机构简图是机构运动简图。【实验步骤】1分析构件特征和构件数通过动力输入构件或转动手柄，使被测机构运动，由主动件开始，循着运动传递路线观察机构中有哪些从动件、哪些固定构件、同

3、时确定构件的数目。2、判别运动副的类型根据相连两构件的接触情况和运动特点，判断各运动副的类型，从中确定哪些是高副，哪些是低副，低副中哪些是转动副，哪些是移动副。3、绘制平面机构简图正确选择投影面和主动件的位置，按构件运动的传动路线顺序，用运动副和构件的规定符号绘出机构简图，并对机构中每一构件进行编号，在主动件上标注箭头。4、绘制平面机构运动简图测量机构中与机构运动有关的尺寸，如构件长度、导路位置或角度等，选择适当的比例尺UL,绘出平面机构运动简图。长度比例尺UL=5、检验绘制结果与实物或模型是否相符，分析机构运动的确定性。【实验注意事项】1注意安全；不要在实验室内跑动或打闹，以免被设备碰伤。2爱护设备，动作要轻，不要随便移动设备，以免损坏设备；禁止从非拆卸设备或展台上取下零件。3实验完成后，应清理实验教室，将物品摆放整齐。4对室外大型设备，结合工作原理绘制。5. 提倡设备类型多样化。6. 每位学生绘制机构见图不少于两个。【实验报告要求】1. 按照所测绘的机构完成下表序号机构名称机构简图分析机构运动的确定性122. 思考题：（1）平面机构简图与平面机构运动简图有何不同？（2）怎样判断你所

4、绘制的运动简图是否正确？实验三 带传动实验【实验目的】1观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系。2测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。3了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。【主要仪器设备】PDC皮带传动测试台实验台的构造和工作原理： 本实验台由主机和测量系统两大部分组成。1主机主机是一个装有平带的传动装置。主电机是直流电动机装在滑座上，可沿滑座滑动，电机轴上装有主动轮，通过平带带动从动轮，从动轮装在直流发电机的轴上，在直流发电机的输出电路上，并接了五个灯泡，每个60W，作为带传动的加载装置，砝码通过钢丝绳，定滑轮拉紧滑座，从而使带张紧，并保证一定的初拉力。开启灯泡，以改变发电机的负载电阻，随着开启灯泡的增多，发电机的负载增大，带的受力增大，两边拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。当带传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周力时，带开始打滑，当负载继续增加时则安全打滑。2测量系统测量系统由电转速测定装置和电机的测扭矩装置两部分组成。（1）光电测转速装置主动轮的扭矩下T1和从动轮的扭矩T2均通过在主动

5、轮和从动轮的轴上分别安装一同步转盘，在转盘的同一半径上钻有一个小孔，在小孔一侧固定有光电传感器，并使传感器的测头正对小孔。带轮转动时，就可在数码管上直接读出带轮的转速。（2）扭矩测量装置主动轮的扭矩T1和从动轮的扭矩T2下均通过电动机外壳来测定。电动机和发电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线摆动，当电动机启动和发电机负载后，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，电动机的外壳将向转子旋转的同向倾倒，发电机的外壳将向转子旋转的反向倾倒，它们的倾倒力矩可分别通过固定在定子外壳上的测力计所测得的力矩来平衡。即：主动轮上的扭矩T1 = Q1K1L1（Nmm）从动轮上的扭矩T2 = Q2K2L2（Nmm）式中Q1、Q2 测力计上百分表的读数 K1、K2 测力计算定值 L1、L2 测力计的力臂 L1 =L2 =120mm从动轮的功率为N2，主动轮的功率N1。带传动的效率 只要测得不同负载下主动轮的转速N1和从动轮的转速N2以及主动轮的扭矩下T1和从动轮的扭矩下T2，就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率以及效率之值。以有效拉力F为横坐标，分别以不同载荷下的和之值为纵坐标，就可以画出

6、带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。【实验内容】由于弹性滑动率之值与打滑现象的出现，以及带传动的效率都与带传递的载荷的大小有密切关系，本实验台用灯泡作负荷，通过实验观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系，并测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。【实验步骤】1接通电源，实验台的指示灯亮，检查一下测力计的测力杆是否处于平衡状态，若不平衡则调整到平衡。2加砝码3kg，使带具有初拉力。3慢慢地沿顺时针方向旋转调速按钮，使电机从开始运转逐渐加速到N1=1000转/分左右，记录N2、Q1、Q2一组数据。4、打开一个灯泡（即加载），记录一组N1、N2、Q1和Q2数据，注意此时N1和N2之间的差值，即观察带的弹性滑动现象。5、逐渐增加负载（即每次打开一个60W的灯泡）重复第4步，直到3%左右，带传动开始进入打滑区，若再打开灯泡，则N1和N2之差值迅速增大。【实验注意事项】1调速时应缓慢旋转调速按钮，若使电机突然旋转很快，容易使设备中保险烧断。2设备连续使用不得超过3个小时。3本实验主要参数：带轮直径D1=120mm，D2=120mm

7、测力杆长度L1=120mm，L2=120mm【实验报告要求】1. 实验数据记录F01= N序号n1(rpm)n2(rpm)%T1（N.mm）T2（N.mm）%123452. 实验数据处理 （1）滑动系数的计算（2）传动效率的计算式中：P1、P2分别为主、从动轮的功率(KW) ；n1、n2分别为主、从动轮的转速(rmm)；T1、T2分别为主、从动轮的转矩(Nmm)。（3）绘制滑动系数及传动效率的曲线(用坐标纸绘出)。3. 简要描述带传动的弹性滑动与打滑现象。实验四 渐开线齿廓的范成原理【实验目的】1理解范成法切制渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程。2理解渐开线齿轮产生根切的原因，了解用变位修正来避免根切的道理，并验证最小变位系数。3加深对互相啮合的齿廓互为包络线的理解。4、分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。【主要仪器设备】本实验需要以下设备1CLF-A型齿轮范成仪一台，结构如图1所示。2代替被加工齿轮坯件的图纸一张（每范成一次需要图纸一张）。范成齿廓的轮坯图样，制作如图2所示。被加工齿轮主要参数为：齿轮1：m=20, z=10, a=20,ha*=1,c*=0.

8、25齿轮2：m=8, z=25, a=20,ha*=1,c*=0.253三角板、圆规、铅笔、橡皮等（学生自备）。4. 实验原理范成法是利用一对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的一种方法。加工时，其中一轮（或齿条）为刀具，另一轮为轮坯，二者对滚，就象一对齿轮（或齿轮齿条）啮合传动一样；同时，刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。最后在轮坯上加工出来的齿廓实际上是刀刃在各个瞬时位置的包络线。为了看清楚齿廓形成过程，用图纸作轮坯，刀具和轮坯对滚时，刀刃在图纸上各个投影位置的包络线就是被加工齿轮的齿廓曲线。齿廓范成仪能逐步再现上述加工中刀刃相对轮坯每个位置形成包络线的详细过程。图 1为渐开线齿廓范成仪的结构示意图。绘图纸代表齿坯，通过压板9，锁紧螺母10固定在托盘1上，托盘1可绕固定轴O转动。齿条刀具2安装在溜板4的径向导槽中，溜板4安装在机架3的水平导槽中。钢丝7绕在托盘1下面半圆盘边缘相当于齿轮分度圆的凹槽内，两端将托盘1（齿坯）和溜板4（齿条刀具）联系起来，形成齿条刀具和齿轮的范成运动关系。图中刀具中线与节线E重合，范成标准齿轮齿廓；通过调节齿条刀具相对齿坯的径向位置，可以范成变位齿轮的齿廓。加工齿轮的方法很多，范成法是以齿轮啮合原理进行加工齿轮的常用方法。范成法加工齿轮是利用一对齿轮互相啮合时，齿轮曲线互为包络线的原理。齿轮轮坯的瞬心线（加工节圆）和齿条刀的瞬心线（加工节线）对滚，刀具轮廓即可包络出被加工齿轮的齿廓。范成法加工齿轮时，需将刀刃形成包络线的各个位置记录下来，才能看清齿轮的范成过程。做本实验时，用图纸做轮坯，用齿轮范成仪来实现刀具与轮坯的对滚，再用笔将刀刃的各个位置画在轮坯上，就清楚地显示出齿轮的范成过程。图1 范成仪结构示意图1、托盘 2、齿条刀具 3、机架 4、溜板 5、锁紧螺母 6、调节螺钉 7、钢丝 8、定位销 9、压板 10、锁紧螺母 11、半圆盘【实验内容】要求完成切制m=20mm、z=8的标准、正变位（x1=0.5）和负变位（x2=-0.5）渐开线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这三种齿廓。 【实验步骤】1. 将轮坯图样安装在范成仪上，根据模数选择齿条刀，置标准扇形区对齿条位置，要求齿条刀中线与扇形区中线相重合，同时移动齿条刀使齿中的横线与图样的虚线（分度圆相切）相重合，然后旋紧压

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