機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二 帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求：必開一、實(shí)驗(yàn)臺(tái)目的：1、掌握測定皮帶傳動(dòng)滑差率和效率及繪制實(shí)測曲線。2、學(xué)生可利用計(jì)算機(jī)在軟件界面說明文件的指導(dǎo)下，獨(dú)立自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、皮帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線的測量繪制：該實(shí)驗(yàn)裝置采用壓力傳感器和A/D卡采集主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的驅(qū)動(dòng)力矩力和阻力矩力，采用光電傳感器和A/D板采集主、從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速。最后輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析，作出實(shí)測滑動(dòng)曲線和效率曲線。使學(xué)生了解帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑對(duì)傳動(dòng)效率的影響。2、皮帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象動(dòng)畫模擬：該實(shí)驗(yàn)裝置配置的計(jì)算機(jī)多媒體軟件，在輸入實(shí)測主、從

2、動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速后，通過數(shù)模計(jì)算作出帶傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)模擬，可清楚觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象動(dòng)畫圖象。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡介：圖1 皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要結(jié)構(gòu)圖1、電機(jī)移動(dòng)底板 2、砝碼和砝碼架 3、力傳感器 4、轉(zhuǎn)矩力測桿 5、主動(dòng)電動(dòng)機(jī)6、平皮帶 7、光電測速裝置 8、發(fā)電機(jī) 9、燈泡組 10、機(jī)座機(jī)殼 11、操縱面板（1）主要結(jié)構(gòu)及工作原理該實(shí)驗(yàn)傳動(dòng)系統(tǒng)，由皮帶6和一個(gè)裝有主動(dòng)帶輪的直流伺服電動(dòng)機(jī)組件，另一個(gè)裝有從動(dòng)帶輪的直流伺服發(fā)電機(jī)組件構(gòu)成。（2）、主動(dòng)輪電機(jī)5為特制兩端帶滾動(dòng)軸承座的直流伺服電機(jī)，滾動(dòng)軸承座固定在一個(gè)滑動(dòng)的底板1上，電機(jī)外殼（定子）未固定可相對(duì)其兩端滾動(dòng)軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑒?dòng)的底

3、板能相對(duì)機(jī)座10在水平方向滑動(dòng)。（3）、砝碼架和砝碼2與滑動(dòng)底板通過繩和滑輪相連，用于張緊皮帶；加上或減少法碼，即可增加或減少皮帶初拉力。從動(dòng)輪電機(jī)8也為特制兩端帶滾動(dòng)軸承座的直流伺服發(fā)電機(jī)，電機(jī)外殼（定子）未固定可相對(duì)其兩端滾動(dòng)軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承座固定在機(jī)座機(jī)殼上。（4）、發(fā)電機(jī)和燈泡9，以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)的電子加載電路組成實(shí)驗(yàn)臺(tái)加載系統(tǒng)，該加載系統(tǒng)可通過計(jì)算機(jī)軟件主界面的加載按鈕控制，也可用面板上觸摸按鈕（加載按鈕和卸載按鈕）進(jìn)行手動(dòng)控制和顯示。（5）、可轉(zhuǎn)動(dòng)兩電機(jī)的外殼上裝有測力桿4，把電機(jī)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩力傳遞給傳感器。主、從動(dòng)皮帶輪扭矩力可直接在面板各自的數(shù)碼管上讀取，并傳到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行

4、處理分析。（6）、兩電機(jī)后端裝有光電測速裝置和測速轉(zhuǎn)盤7，測速方式為紅外線光電測速；主、從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)速可直接在面板各自的數(shù)碼管上讀取，并傳到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理分析。（7）、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速電源，采用先進(jìn)的脈沖寬度調(diào)制的調(diào)速電源； 2、主要技術(shù)參數(shù)直流電機(jī)功率為 355W主電機(jī)調(diào)速范圍 501500rpm皮帶初拉力值為 23.5kg.f杠桿測力臂長度 L1=L2=120mm（L1L2電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)中心至傳感器中心的距離）皮帶輪直徑 D1=D2=120mm壓力傳感器 精度為1% 測量范圍為050N測速范圍： 50轉(zhuǎn)/分1500轉(zhuǎn)/分燈泡額定功率：共320W（8個(gè)40W）3、電氣裝置工作原理該儀器電氣

5、測量控制由三個(gè)部分組成：（1）、電機(jī)調(diào)速部分：該部分采用專用的由脈寬調(diào)制（PWM）原理設(shè)計(jì)的直流電機(jī)調(diào)速電源，調(diào)節(jié)面板上的調(diào)速旋鈕對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 （2）、儀器控制直流電源及傳感器放大電路部分：該電路板由直流電源及傳感器放大電路組成，直流電源主要向顯示控制板和4組傳感器放大電路供電,和將4個(gè)傳感器的測量信號(hào)放大到規(guī)定幅度供顯示控制板采樣測量。（3）、顯示測量控制部分：該部分由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換、加載控制電路和RS-232接口組成。A/D轉(zhuǎn)換控制電路負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)速測量和4路傳感器信號(hào)采樣，采集的各參數(shù)除送面板進(jìn)行顯示外。經(jīng)由RS-232接口送上位機(jī)（電腦）進(jìn)行數(shù)據(jù)分柝處理。加載控制電路主要用于計(jì)算機(jī)

6、對(duì)負(fù)荷燈泡組加載，也可通過面板上的觸摸按鈕對(duì)燈泡組進(jìn)行手工加載和卸載。實(shí)驗(yàn)臺(tái)可脫機(jī)(電腦)，用手工對(duì)各采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄處理。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、打開計(jì)算機(jī)，單擊“皮帶傳動(dòng)”圖標(biāo)，進(jìn)入皮帶傳動(dòng)的封面。單擊左鍵，進(jìn)入皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)說明界面。2、 皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)說明界面下方單擊“實(shí)驗(yàn)”鍵，進(jìn)入皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析界面。3、啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電動(dòng)機(jī)，待皮帶傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進(jìn)行皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作面板上開動(dòng)總電源，均勻按動(dòng)調(diào)速按鈕，同時(shí)按動(dòng)加載按鈕置零，待皮帶轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，在皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面上單擊“穩(wěn)定測試”，對(duì)帶傳動(dòng)的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，以及主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行第一個(gè)工況的數(shù)據(jù)采集和處理，并在皮

7、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面的虛擬儀表上顯示。4、在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作面板上按動(dòng)加載按鈕12次，待皮帶轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，在皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面上再次單擊“穩(wěn)定測試”，進(jìn)行第二個(gè)工況的數(shù)據(jù)采集和處理。如此類推，直至皮帶打滑，結(jié)束測試。5、在皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面上單擊“實(shí)測曲線”，在皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面上作出帶傳動(dòng)的實(shí)測滑差效率曲線圖。6、若實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠理想，在皮帶傳動(dòng)實(shí)實(shí)驗(yàn)界面上單擊“重做實(shí)驗(yàn)”，即可從第3步開始重做一次實(shí)驗(yàn)。7、在皮帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析界面下方單擊“運(yùn)動(dòng)模擬”鍵，觀察皮帶傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象。8、如果要打印皮帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線。在該界面下方單擊“打印”鍵，打印機(jī)自動(dòng)打印出皮帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線和效率曲線。9、如

8、果實(shí)驗(yàn)結(jié)束，單擊“退出”，返回Windows界面。五、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)：1、啟動(dòng)電源開關(guān)前，需將面板上的調(diào)速旋鈕逆時(shí)針旋到底（轉(zhuǎn)速最低位置）。以避免電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)帶來的沖擊損壞傳感器。在法碼架上加上一定的法碼使皮帶張緊，以確保實(shí)驗(yàn)安全。2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的R232連接線與計(jì)算機(jī)接口，不允許帶電插拔。以免損壞電電腦。3、做實(shí)驗(yàn)測試前，先開機(jī)將皮帶轉(zhuǎn)速調(diào)至1000轉(zhuǎn)/分以上，運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘以上。使實(shí)驗(yàn)臺(tái)皮帶預(yù)熱性能穩(wěn)定。4、在實(shí)驗(yàn)中采集數(shù)據(jù)時(shí)，一定要等數(shù)據(jù)采集窗口的數(shù)據(jù)穩(wěn)定后再進(jìn)行采集 ，每采集一次，時(shí)間間隔5-10秒鐘。5、當(dāng)皮帶加載至打滑時(shí)， 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不能過長，防止損壞皮帶。6、在皮帶萬一飛出的情況下，一

9、般可將皮帶調(diào)頭，再裝上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在皮帶調(diào)頭，實(shí)驗(yàn)仍不能進(jìn)行的情況下，則需將電機(jī)支座固定螺釘松動(dòng)，適當(dāng)調(diào)整兩個(gè)帶輪的軸線的平行后，再擰緊螺釘。再做實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、數(shù)據(jù)記錄功率（N）滑差率（）效率（）2、作出N-、N-曲線圖。3、結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)七 軸系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求：必開一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解并掌握軸、軸承和軸上零件的結(jié)構(gòu)與功用，工藝要求，裝配關(guān)系；2、了解軸與軸承及軸上零件的定位、固定及調(diào)整方式等，以建立軸系結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)并鞏固軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)要求1.根據(jù)所給圖，分析一種典型軸系的結(jié)構(gòu)包括軸及軸上零件的各部形狀及功用，軸承類型、安裝、固定

10、和調(diào)整方式，潤滑及密封裝置類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。按照?qǐng)D紙，將零件以及標(biāo)準(zhǔn)件選配齊全，進(jìn)行組裝。2.利用已有的實(shí)驗(yàn)零件，進(jìn)行創(chuàng)意組合設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用“創(chuàng)意組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱”。該套軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱比較完整地概括了軸系部分教學(xué)與教材的內(nèi)容，基本零件中共有40種168個(gè)零件。 提供裝配方案最多可達(dá)到31種。具有內(nèi)容系統(tǒng)方案多樣的特點(diǎn)，同時(shí)還可利用兩塊底板處于不同的位置(同一平面或垂直平面)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意組合及相互傳動(dòng)。學(xué)生可以按照給出的設(shè)計(jì)方案選用零件及標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行組裝分析，也可另行設(shè)計(jì)新的方案組裝?？蛇x用的設(shè)計(jì)方案如下，部分裝配圖參見附錄。1單球組合2單球墊組合3單球環(huán)組合4單球嵌

11、組合5單球嵌套組合6單推墊組合7.單球蓋嵌套組合8單推蓋嵌套組合 9.單推墊組合 10.單球墊軸齒組合11單推墊軸齒組合12.單推墊中軸齒組合l 3.單球雙推墊軸齒組合l 4.套雙拒墊軸錐組合1 5套雙推墊軸錐鎖組合l 6單球墊密組合17單球墊壓密組合l 8.單球雙平推墊軸齒組合1 9單推墊外調(diào)組合2 0.單推軸蝸組合2l.單球調(diào)墊組合2 2.單球軸擋組合2 3.單球墊軸擋嵌組合2 4.單球墊軸擋組合2 5單球墊中軸齒組合2 6單調(diào)心墊中軸齒組合27.單球墊中軸齒密組合2 8單球墊中軸齒悶密組合2 9.單背推墊組合3 0單球雙背推墊軸齒組合31單調(diào)心雙背推墊軸齒組合四、實(shí)驗(yàn)步驟1.分析裝配圖圖

12、紙或新方案的軸系結(jié)構(gòu)，分析軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸與軸的強(qiáng)度、加工、裝配的關(guān)系；了解軸上各零件的用途，軸承類型、布置、安裝調(diào)整方式；了解軸上零件的定位、固定方法，潤滑和密封結(jié)構(gòu)等。2.按照裝配圖及零件明細(xì)表，將零件及標(biāo)準(zhǔn)緊固件選配齊全，分先后步驟在底板上一步步進(jìn)行組裝，一直到完全符合裝配圖為止，再轉(zhuǎn)動(dòng)軸類旋轉(zhuǎn)零件，是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。，并可進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、討論。 注意事項(xiàng)：1.該套零件全部采用鋁合金制作，在選用時(shí)不得任意敲打、錘挫，以免傷害零件表面影響今后使用。2.愛惜零件，不得丟失，每箱零件只能單獨(dú)裝箱存放不得與其它箱內(nèi)零件混雜在一起。3.每套實(shí)驗(yàn)箱配備有說明書和裝配圖，圖紙需愛惜使用。不得弄臟、損壞和丟失，實(shí)驗(yàn)完成后將說明書存放在箱中。五、思考題1.為什么軸通常要做成中間大兩頭小的階梯形狀?如何區(qū)分軸上的軸頸、軸頭和軸身各軸段，它們的尺寸如何確定的?對(duì)軸各段的過渡部分和軸肩結(jié)構(gòu)有何要求?2.軸承采用什么類型?選擇的根據(jù)是什么?它們的布置和安裝方式有何特點(diǎn)?3.軸系固定方式是 “兩端固定”還是“一端固定，一端游動(dòng)”，為什么?如何考慮軸的受熱伸長問題?4.軸承