機械基礎實驗(機械類).doc

目 錄緒論1訓練一 機構運動簡圖測繪3訓練二 齒輪范成原理6實驗三 動平衡實驗9實驗四 速度波動調(diào)節(jié)實驗12實驗五 機構創(chuàng)意組合實驗17實驗六 平面機構創(chuàng)新設計及運動測試分析實驗18實驗七 平面機構設計及運動仿真分析實驗19實驗八 螺栓聯(lián)接靜動態(tài)實驗21實驗九 螺旋傳動效率實驗25實驗十 帶傳動實驗29實驗十一 液體動壓軸承實驗31實驗十二 機械傳動性能綜合測試實驗37實驗十三 滾動軸承綜合性能測試分析實驗41實驗十四 機械傳動設計及多軸搭接實驗43實驗十五 減速器拆裝實驗45緒 論機械基礎課（工程制圖、機械設計基礎、創(chuàng)造工程學等）是實踐性和理論性均很強的課程，實驗教學不能依附于理論教學，但是更不能與理論教學完全脫節(jié)，實驗教學必須以理論教學為基礎，以培養(yǎng)學生綜合實踐能力與開拓創(chuàng)新能力為目的。我們按照從機械認識、機械設計到機械研究創(chuàng)新的認識規(guī)律，構建了以學生自我訓練為主，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的更為寬廣和開放的“五個層次”實驗課程體系：引導認知、基本訓練、基礎實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實踐。將工程制圖、機械設計基礎、創(chuàng)造工程學等課程的實驗教學環(huán)節(jié)融為一體?！拔鍌€層次”實驗課程體系架構如下：幾何體認知、機械發(fā)展與未來認知引導認知 機械原理認知、機械設計認知 機械創(chuàng)新設計認知 構形設計和繪圖、計算機繪圖室基本訓練 機構運動簡圖測繪 齒輪范成原理 動平衡實驗基礎實驗 速度波動調(diào)節(jié)實驗 帶傳動實驗，液體動壓軸承實驗 （包括綜合性、設計性和研究創(chuàng)新性實驗項目） 機械傳動方案綜合及性能分析實驗 平面機構創(chuàng)新設計及運動測試分析實驗機構創(chuàng)意組合實驗，螺紋傳動綜合性能分析實驗綜合實驗 機械傳動設計及多軸搭接實驗 滾動軸承組合設計及綜合性能分析實驗靜態(tài)與動態(tài)螺栓聯(lián)接綜合實驗平面機構設計及運動仿真分析實驗減速箱結構分析及裝拆實驗創(chuàng)新實踐學生機械創(chuàng)新設計作品制作“五個層次”的實驗作為一個有機的整體，又各具相對獨立的系統(tǒng)和明確的目標：（1）引導認知在學習機械基礎課程之前設置的“啟蒙作業(yè)” ：通過實物和模型的動態(tài)展示，讓學生得到有關機械設計與創(chuàng)新的“啟蒙教育”。（2）基本訓練機械創(chuàng)新設計必不可少的基本技能的訓練：通過構形設計和繪圖計算機繪圖機構運動簡圖測繪等項目的訓練，培養(yǎng)學生空間想像能力、構形能力、圖形表達能力，機構綜合能力，為機械創(chuàng)新設計打下堅實的基礎。（3）基礎實驗機械系統(tǒng)基本原理、基本實驗方法的初步剖析：讓學生通過基礎實驗掌握機械系統(tǒng)基本原理、基本實驗方法，培養(yǎng)學生工程實踐能力、分析問題和解決問題的能力。（4）綜合實驗綜合設計能力和開拓創(chuàng)新能力培養(yǎng)的提升性實驗：機械創(chuàng)新設計是綜合性很強的實踐活動，包括機電液的綜合、方案和結構的設計、功能與結構研究創(chuàng)新，按綜合性設計性研究創(chuàng)新性的機械創(chuàng)新設計過程，由我中心實驗教師自行設計了一組以學生自我訓練為主、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的綜合性、設計性和研究創(chuàng)新性實驗項目，培養(yǎng)學生綜合設計能力，開拓創(chuàng)新能力，分析問題和解決問題的能力。（5）創(chuàng)新實踐創(chuàng)新實驗教學的蓓蕾工程：根據(jù)以學生為主體、以實現(xiàn)學生自我訓練為主、重視學生個性發(fā)展、適應高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗教學模式，通過讓學生根據(jù)自己的特長和興趣，進行機械創(chuàng)新設計制作，并參加各類大獎賽。培養(yǎng)學生綜合設計能力，工程實踐能力，開拓創(chuàng)新能力，提出問題和解決問題的能力。根據(jù)“五個層次”實驗課程體系和機械類機械設計基礎實驗教學的要求，編寫了這本適應高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機械基礎實驗教材。其內(nèi)容涵蓋基本訓練、基礎實驗和綜合實驗。由于時間倉促，本教材還有許多不足之處尚未彌補，如有疏漏的地方，望請指正。訓練一 機構運動簡圖測繪一、訓練目的： 1掌握對實際機械或模型的機構運動簡圖測繪的基本技能。2了解機構運動簡圖與實際機械結構的區(qū)別，加深和鞏固機構自由度計算等理論知識。二、訓練工具1機構模型一組、鋼尺一把等；2草稿紙、鉛筆等（自備）。三、訓練要求：1實驗前，認真預習教材及有關參考資料，弄清機構運動簡圖、機構示意圖的概念及繪制機構運動簡圖時的注意事項。2每人測繪四個機構簡圖，（其中兩個機構運動簡圖，二個機構示意圖）。要求包括四連桿機構、齒輪機構、凸輪機構等, 其中至少有一個根據(jù)實物繪制的簡圖。3每人完成一份實驗報告（運動簡圖、機構自由度計算、體會與建議等）。四、原理及方法：機構運動簡圖是反映機構運動情況的簡單圖形，由于機構運動情況僅與機構中的構件數(shù)及其所組成的各運動副的數(shù)目、種類、相對位置有關。因此，在繪制機構運動簡圖時，可以撇開構件的復雜外形和運動副的具體結構，而用簡單的線條和規(guī)定符號來代替構件、運動副，并按一定的比例尺定出運動副的相對位置，這樣繪制的圖形叫做機構運動簡圖。機構運動簡圖與原機構具有完全相同的運動特征，它不僅可以簡明地表示機構的運動情況，而且還可以根據(jù)該圖對機構進行運動及動力分析。不按比例繪出的圖形稱為機構結構簡圖或機構示意圖，它只能定性研究機構的某些運動特性。下面以平面機構為例說明機構運動簡圖測繪的步驟及方法。五、訓練步驟：在繪制機構運動簡圖時，要把該機構的實際構造和運動情況搞清楚，首先要定出其運動輸入（原動）部分和運動輸出（工作）部分，然后再沿著運動傳遞的路線，把運動輸入和輸出之間各個傳動部分搞清楚，這樣才能正確繪出機構運動簡圖。下面我們以圖1（a）所示偏心輪機構模型為例，進行機構運動簡圖的測繪及機構自由度計算。1認清組成機構的構件數(shù)。測繪時，緩慢轉動手柄使機構運動，注意觀察機構中哪些構件是活動構件，哪個構件是固定構件，哪個是運動輸入構件，哪個是運動輸出構件，并逐一編排構件序號。如圖2中所示、等。2判斷各構件間組成的運動副的性質(zhì)及種類和數(shù)目。緩慢轉動手柄，根據(jù)相聯(lián)兩構件的接觸及相對運動情況，確定各個運動副的性質(zhì)和種類。如偏心輪2與固定構件1是圓柱面接觸，其相對運動是繞A點轉動，故構件2與構件1在A點組成轉動副；同樣構件3與構件2在偏心輪2上B點、滑塊4與構件3在銷軸中心C點組成轉動副；滑塊4沿固定構件1的方向xx移動，故滑塊4與構件1組成移動副。此機構有三個轉動副和一個移動副，共有四個低副。3選擇視圖面繪出機構示意圖。選擇視圖面的原則是以與大多數(shù)構件運動平面相平行的平面作為視圖面。在草稿紙上首先定出與機架組成運動副的大致位置，然后按規(guī)定的符號及構件的聯(lián)接次序徒手畫出機構示意圖。對于組成轉動副的構件，不管其實際形狀如何，都只用兩轉動副之間的連線代表，例如AB代表構件，BC代表構件3。對于組成移動副的構件，不管其截面形狀如何，一般用滑塊或導桿表示，例如滑快4代表構件4，并通過滑快上轉動副C的中心線xx代表構件4與構件1相對移動的方向線。機架打斜線表示，如構件1。原動件上打箭頭表示，如構件2。對于組成高副的構件，也必須按照表11中規(guī)定的符號表示（或畫出接觸處兩運動副元素的實際形狀來表示）。4計算自由度并校核計算結果是否正確 由機構自由度的計算公式可得：根據(jù)計算所得機構自由度F=1，該機構只有一個原動件即偏心輪，所以機構的原動件數(shù)與自由度數(shù)相等。該機構具有確定的運動。若計算機的自由度與原動件數(shù)不符時，必須檢查所繪制的簡圖或機構自由度計算是否有誤，直至計算結果符合實際情況。5測量機構的運動學尺寸并按比例繪機構運動簡圖。仔細測量機構的有關運動學尺寸（如轉動副的中心距、移動副方向線、線間的夾角等），如測量AB桿、BC桿的長度、滑快4的移動方向線xx至轉動副A的距離。將數(shù)據(jù)記錄好，然后選擇恰當?shù)拈L度比例尺l（m/mm）,按比例畫出機構運動簡圖（圖11b）. 6繪制機構運動簡圖，完成實驗報告。六、課外訓練作業(yè) 1試繪制2-3個牛頭刨模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析；2試繪制2-3個油泵模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析；3試繪制2-3個其他機構模型或實物的機構運動簡圖，并進行機構結構分析。訓練二 齒輪范成原理一、訓練目的 1、掌握用范成法加工漸開線齒輪齒廓的基本原理，觀察齒廓形成的過程； 2、了解漸開線齒廓產(chǎn)生根切現(xiàn)象、原因及避免根切的方法，建立變位齒輪概念；3、要求仔細觀察插齒機插齒的范成原理及范成過程；3、比較標準齒輪和變位的異同點，分析了解它們的齒形變化及各參數(shù)的關系。二、訓練工具1插齒機、齒輪范成儀；2范成齒廓的齒輪毛坯的圖紙；3學生自備：計算器、圓規(guī)、削尖的鉛筆、三角板、橡皮擦及小刀等物。三、訓練要求1每組一人，繪制標準齒輪和變位齒輪的齒廓圖各一張；齒廓圖要求至少有兩個以上完整的齒廓曲線2每人一份實驗報告。四、原理及方法范成法是利用一對齒輪嚙合時，其共軛齒廓互為包絡線的原理來加工齒輪。加工時，其中一輪為刀具，另一輪為毛坯，毛坯和刀具之間仍然保持固定速比的傳動，它們的對滾運動如同一對互相嚙合的齒輪的運動，同時刀具還沿毛坯軸向作切削運動，這樣加工所得到的齒輪的齒廓曲線就是刀具的刀刃在各個位置的包絡線。若用漸開線作為刀具的齒廓曲線，則包絡線亦必為漸開線。由于在實際加工時，看不到刀刃在各個位置形成包絡線的過程，故通過齒輪范成儀來實現(xiàn)毛坯與刀具之間的形成過程。為了保證毛坯與齒條刀具的固定速比的傳動，也就要求毛坯的（即轉動的齒輪圓盤）分度圓與齒條刀具的節(jié)線相切、齒條刀具的移動速度與毛坯分度圓的圓周速度相等。在齒條刀具上并標有范成標準齒輪時兩條對“零”的刻度線。切制標準齒輪時，應使齒條刀具的分度線（中線）與齒輪毛坯的分度圓相切，即齒條刀具準確對“零”刻度線，這就可以利用范成儀來加工一個標準齒輪的圖形。 齒輪加工示意圖切制變位齒輪時，應使齒條刀具的分度線（中線）向前或向后平行移動一段距離 xm(x為變位系數(shù)、m為加工齒輪時刀具的模數(shù))。即齒條刀具的刀頂線與變位齒輪毛坯的齒根圓相切并留下鉛筆所畫的位置。這樣可以加工一個變位齒輪的圖形。刀具的齒頂線若超出極限嚙合點N1時齒廓的齒根部位產(chǎn)生了根切，齒根已切好的漸開線齒廓被切去一部分，這種現(xiàn)象就稱為根切現(xiàn)象。為了避免根切現(xiàn)象，使齒條刀具的分度線（中線）向后（遠離齒輪毛坯中心）平行移動一段距離xm，使刀具的齒頂線不超出極限嚙合點N1就可以，作一個正變位齒輪的范成實驗。取移距值要適宜，當移距值超過一定極限時，齒頂會變尖。（一般齒頂圓的齒厚應保證在0.25m0.4m）。齒輪不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)的計算公式：xmin=(zmin-z)ha*zmin.。所以，只需將齒條刀具平行向齒輪毛坯齒頂部移動距離不小于xminm，這樣加工出來的變位齒輪可避免根切現(xiàn)象。五、訓練步驟1根據(jù)已知的刀具基本參數(shù)a、m、ha*、C* 和被加工齒輪的分度圓直徑，計算出被加工的標準齒輪的齒數(shù)、基園、齒根圓及齒頂圓的直徑。2擰下范成儀齒輪上的壓板，將毛坯圖紙的中心與范成儀的中心重合，然后將壓板擰緊。3調(diào)節(jié)刀具的中線，使與被加工齒輪的分度圓相切（或調(diào)節(jié)刀具的齒頂線，使與毛坯的齒根圓相切），此時，刀具處在切制標準齒輪的位置上。4開始“切制”齒廓時，即將所有的準備工作都做好了，此時將齒條刀和毛坯作純滾動的移動到一端，然后向另一端走刀（移動），移動的距離不要太大，太大了會使?jié)u開線出現(xiàn)不圓滑，造成產(chǎn)品報廢現(xiàn)象，標準移動距離為不使?jié)u開線出現(xiàn)毛刺為宜。當移動了一個不大的距離使齒條刀刃切入毛坯齒頂圓時，用削尖的鉛筆描下刀具刀刃的位置，直到形成兩個完整的輪齒齒廓，刀具走到另一端不能再走為止。5用標準漸開線齒廓檢驗所繪得的漸開線齒廓，觀察有無根切現(xiàn)象。如有根切，分析其原因。觀察刀具的齒頂線是否超過極限嚙合點N，若超過了，就會產(chǎn)生根切。6計算正變位齒輪的基園，齒根圓及齒頂圓的直徑；重新調(diào)整刀具，使刀具離開毛坯的分度圓，即向毛坯的齒頂部移動一段距離xminm， 這時刀具的齒頂線與變位齒輪的根圓相切。按2、4步驟切制變位齒輪的輪齒齒廓。7全部加工完時，取下圖紙，觀察標準齒廓與變位齒廓有什么異同點并按要求寫出實驗報告。實驗三 動平衡實驗一實驗目的1鞏固和驗證剛性回轉件動平衡理論與方法；2掌握動平衡實驗臺的工作原理和操作方法；3掌握平衡精度的基本概念二設備和工具1通用電測回轉件動平衡機。2普通天平和平衡質(zhì)量（橡皮泥）。三實驗要求每2-3人一組，每人完成一份實驗報告。四實驗原理及方法質(zhì)量分布不在同一回轉達面內(nèi)的回轉構件，其不平衡都可以認為是在兩個任選回轉面內(nèi)，由矢量半徑分別為 ro和 ro的兩個不平衡質(zhì)量mo和m產(chǎn)生。因此只需針對mo和mo進行平衡就可以達到回轉構件動平衡的目的。本實驗就是使用通用電測回轉件動平衡機，分別測定所選平衡校正面內(nèi)相應的不平衡質(zhì)徑積moro和moro的大小和相位，并加以校正，最后達一所要求的平衡。圖1如圖1所示動平衡機主要由機架、轉子、驅動機構和測量系統(tǒng)四部分組成。轉子通過一對彈性構件懸掛或支撐在機架上，能在垂直于試件轉動軸線的水平方向自由擺動。實驗時轉子通過聯(lián)軸器，傳動帶由電動機驅動作自由轉動。轉子的不平衡質(zhì)徑所產(chǎn)生的離心慣性力迫使試件架往復擺動。傳感器直接安裝在試件架上。當轉子往復擺動時，傳感器就輸出一周期信號，此信號送入測量系統(tǒng)進行測量。 相 位 轉 速 顯 示 A O電 表X2 重 輕 轉速 相位X1 X3 左 右衰 減 器 圖2：電器控制操縱面板 五動平衡機實驗步驟：1打開電源，啟動電機，使轉子回轉。2將輸入“衰減器”開關指向X1檔，若電表超過滿刻度，則將開關順次轉向高衰減檔位，以減弱信號輸入。3“左、右”開關指向右，即接通了支架右端傳感器，此電表讀示右端不平衡。如果開關指向左，即接通了轉子左端傳感器，此時電表讀數(shù)表示左端的不平衡值。4“重、輕” ： 開關指向重，表示相位角度指示處要加配重，開關指向輕，表示相位角度指示處要減少重量。5“轉速、相位”開關，指向轉速，表示“相位轉速顯示”是顯示轉速；若本開關轉向相位，表示“相位轉速顯示”是相位。6“電表”的讀數(shù)反映了要加減平衡配重的相對大小。7停機，分別在“相位轉速顯示”的相位處加（減）平衡配重。8再啟動動平衡機，若所對應的端面的電表讀數(shù)都減小，但沒有達到預定要求，說明所加平衡配重不夠。這樣重復幾次，直要達到預定的要求，此時平衡結束。實驗四 速度波動調(diào)節(jié)實驗一實驗目的：1通過機械系統(tǒng)動力學調(diào)速實驗，觀察機械的周期性波動現(xiàn)象，并掌握利用飛輪進行速度波動調(diào)節(jié)的原理和方法；2通過利用傳感器、工控機等先進的實驗技術手段進行實驗操作，訓練掌握現(xiàn)代化的實驗測試手段和方法，增強工程實踐能力；3通過進行實驗結果與理論數(shù)據(jù)的比較，分析誤差產(chǎn)生的原因增強工程意識，樹立正確的設計理念。二實驗要求每2-3人一組，每人完成一份實驗報告。三實驗臺使用說明：1基本參數(shù) 被測機構為曲柄滑動機構，如圖1所示： B n 1 A e C 圖1 曲柄滑塊機構各桿長度：曲柄LAB=50mm; 連桿LBC=180mm, 曲柄轉速n1=1325r/min已知生產(chǎn)阻力為拉伸彈簧，當拉伸長度L時的拉伸阻力F為：L=5mm, F=0kg； L=10mm, F=5kg； L=15mm，F(xiàn)=15kg。2實驗內(nèi)容( 1 ) 曲柄的真實運動仿真：通過數(shù)模計算得出真實運動規(guī)律，作出曲柄等效驅動力矩線圖、等效阻力矩線圖，角速度線圖和角加速度線圖；進行速度波動調(diào)節(jié)計算，得出最大盈虧功Wmax和速度不均勻系數(shù)的值。( 2 ) 曲柄真實運動的實測： 通過曲柄上的角位移傳感器和A/D轉換器進行采集、轉換和處理，并輸入計算機顯示出實測的曲柄角速度線圖和角加速度線圖；與理論角速度線圖和角加速度線圖分析比較使學生了解機構結構對曲柄速度波動的影響。( 3 ) 分別不裝飛輪、在曲柄軸上裝大飛輪或小飛輪，觀察并比較它們的系統(tǒng)運轉的不均勻性。三實驗原理和方法作用在機械上的驅動力矩和阻力矩是主動件轉角的周期性函數(shù)。且在等效驅動力矩和等效阻力矩及等效轉動慣量變化的公共周期（這里均為360o），驅動功=阻抗功時，在穩(wěn)定轉動期間主動件的速度（角速度）波動值按周期性波動，其運轉不均勻程度，用運轉速度不均勻系數(shù)表示，其大小為： = max - min m max 周期中最大角速度； min 周期中最小角速度；m 平均角速度： =（max+min）/2。所謂機器運轉周期性速度波動的調(diào)節(jié)，其目的就在于減小速度波動，使其達到機器工作所允許的程度；或者說，減小機器運轉速度不均勻系數(shù)使其不超過許用值。周期性速度波動的調(diào)節(jié)方法，是在機器中安裝一個具有很大轉動慣量的構件即所謂飛輪，其調(diào)速原理簡述如下：在一個周期中最大動能Emax與最小動能Emax之差稱為最大盈虧功，以 W 示之，即： W = Emax Emin =（1/2）（JO+JF）（max2 - min2）JO 忽略等效轉動慣量中的變量部分機械的等效轉動慣量；JF 飛輪等效轉動慣量。 = W m2( jo + Jf ) 因此，當機器等效力矩已給定時，最大盈虧功是一確定值。欲減小max min的值，可增大等效轉動慣量JO或增大m。機器做好后JO是一個確定值，故在機器中外加一個轉動慣量為JF的飛輪，即可減小max min，來達到調(diào)速的目的四實驗步驟：1打開計算機，單擊“速度波動調(diào)節(jié)”圖標，進入速度波動調(diào)節(jié)試驗臺軟件系統(tǒng)的封面。單擊左鍵，進入曲柄滑塊機構原始參數(shù)輸入界面。2啟動實驗臺電動機，待曲柄滑塊機構運轉平穩(wěn)后，測定電動機的功率，填入?yún)?shù)輸入界面的對應參數(shù)框內(nèi)。3在曲柄滑塊機構原始參數(shù)輸入界面左下方單擊“進入實驗”鍵，進入曲柄滑塊機構的曲柄運動仿真與測試分析界面?！八俣葘崪y”，進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，顯示曲柄實測的角速度，角加速度曲線圖。 圖 24在曲柄滑塊的曲柄運動仿真與測試分析界面的左下方單擊“等效力矩”鍵，等效力矩鍵變?yōu)椤八俣确抡妗?，動態(tài)顯示曲柄滑塊機構即時位置和曲柄動態(tài)的等效驅動力矩、等效阻力矩線圖，單擊“速度仿真”鍵“速度仿真”鍵變?yōu)椤暗刃Я亍?，動態(tài)顯示曲柄滑塊機構即時位置和曲柄動態(tài)的角速度、角加速度曲線圖。單擊“速度實測”，進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，顯示曲柄實測的角速度，角加速度曲線圖。5如果要打印仿真等效驅動力矩線圖、等效阻力矩線圖，角速度、角加速度線圖和實測的角速度、角加速度曲線圖，在曲柄滑塊機構的曲柄運動仿真與測試分析界面下方，單擊“打印”鍵，打印機自動打印。6在曲柄軸上加上大飛輪進行測試；記錄實驗測試運動曲線；7將大飛輪卸下加上小飛輪；記錄實驗測試運動曲線；8不加飛輪測試；記錄實驗測試運動曲線。五問題討論1分析大飛輪與小飛輪調(diào)速后傳動平穩(wěn)性的影響？哪一種好？為什么？2飛輪調(diào)速方法適用于那類機構？3平均轉速提高后，速度不均勻系數(shù)怎樣變化？六軟件操作說明（ 曲柄滑塊機構參數(shù)輸入界面說明）1 曲柄滑塊機構原始參數(shù)說明A 曲柄原始參數(shù)曲柄AB的長度：LAB = 0.05 m； 曲柄質(zhì)心S1到A點距離：LAS1= 0.025m；平衡塊的轉動慣量： JP = 0.00674kgm2；飛輪1的轉動慣量： JF = 0.00657kgm2 ；(未加飛輪)飛輪2的轉動慣量： JF = 0.00814 kgm2 ；(加小飛輪)飛輪3的轉動慣量： JF = 0.01336 kgm2 ；(加大飛輪)曲柄AB的質(zhì)量(不包括MP1)： M1 = 0.253kg；曲柄AB繞質(zhì)心S1的轉動慣量(不包括) ：JS1 = 0.000142kgm2。B 連桿原始參數(shù)連桿BC的長度： LBC = 0.18 m； 連桿質(zhì)心S2到B點距離：LBS2 =0.045 m；連桿BC的質(zhì)量M2=0.579kg； 連桿繞質(zhì)心S2的轉動慣量JS1= 0.00081kgm2。C 滑塊原始參數(shù) 滑塊質(zhì)量： M3 = 0.335 kg； 偏距值(上為正) ：e = - 0.02m。D 彈簧原始參數(shù)彈簧剛度值：K = 1100 N/m； 彈簧初壓值：L = 0.01m。E 動力原始參數(shù)： 電動機（曲柄）的功率P：可調(diào)090；電動機（曲柄）的特性系數(shù)： G = 9.72rpm/Nm；許用速度不均勻系數(shù)：按機械要求選??；仿真計算步長D：按計算精度選取。2功能鍵說明：進入實驗：單擊此鍵，進入曲柄運動仿真與測試分析界面；如要打印仿真等效力矩線圖，等效阻力矩線圖、角速度、角加速度線圖和實測角速度、角加速度線圖，在曲柄滑塊機構的曲柄運動仿真與測試界面的下方單擊“打印”。關閉音樂：單擊此鍵，音樂關閉，同時關閉音樂變?yōu)榇蜷_音樂；說 明：單擊此鍵，彈出曲柄滑塊機構原始參數(shù)以及界面操作說明框；返 回：單擊此鍵，返回主界面；退 出：單擊此鍵，結束程序的運行，返回WINDOWS界面。實驗五 機構創(chuàng)意組合實驗一、實驗目的1加深學生對平面機構的組成原理認識，進一步了解機構組成及運動特性；2訓練學生的工程實踐動手能力。培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。二、實驗設備及工具1、ZBSC平面機構創(chuàng)意組合分析測試實驗臺附件：齒輪、齒條、槽輪、凸輪、轉動軸、連桿、各種連接組合零部件等。2、裝拆工具：十字起子、活動板手、內(nèi)六角板手、鋼板尺、卷尺等。3（自備）草稿紙、筆、繪圖工具等三、實驗要求1每2-3人一組，每一組實驗前擬一份機構運動設計方案，實驗后提交新設計方案；2完成實驗后各組將機械零部件“物還原位”，老師驗收后方可離去；3每人完成一份實驗報告。四、實驗原理及方法根據(jù)平面機構的組成原理：任何平面機構都可以由若干個基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上而構成，故可通過選定的機構類型，拼裝該機構并進行分析。五實驗內(nèi)容1自行到實驗室熟悉本實驗中的實驗裝置，各種零部件、裝拆工具的功用。了解機構的拼接方法，擬訂自己的機構運動方案的拼接步驟；2自擬或課本提供的機構運動方案做為拼接對象；3拼接機構，將各基本桿組按運動傳遞規(guī)律順序拼接到原動件和機架上。4、繪制運動簡圖，分析所拼接的平面機構5根據(jù)平面機構的組成的原理，利用常用的零部件拼接調(diào)整，設計一種具有新型的帶發(fā)明創(chuàng)造性的組合機構。每一組提交一份機構創(chuàng)新設計方案。6最后把組合機構安裝在實驗平臺上，進行測試分析、運動分析、實驗結果分析、擬定這次實驗的步驟，并寫出實驗報告。實驗六 平面機構創(chuàng)新設計及運動測試分析實驗一、實驗目的1加深學生對平面機構的組成原理認識，進一步了解機構組成及運動特性；2訓練學生的工程實踐動手能力。培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計的能力。二、實驗設備及工具1、ZBSC平面機構創(chuàng)意組合分析測試實驗臺附件：齒輪、齒條、槽輪、凸輪、轉動軸、連桿、各種連接組合零部件等。2、裝拆工具：十字起子、活動板手、內(nèi)六角板手、鋼板尺、卷尺等。3（自備）草稿紙、筆、繪圖工具等三、實驗要求1每2-3人一組，每一組實驗前擬一份機構運動設計方案，實驗后提交新設計方案；2完成實驗后各組將機械零部件“物還原位”，老師驗收后方可離去；3每人完成一份實驗報告。四、實驗原理及方法根據(jù)平面機構的組成原理：任何平面機構都可以由若干個基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上而構成，故可通過選定的機構類型，拼裝該機構并進行分析。五實驗內(nèi)容1自行到實驗室熟悉本實驗中的實驗裝置，各種零部件、裝拆工具的功用。了解機構的拼接方法，擬訂自己的機構運動方案的拼接步驟；2自擬或課本提供的機構運動方案做為拼接對象；3拼接機構，將各基本桿組按運動傳遞規(guī)律順序拼接到原動件和機架上。4、繪制運動簡圖，分析所拼接的平面機構5根據(jù)平面機構的組成的原理，利用常用的零部件拼接調(diào)整，設計一種具有新型的帶發(fā)明創(chuàng)造性的組合機構。每一組提交一份機構創(chuàng)新設計方案。6最后把組合機構安裝在實驗平臺上，進行測試分析、運動分析、實驗結果分析、擬定這次實驗的步驟，并寫出實驗報告。實驗七 平面機構設計及運動仿真分析實驗一、實驗目的1以機構及系統(tǒng)設計為主線，以機構系統(tǒng)運動方案設計為重點，培養(yǎng)學掌握機構運動參數(shù)測試的原理和方法。掌握利用運動學、動力學測試結果，重新調(diào)整、設計機構的原理和方法，從而培養(yǎng)學生設計、創(chuàng)新能力。2 通過本系統(tǒng)的實驗，使學生深入了解機構結構參數(shù)及幾何參數(shù)對機構運動及動力性能的影響，從而對機構運動學和動力學（機構平衡、機構真實運動規(guī)律，速度波動調(diào)節(jié)）有一個完整的認識。3 實現(xiàn)計算機多媒體交互式教學方式，使學生在計算機多媒體教學課件的指導下，獨立自主地進行實驗內(nèi)容的選擇實驗臺操作及虛擬仿真，培養(yǎng)學生綜合分析能力及獨立解決工程實際問題的能力，了解現(xiàn)代實驗設計、現(xiàn)代測試手段。二、實驗設備及工具 實驗臺共由三種基本機構組成：四桿機構、曲柄滑塊機構和平面凸輪機構。這些機構的參數(shù)均可變化，以達到機構設計的目的。 三、實驗要求1每2-3人一組，每一組實驗前擬一份預習報告；2完成實驗后，每人完成一份實驗報告。四、實驗原理及方法實驗臺由電機、傳動機構、檢測傳感口組成，檢測傳感口包括光珊角位移傳感口及直線位移傳感口，每臺實驗臺配有檢測系統(tǒng)一套，分析仿真軟件一套，可顯示運動軌入構運動軌出的構件的運動變化曲線（速度、位移、加速度）及仿真曲線。五、實驗內(nèi)容：1、 四桿機構設計及運動檢測仿真與分析。2、 曲柄滑塊機構設計及運動檢測仿真與分析。3、 基本平面凸輪輪廓設計及運動檢測仿真與分析。實驗八 螺栓聯(lián)接靜動態(tài)實驗一實驗目的1了解螺栓聯(lián)接在擰緊過程中各部分的受力情況。2計算螺栓相對剛度，并繪制螺栓聯(lián)接的受力變形圖。3驗證受軸向工作載荷時，預緊螺栓聯(lián)接的變形規(guī)律。4通過螺栓動載實驗，改變螺栓聯(lián)接的相對剛度，觀察螺栓動應力幅值的變化，以驗證提高螺栓聯(lián)強度的各項措施。二實驗設備及工具1LZS螺栓聯(lián)接綜合實驗臺一臺，2LSD1A靜動態(tài)測量儀一臺，計算機及專用軟件等實驗設備及儀器。3記錄紙、筆等三實驗內(nèi)容與要求 1完成基本螺栓聯(lián)接靜動態(tài)實驗、增加螺栓剛度時的靜動態(tài)實驗、增加被聯(lián)接件剛度時的靜動態(tài)實驗、改用彈性墊片時的靜動態(tài)實驗等內(nèi)容實驗；2作好實驗數(shù)據(jù)記錄，仔細觀察實驗過程中發(fā)生的各種現(xiàn)象和數(shù)據(jù)變化；3遵守實驗操作規(guī)程，切記接線、開啟電源時要注意安全；4每2-3人一組，每人一份實驗報告。四螺栓聯(lián)接實驗臺的結構與工作原理（如圖1所示）1聯(lián)接部分包括M16空心螺栓、大螺母、墊片組成?？招穆菟ㄙN有測拉力扭矩兩組變應片，分別測量螺栓在擰緊時，所受的預拉力和扭矩?？招穆菟ǖ膬?nèi)孔中裝有M8螺栓，擰緊或松開其上的手柄，即可改變空心螺栓的實際受載面積，以達到改變聯(lián)接件剛度的目的。墊片組由剛性和彈性兩種墊片組成。2被聯(lián)接件部分由上板、下板和八角環(huán)組成，八角環(huán)上貼有應變片，測量被聯(lián)接件受力大小，中部有錐形孔，插入或拔出錐塞即改變八角環(huán)受力，以改變被聯(lián)接件系統(tǒng)的剛度。3加載部分由蝸輪、蝸桿、挺桿和彈簧組成，挺桿上貼有應變片，用以測量所加工作載荷 的大小，蝸桿一端與電機相聯(lián)，另一端裝有手輪，啟動電機或轉動手輪，使挺桿上升或下降，以達到加載、卸載的目的。五實驗步驟及方法（一） 實驗臺及儀器的預調(diào)與連接：1實驗臺：取出八角環(huán)上兩錐塞，松開空心螺栓上M8小螺桿，裝上剛性墊付片，轉動手輪使挺桿降下，處于卸載位置。將兩塊千分表分別安裝在表架上，使表頭分別與上板面（靠外側）和螺栓頂面接觸，用以測量聯(lián)接件（螺栓）和被聯(lián)接件的變形量。手擰大螺母至恰好與墊片接觸。（預緊初始值）螺栓不應有松動的感覺，分別將兩千分表調(diào)零。圖12測量儀：配套的4根輸出線的插頭將各點插座連接好，各測點布置：電機側八角環(huán)上方為螺栓拉力，下方為螺栓扭力。手輪側八角環(huán)上方為八角環(huán)壓力，下方為挺桿壓力。然后將各測點輸出線分別接于測量儀背面1、2、3、4通道的A、B、C接線端子上。注意黃色地線接B端子（中點）。3計算機：用配套的串口數(shù)據(jù)線接儀器背面的9芯插座，另一端接計算機上的A/D板接口。啟動計算機，按軟件使用和說明書要求和步驟操作進入實驗臺靜態(tài)螺栓實驗界面后。單擊空調(diào)零鍵后對“應變測量值”框中的數(shù)據(jù)清零，如串口數(shù)據(jù)聯(lián)接無誤，則該輸入框中會有數(shù)據(jù)顯示并跳動。4調(diào)節(jié)靜動態(tài)測量儀：通過測量儀上的選擇開關，分別切換至各對應點，調(diào)節(jié)對應的“電阻平衡”電位器，使數(shù)碼管為“0”，進行測點的電阻平衡。（二）實驗方法與步驟：1、螺栓聯(lián)接靜態(tài)實驗：用扭力矩扳手預緊被試螺栓，當板手力矩為3040N時，取下板手，完成螺栓預緊。進入靜態(tài)螺栓界面，將附錄表中給定的標定系數(shù)由鍵盤輸入到相應的“參數(shù)給定”框中。將千分表測量的螺栓拉變形和八角環(huán)壓變形值輸入到相應的“千分表值輸入”框中。單擊“預緊測試”鍵，對預緊的數(shù)據(jù)進行采集和處理。用手將實驗臺上的手輪逆時鐘（面對手輪）旋轉，使挺桿上升到一定高度，對螺栓軸向加載，加載高度16mm。高度值可通過塞入16mm的測量棒確定，然后將千分表測到的變形值再次輸入到相應的“千分表值輸入”框中。單擊“加載測試鍵”，進行軸向加載的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；單擊“實測曲線”鍵，做出螺栓聯(lián)接對受力和變形的實測綜合變形圖；單擊“理論曲線”鍵，做出螺栓聯(lián)接對受力和變形的理論曲線圖形； 單擊“打印”鍵，打印實測曲線圖形和理論曲線圖形；完成上述操作后，靜態(tài)螺栓實驗結束，單擊“返回”鍵可返回主界面。2、螺栓聯(lián)接動態(tài)實驗 螺栓聯(lián)的靜態(tài)實驗結束返回主界面后，單擊動態(tài)螺栓鍵，進入動態(tài)螺栓實驗界面； 重復靜態(tài)實驗方法與步驟中的34步； 取下實驗臺右側手輪開啟實驗臺電動機開關，單擊“動態(tài)測試”鍵，使電動機運轉30秒左右。進行動態(tài)加載工況的采集和處理； 單擊“測試曲線”鍵，做出工作載荷變化時螺栓拉力和八角環(huán)壓力變化的實際波形圖；單擊“理論曲線”鍵，做出工作載荷變化時螺栓拉力和八角環(huán)壓力及工作載荷變化的理論波形圖； 單擊“打印”鍵，打印實測波形圖和理論波形圖； 完成上述操作后，動態(tài)螺栓聯(lián)接實驗結束。3實驗完畢，關好電源，清理好儀器和實驗臺。4分析實驗結果，完成實驗報告。（三）注意事項 1電機的接線必須正確，電機的旋轉方向為逆時鐘（面向手輪正面）；2進行動態(tài)實驗開啟電機電源開關前，必須先把手輪卸下來，避免電機轉動時發(fā)生安全事故，并可減少實驗臺振動和噪聲；實驗九 螺旋傳動效率實驗一實驗目的螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉運動傳變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。LXL1型螺旋傳動實驗臺采用滑動螺旋傳動方式，通過LXL控制相實現(xiàn)螺紋在一定負載下正反運轉，并選配不同參數(shù)的矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒螺紋等廣泛應用的傳動螺紋類型，運用現(xiàn)代測試手段和自行開發(fā)的測試軟件，計算與實測相結合而獲得給定螺紋參數(shù)和螺紋類型的傳動效率，并繪制效率曲線圖。二實驗設備及配件（一）實驗臺系統(tǒng)結構實驗臺傳動系統(tǒng)結構圖如下所示： 1-行程開關 2-螺旋工作副 3-支承座 4-轉矩轉速傳感器 5-聯(lián)軸器 6-減速器 7-直流電機 8-底座（二）實驗臺技術指標1 驅動電機：92瓦直流電機驅動，通過調(diào)速電路實現(xiàn)額定轉速范圍內(nèi)無級調(diào)速，調(diào)速范圍：01500轉/分；2 螺紋參數(shù)：螺距P=3、4、6；公稱直徑=30，制造精度8級；3 測量精度3%；（三）LXL控制箱操作使用說明控制箱是整個系統(tǒng)的控制中心，它向直流電機、傳感器、行程開關等元器件輸送不同的電壓。為避免接線錯誤而導致使用故障，在線路連接接頭設計上，插口與插頭一一對應，互不相同。操作步驟： 1按后面板各插口連接電源線及信號線路； 2接通前面板總電源開關； 3按下前面板啟動按鈕； 4順時針旋轉調(diào)速旋鈕，逐步調(diào)節(jié)運行速度。（四）工作機構裝拆方法實驗臺每臺配備3套類型相同而螺距不同（螺距P=3、4、6）的螺桿，測完一套，則更換另一套。通過測得三套數(shù)據(jù)繪制成曲線。實驗過程中，螺紋裝拆步驟是：1斷開電源；2松開左、右支承座前后止動螺釘；3卸下載荷（砝碼）后，松開蝴蝶螺母并從絲桿母上卸下固定螺桿；4用手轉動聯(lián)軸器，使十字聯(lián)軸器槽口垂直朝上，整體取出螺旋機構；4 更換螺旋機構。三、實驗程序（一）螺旋傳動效率實驗原理螺紋傳動效率是隨升角增加、當量摩擦角減小而減小。具體計算方法是：運動方向與負載方向相反其中：升角 當量摩擦角 n螺紋線數(shù) p當量摩擦角 d2螺紋中徑f螺紋副摩擦系數(shù)； 螺紋牙斜角運動方向與負載方向相同2測試原理及數(shù)據(jù)處理通過扭矩轉速傳感器適時采集扭矩M和轉速n，每次采集五組取平均值，實測效率的計算按如下公式：運動方向與負載方向相反運動方向與負載方向相同 其中： F軸向負荷 （二）測試指導軟件系統(tǒng)操作使用說明1輸入?yún)?shù)；2輸入測量值框螺桿軸向負荷（每個砝碼5KG）；3點擊 理論曲線；4卸去載荷；點擊空載測試；5加載后，點擊加載測試。注意觀擦數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，并連測4次，獲得被測螺紋效率，且構成實測曲線中的一個點；6更換另外兩種同類型不同螺距的螺紋，按以上步驟測試，獲得實測曲線上另外兩個點；7點擊繪制曲線，程序按測得的三點繪制給定類型不同升角的效率曲線。（三）實驗臺使用過程中的安全、維護及注意事項為避免實驗過程中因使用、維護不當，而產(chǎn)生意外事故或安全事故，實驗前務必做好以下安全維護工作：1行程開關工作狀態(tài)檢查：（1）檢查方法：螺桿轉動使螺母作直線滑動，由于滑動距離的限制，螺桿必須在極限位置時反轉。電機正反轉是通過一對行程開關來控制的，因此行程開關不能失靈。檢查辦法是：接通控制箱，螺旋裝置工作，用手按下行程開關（行程開關電壓24伏）25秒，觀察電機是否反轉（為避免反轉啟動過快而燒壞電機，啟動間隔時間設定為25秒）。（2）故障排除方法：檢查行程開關接線是否松動；檢查行程開關是否通電（必要時還需檢查電壓）；行程開關是否損壞（行程開關故障率為1/1000000）。2加載鋼絲鍋工作狀態(tài)檢查螺旋傳動工作負荷是由砝碼組重量通過鋼絲繩施加于螺母而產(chǎn)生的，每個砝碼重5KG，工作負荷要求10KG（即兩個砝碼）。為避免鋼絲因磨損而拉斷，實驗教師應定期更換鋼絲繩，以免砸傷學生。3LXL控制箱工作狀態(tài)檢查LXL控制箱是整個實驗臺的供電系統(tǒng)，其功能是變壓、調(diào)速、定時以及電機正反轉控制，工作過程中要留心控制箱前面板電流、電壓表讀數(shù)是否穩(wěn)定和過載，表讀數(shù)較不穩(wěn)定時，要予以檢查。4潤滑狀態(tài)檢查定期給減速器、被測螺旋副加潤滑油。（四）打印曲線，進行結果分析實驗十 帶傳動實驗一、實驗目的：1、 觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象2、 觀察帶傳動初拉力對傳動能力的影響3、 測繪滑動曲線和效率曲線二、實驗臺簡介及工作原理圖1 主要結構及工作原理本實驗臺的電動機為直流無級調(diào)速，采用先進的調(diào)速電路，測速方式為紅外線光電測速，皮帶輪轉速和扭矩可直接在面板上準確讀取讀取，也可輸入到計算機中進行測試分析。實驗臺有一主動電機5作驅動使用，它固定在一個以水平方向移動的滑動底板1上，與從動電機8用一根平皮帶6連接，在與滑動底板1相連的法碼架上加上法碼2作為預緊力，即可拉緊皮帶6。從動電機8作發(fā)電機使用，其電樞繞組兩端接上燈泡9作為負載。當工作運轉時，電機定子未固定可轉動，其外殼上裝有測力桿4，支點壓在壓力傳感器3上，通過控制電路可得到電動機和發(fā)電機的轉矩，其數(shù)值可在面板11上各自的數(shù)碼管上顯示。兩電機后端裝有光電測速裝置7和測速轉盤，所測轉速可在面板11上各自的數(shù)碼管上顯示。同樣，所測得的轉矩和轉速也可輸送到計算機、打印機，將數(shù)據(jù)和變化曲線打印出來，提供分析。三、實驗內(nèi)容與要求1皮帶傳動滑動曲線和效率曲線的測量繪制：2觀察和分析帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象及其對傳動效率的影響。3每2-3人一組，每人一份實驗報告。四、實驗步驟：1、 打開計算機，單擊“皮帶傳動”圖標，進入皮帶傳動的封面，單擊左鍵進入皮帶傳動實驗說明界面。2、 在皮帶傳動實驗說明界面下單擊“實驗”鍵，進入皮帶傳動實驗分析界面。3、 啟動實驗臺的電動機，待皮帶傳動運轉平穩(wěn)后，可進行皮帶傳動實驗。4、 單擊“穩(wěn)定測試”鍵，穩(wěn)定記錄實時顯示的皮帶傳動實測結果；單擊“實測曲線”鍵，顯示皮帶傳動滑動曲線和效率曲線。5、 如果要打印皮帶傳動滑動曲線和效率曲線。在該界面下方單擊打印鍵，打印機自動打印出皮帶傳動滑動曲線和效率曲線。6、 如果實驗結束，單擊退出，返回window界面。五、實驗操作注意事項1、 通電前準備 a、b、c請查原稿。2、 通電后，電動機和發(fā)電機轉速顯示的四位數(shù)碼管亮。3、 調(diào)節(jié)調(diào)旋鈕，使電動機和發(fā)電機有一定轉速，測速電路可同時測出它們的轉速。4、 此后即可按實驗指導書的要求操作。實驗十一 液體動壓軸承實驗一、 實驗目的：1觀察滑動軸承在啟動過程中的摩擦現(xiàn)象，加深對形成液體動壓條件的理解； 2了解滑動軸承動壓油膜的形成過程與現(xiàn)象；3了解摩擦系數(shù)、轉速、力的測量方法；測定液體動壓軸承摩擦特性曲線，了解滑動軸承摩擦特性，考察影響摩擦系數(shù)的因素。二 、實驗要求:1繪出滑動軸承在一定轉速下的徑向油壓分布曲線; 求軸承的承載能力；2繪出滑動軸承的確摩擦特性曲線；三、實驗原理：我們知道動壓油膜形成有三個條件，即： 兩工作表面必須有鍥形間隙； 兩工作表面必須有相對滑動速度（相對速度）其運動方向必須保證潤滑油從大截面流進，從小截面流出； 兩工作表面必須連續(xù)充滿潤滑油或其他粘性液體 。滑動軸承形成動壓油膜的過程如下圖所示。靜止時，軸承與軸頸直接接觸，如圖（a）徑向間隙使軸承與軸頸配合面之間形成鍥形間隙，其間充滿潤滑油。由于潤滑油具有粘性和附著于金屬表面的特性，因而當軸頸回轉時，依靠附著在軸上的油層帶動潤滑油擠入鍥形間隙。因為通過間隙的油量不變 （流體連續(xù)條件），而間隙的截面逐漸變小，所以油層中必然產(chǎn)生液體動壓力，它力圖鍥開配合面以支撐外載荷。當各種參數(shù)協(xié)調(diào)時，液體動壓力能使軸中心與軸瓦中心有一偏距 。最小油膜度hmin 在軸頸與軸承中心連線上。液體動壓力的分布如圖(c)所示。當軸剛啟動的前一瞬間，軸與軸瓦直接接觸，它們之間的摩擦為干性摩擦，摩擦系數(shù)f比較大；隨著軸的轉動，液體油被帶進鍥形，此時軸與軸瓦之間的摩擦為半干摩擦，摩擦系數(shù)f相對減??；隨著液體油被大量帶進軸與軸瓦間，此時油把軸與軸瓦分