機(jī)械09級(jí)《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》

PAGEPAGE12實(shí)驗(yàn)一機(jī)械零件認(rèn)知與分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．初步了解《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程所研究的各種常用零件的結(jié)構(gòu)、類型、特點(diǎn)及應(yīng)用。2．了解各種機(jī)械零件的基本構(gòu)造、制造原理及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。3．了解各種機(jī)械零件的特點(diǎn)及實(shí)際使用情況。4．增強(qiáng)對(duì)各種零部的結(jié)構(gòu)及機(jī)器的感性認(rèn)識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)方法學(xué)生們通過對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)及“機(jī)械零件陳列柜”中的各種零件的展示，實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的介紹，答疑及同學(xué)的觀察去認(rèn)識(shí)機(jī)器常用的基本零件，使理論與實(shí)際對(duì)應(yīng)起來，從而增強(qiáng)同學(xué)對(duì)機(jī)械零件的感性認(rèn)識(shí)。并通過展示的機(jī)械設(shè)備、機(jī)器模型等，使學(xué)生們清楚知道機(jī)器的基本組成要素——機(jī)械零件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接是利用螺紋零件工作的，主要用作緊固零件?；疽笫潜ＷC聯(lián)接強(qiáng)度及聯(lián)接可靠性，同學(xué)們應(yīng)了解如下內(nèi)容：1．螺紋的種類；2．螺紋聯(lián)接的基本類型；3．螺紋聯(lián)接的防松；4．提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施。（二）標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接零件標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接零件一般是由專業(yè)企業(yè)按國標(biāo)（GB）成批生產(chǎn)，供應(yīng)市場的零件。這類零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生們要能區(qū)分螺栓與螺釘；能了解各種標(biāo)準(zhǔn)化零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用情況；了解各類零件有那些標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，以提高學(xué)生們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)。1．螺栓；2．螺釘；3．螺母；4．墊圈；5．擋圈。（三）鍵、花鍵及銷聯(lián)接1．鍵聯(lián)接；2．花鍵聯(lián)接；3．銷聯(lián)接；以上幾種聯(lián)接，通過展柜的參觀同學(xué)們要仔細(xì)觀察其結(jié)構(gòu)，使用場合，并能分清和認(rèn)識(shí)以上各類零件。（四）機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)有螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒傳動(dòng)及蝸桿傳動(dòng)等。各種傳動(dòng)都有不同的特點(diǎn)和使用范圍，在這里主要通過實(shí)物觀察，增加同學(xué)們對(duì)各種機(jī)械傳動(dòng)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，為今后理論學(xué)習(xí)及課程設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。1．螺旋傳動(dòng)：螺旋傳動(dòng)是利用螺紋零件工作的，作為傳動(dòng)件要求保證螺旋副的傳動(dòng)精度，效率和磨損壽命等。其螺紋種類有矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋等。按其用途可分傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋及調(diào)整螺旋三種；按摩擦性質(zhì)不同可分為滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋及靜壓螺旋等。2.帶傳動(dòng)：是帶被張緊（預(yù)緊力）而壓在兩個(gè)帶輪上，主動(dòng)輪帶輪通過摩擦帶動(dòng)帶以后，再通過摩擦帶動(dòng)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)。它具有傳動(dòng)中心距大、結(jié)構(gòu)簡單、超載打滑（減速）等特點(diǎn)。常有平帶傳動(dòng)、V型帶傳動(dòng)，多楔帶及同步帶傳動(dòng)等。3.鏈傳動(dòng)：是由主動(dòng)鏈輪齒帶動(dòng)鏈以后，又通過鏈帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪，屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高。按用途不同可分為傳動(dòng)鏈傳動(dòng)、輸送鏈傳動(dòng)和起重鏈傳動(dòng)。4.齒輪傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，型式多、應(yīng)用廣泛。其主要特點(diǎn)是：效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定等?？勺龀砷_式、半開式及封閉式傳動(dòng)。常用的漸開線齒輪有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)錐齒齒輪傳動(dòng)、圓弧齒圓柱齒傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)嚙合方式有內(nèi)嚙合、外嚙合、齒輪與齒條嚙合等。參觀時(shí)一定要了解各種齒輪特征，主要參數(shù)的名稱及幾種失效形式的主要特征，使實(shí)驗(yàn)在真正意義上的與理論教學(xué)上產(chǎn)生互補(bǔ)作用。5.蝸桿傳動(dòng)：蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯(cuò)的夾角可為任意角，常用的為90°。根據(jù)蝸桿形狀不同，分為圓柱蝸桿傳動(dòng)，環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐面蝸桿傳動(dòng)。通過實(shí)驗(yàn)同學(xué)應(yīng)了解蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及蝸桿減速器種類和形式。（五）軸系零、部件1.軸承：軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。軸承根據(jù)摩擦性質(zhì)不同分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。軸承理論課程，將詳細(xì)講授機(jī)理、結(jié)構(gòu)、材料等，并且還有實(shí)驗(yàn)與之相配合，這次實(shí)驗(yàn)同學(xué)們主要要了解各類，各種軸承的結(jié)構(gòu)及特征，擴(kuò)大自己的眼界。2．軸：軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件(如齒輪、蝸輪等)，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按承受載荷的不同，可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類；按軸線形狀不同，可分為曲軸和直軸兩大類，直軸又可分為光軸和階梯軸。（六）彈簧彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用產(chǎn)生較大的彈性變形。在各類機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。主要應(yīng)用于：1.控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)氣缸的閥門彈簧等。2.減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振簧，及各種緩沖器用的彈簧等。3.儲(chǔ)存及輸出能量，如鐘表彈簧，槍內(nèi)彈簧等。4.測量力的大小，如測力器和彈簧秤中的彈簧等。彈簧的種類比較多，按承受的載荷不同可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧及彎曲彈簧四種；按形狀不同又可分為螺旋彈簧、環(huán)形彈簧、碟形彈簧、板簧和平面渦卷彈簧等，觀看時(shí)要看清各種彈簧的結(jié)構(gòu)、材料，并能與名稱對(duì)應(yīng)起來。（七）潤滑劑及密封1.潤滑劑：在摩擦面間加入潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護(hù)零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時(shí)還能起到散熱降溫的作用。2.密封：機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中及氣動(dòng)、液壓傳動(dòng)中需潤滑劑、氣、油潤滑、冷卻、傳力保壓等，在零件的接合面、軸的伸出端等處容易產(chǎn)生油、脂、水、氣等滲漏。為了防止這些滲漏，在這些地方常要采用一些密封的措施。但密封方法和類型很多。（八）聯(lián)軸器與離合器四、實(shí)驗(yàn)要求1、學(xué)生必須帶上課本，以便于與書本內(nèi)容進(jìn)行對(duì)照觀察。2、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須保持安靜，不得大聲喧嘩，以免影響其他同學(xué)。3、不得私自打開陳列柜，不得用手觸摸各種機(jī)械零件模型。4、服從實(shí)驗(yàn)人員的安排，認(rèn)真領(lǐng)會(huì)機(jī)械零件的構(gòu)造原理。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)每個(gè)陳列柜，分別寫出兩個(gè)模型的名稱，并說明其對(duì)應(yīng)的實(shí)物應(yīng)用情況。六、思考題1、常用螺紋聯(lián)接的方法有哪些？2、說明無鍵聯(lián)接的優(yōu)缺點(diǎn)。3、在帶傳動(dòng)中，帶張緊的方法有哪些？實(shí)驗(yàn)二帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解帶傳動(dòng)試驗(yàn)機(jī)的組成、工作原理和測試方法，觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象。2、掌握帶傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)速差、傳動(dòng)效率等參數(shù)的測定方法。3、實(shí)測出一種帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)系數(shù)、傳動(dòng)效率與傳動(dòng)帶拉力之間關(guān)系曲線。二、主要技術(shù)參數(shù)1、直流電機(jī)功率：2臺(tái)×350W2、主動(dòng)電機(jī)調(diào)速范圍：0～1000轉(zhuǎn)/分3、額定轉(zhuǎn)矩：T=1.68N·m4、實(shí)驗(yàn)臺(tái)尺寸：長×寬×高=740×600×5205、電源：220V交流三、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、機(jī)械結(jié)構(gòu)本實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分，主要有兩臺(tái)直流電機(jī)組成，其中一臺(tái)作為原動(dòng)機(jī)，另一臺(tái)則作為負(fù)載的發(fā)電機(jī)。對(duì)原動(dòng)機(jī)，由單片機(jī)調(diào)速裝置供給電動(dòng)機(jī)電樞以不同的端電壓，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。對(duì)發(fā)電機(jī)，每打開一個(gè)負(fù)載開關(guān)，即并上一個(gè)負(fù)載電阻，使發(fā)電機(jī)負(fù)載逐步增加，電樞電流增大，隨之電磁轉(zhuǎn)矩也增大，即發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的改變。兩臺(tái)電機(jī)均為壓支承，當(dāng)傳遞載荷時(shí)，作用于電機(jī)定子上的力矩T1（主動(dòng)電機(jī)力矩）、T2（從動(dòng)電機(jī)力矩）迫使壓桿作用于壓力傳感器，傳感器輸出的電信號(hào)正比于T1、T2的原始信號(hào)。原動(dòng)機(jī)的機(jī)座設(shè)計(jì)成滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，用扳手?jǐn)Q緊螺紋拉桿即可改變帶傳動(dòng)中心距，從而改變張緊力。兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在帶輪背后，由此可獲得必須的轉(zhuǎn)速信號(hào)。2、檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測系統(tǒng)框圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)配數(shù)據(jù)采集箱一只，承擔(dān)控制檢測、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)顯示等功能。通過微機(jī)接口外接PC機(jī)，這時(shí)就可自動(dòng)顯示并能打印輸出帶傳動(dòng)的滑動(dòng)曲線ε—T2及效率曲線η—T2及有關(guān)數(shù)據(jù)。3、操作部分操作部分主要集中在采集箱正面的面板，面板的布置如圖3（1-2）所示。3（1-2）所示。4、配套軟件：軟件界面操作說明如下：點(diǎn)擊該可執(zhí)行文件就會(huì)進(jìn)入測試界面（1）、實(shí)測窗體有“文件（F）”、“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（P）”、“調(diào)速（D）”、“操作（O）”、“工具（T）”和“幫助（H）”菜單。①“文件（F）”下有“新建、打開、保存、打印、退出”五個(gè)子菜單，它們分別有“新建一個(gè)文件、打開一個(gè)已保存文件和退出此測試界面的功能。②“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（P）”有“實(shí)驗(yàn)原理”，“效率滑差測試”菜單，點(diǎn)擊可以進(jìn)入相應(yīng)的窗體，通過它們來實(shí)現(xiàn)實(shí)測窗體和實(shí)驗(yàn)原理窗體之間的轉(zhuǎn)換。③“調(diào)速（D）”有“加速”、“減速”、“停機(jī)”菜單，分別具有讓電機(jī)加速、減速、停止的功能。④“操作（O）”下有“采集”、“停止采集”、“清零”、“恢復(fù)原始數(shù)據(jù)”菜單，“采集”和“停止采集”分別有采集信號(hào)和停止采集信號(hào)的功能；“清零”菜單是清除電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前壓力傳感器的初始值；“恢復(fù)原始數(shù)據(jù)”是用來測量壓力傳感器的實(shí)際值。⑤“工具（T）”下有“選項(xiàng)”子菜單，點(diǎn)擊出現(xiàn)選項(xiàng)卡，可以通過選擇“縱坐標(biāo)縮放”、“轉(zhuǎn)矩”、“轉(zhuǎn)速”、“濾波系數(shù)”對(duì)實(shí)測窗體進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置還可以選擇“幫助”菜單來獲得相關(guān)的幫助信息（2）、在菜單欄的下面有工具欄，工具欄上有很多的快捷圖標(biāo)，只要把鼠標(biāo)停留在快捷圖標(biāo)上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示它相應(yīng)的功能。通過快捷圖標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)菜單欄里的所有功能。四、實(shí)驗(yàn)操作1、選定試驗(yàn)帶（本實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供了平帶與三角帶兩種試驗(yàn)帶），并將相應(yīng)的帶輪安裝至電機(jī)上。2、將試驗(yàn)臺(tái)主動(dòng)電機(jī)與從動(dòng)電機(jī)的兩個(gè)光電傳感器與兩個(gè)測力傳感器分別接至數(shù)據(jù)采集箱背板上的數(shù)字通道與模擬通道上。同時(shí)將電機(jī)的勵(lì)磁，電樞引線分別與控制箱的相應(yīng)電源接頭相接。3、調(diào)整帶輪的距離至適當(dāng)位置，選擇實(shí)驗(yàn)張緊力。打開電源，調(diào)節(jié)控制箱面板上的調(diào)速按鈕（增加），使主動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到500～600rpm，逐一打開電燈開關(guān)，使從動(dòng)電機(jī)承擔(dān)負(fù)載。當(dāng)打開全部九個(gè)燈泡時(shí)，張緊力應(yīng)保證帶傳動(dòng)處于完全打滑或接近于完全打滑的狀態(tài)。此時(shí)的張緊力即可確定為實(shí)驗(yàn)張緊力。4、將數(shù)據(jù)采集箱串口與計(jì)算機(jī)串口相連。5、張緊力調(diào)節(jié)好后，進(jìn)入試驗(yàn)階段。（1）接通采集箱電源，調(diào)節(jié)其面板上的調(diào)速按紐（增加、減小），低速運(yùn)行系統(tǒng)，觀察其運(yùn)行情況，并作適當(dāng)調(diào)整。此時(shí)從數(shù)據(jù)采集箱面板上可采集到有關(guān)參數(shù)。按下采集箱面板上的“停機(jī)”按鈕，停止電機(jī)運(yùn)行。（2）在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)程序，出現(xiàn)測試窗體后，先后點(diǎn)擊“采集”、“清零”按鈕，此時(shí)可啟動(dòng)電機(jī)，將轉(zhuǎn)速調(diào)至500rpm。（3）打開一個(gè)負(fù)載開關(guān)，讀取參數(shù)值并記錄?；虼蜷_計(jì)算機(jī)測試界面，觀察相關(guān)參數(shù)曲線的變化情況。（4）依次增加負(fù)載，直至帶傳動(dòng)完全打滑。6、反復(fù)進(jìn)行測試，對(duì)照結(jié)果，并打印曲線。7、若不用計(jì)算機(jī)繪制曲線，可將n1、n2、M1、M2的記錄在提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格中計(jì)算滑差率ε和效率η，在坐標(biāo)紙上繪制曲線。8、關(guān)閉燈泡，關(guān)閉電源。松開調(diào)節(jié)螺栓，將帶松卸。五、注意事項(xiàng)1、若顯示數(shù)據(jù)失常，可重起一次電源即可。2、啟動(dòng)電機(jī)之前，應(yīng)關(guān)閉負(fù)載。六、思考題1、帶傳動(dòng)的效率與哪些因素有關(guān)?為什么?2、帶傳動(dòng)滑動(dòng)系數(shù)與哪些因素有關(guān)?為什么?3、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象有何區(qū)別?它們產(chǎn)生的原因是什么?實(shí)驗(yàn)三液體動(dòng)壓軸承特性實(shí)驗(yàn)一、概述本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是徑向加載的液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)，其目的是測量軸承與轉(zhuǎn)軸間隙中的油膜在圓周方向的壓力分布值，并驗(yàn)證徑向油膜壓力最大值Pmax不在外載荷Fr的垂線位置，而是在最小油膜厚度附近處。該實(shí)驗(yàn)還可以測試下列幾項(xiàng)內(nèi)容。(1)測量軸承與轉(zhuǎn)軸間隙中的油膜在軸線方向的壓力分布值，并驗(yàn)證軸向壓力分布曲線呈拋物線分布，即軸向油膜最大壓力值在軸承寬度的中間位置。(2)測量徑向液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承在不同轉(zhuǎn)速、不同載荷、不同黏度潤滑油情況下的摩擦系數(shù)f值，根據(jù)取得的一系列f值，可以做出滑動(dòng)軸承的摩擦特性曲線，進(jìn)而分析液體動(dòng)壓的形成過程，并找出非液體摩擦到液體摩擦的臨界點(diǎn)，以便確定一定載荷、一定黏度潤滑油情況下形成液體動(dòng)壓的最低轉(zhuǎn)速，或一定轉(zhuǎn)速、一定黏度潤滑油情況下保證液體動(dòng)壓狀態(tài)的最大載荷。(3)觀察液體動(dòng)壓的形成過程。在啟動(dòng)主軸時(shí)，一定要慢慢加速。因?yàn)榇藭r(shí)軸承與主軸之間沒有油膜，如果加速太快，容易燒壞軸瓦。為此，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)人為地設(shè)計(jì)了軸承保護(hù)電路，當(dāng)沒有油膜時(shí)，油膜指示燈亮，在形成油膜后，正常工作時(shí)油膜指示燈滅。根據(jù)油膜指示燈裝置，也可以觀察液體動(dòng)壓潤滑的形成過程和摩擦狀態(tài)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)觀察徑向滑動(dòng)軸承液體動(dòng)壓潤滑的形成過程和摩擦狀態(tài)。(2)測定和繪制徑向滑動(dòng)軸承周向油膜壓力分布曲線。(3)觀察徑向滑動(dòng)軸承軸向油膜壓力分布情況。(4)了解徑向滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)f的測量方法和摩擦特性曲線的繪制方法。(5)觀察載荷和轉(zhuǎn)速改變時(shí)油膜壓力的變化情況或油膜厚度。三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及工作原理1．實(shí)驗(yàn)臺(tái)的傳動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，直流電動(dòng)機(jī)1上裝有一個(gè)小帶輪，主軸4上裝有一個(gè)大帶輪，通過V帶2驅(qū)動(dòng)主軸沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由無級(jí)調(diào)速器實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速范圍為0-300r/min。在主軸大帶輪側(cè)面裝有一個(gè)紅外線測速裝置，軸的轉(zhuǎn)速由實(shí)驗(yàn)臺(tái)前面板上轉(zhuǎn)速數(shù)碼管直接讀出。2．軸承與軸間隙中油膜壓力測量裝置實(shí)驗(yàn)臺(tái)測量裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主軸的兩端分別裝有一個(gè)滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承安裝在箱體兩端的軸承座孔內(nèi)，支承主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸的下半部浸泡在潤滑油中，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以把油帶入主軸與軸承的間隙中而形成油膜。滑動(dòng)軸承的軸瓦包角180°，在軸承圓周120°范圍內(nèi)均勻分布看7個(gè)小通孔，與軸和軸承之間的間隙相通，在7個(gè)小孔中裝有空心管，當(dāng)軸與軸承間隙中的潤滑油形成一定壓力后，油可以在空心管中流動(dòng)，在空心管的端部分別裝有7塊壓力表。油壓推動(dòng)壓力表針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而測量出圓周方向7個(gè)位置的油壓分布值。裝在軸承寬度B／4處的第8塊壓力表，與前7塊結(jié)構(gòu)相同，表示軸向壓力分布值?；瑒?dòng)軸承連同軸承上裝的8塊壓力表以及測力桿一起安裝在主軸的上半部(懸浮式安裝，見圖2)。隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高，軸與軸承間隙中的油膜壓力越來越大，這時(shí)，通過裝在軸承上的8塊壓力表，可以直接觀測滑動(dòng)軸承在圓周方向和軸線方向的油膜壓力分布值，以及油膜壓力隨主軸變化的情況。3．加載裝置油膜的徑向壓力分布曲線是在一定的載荷和一定的轉(zhuǎn)速下繪制的。當(dāng)載荷改變或主軸轉(zhuǎn)速改變時(shí)所測量出的壓力值是不同的，所繪出的壓力分布曲線的形狀也是不同的。轉(zhuǎn)速的改變方法是由無級(jí)調(diào)速器實(shí)現(xiàn)，載荷的改變方法是由螺旋裝置實(shí)現(xiàn)(見圖2)。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的箱體上裝有一套螺旋裝置和一個(gè)壓力傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋桿，壓緊傳感器，力通過傳感器作用在滑動(dòng)軸承上。改變螺旋桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即可改變載荷的大小，所加載荷之值通過傳感器數(shù)字顯示，直接在實(shí)驗(yàn)臺(tái)前面板上讀出。這種加載方式的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、可靠，使用方便，載荷的大小可任意調(diào)節(jié)。但在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)之前，一定要使滑動(dòng)軸承處在零載荷狀態(tài)，以免燒壞軸瓦。4．摩擦系數(shù)f的測量裝置徑向滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)f隨軸承的特性系數(shù)ηn／p值的改變而改變(η為潤滑油的動(dòng)力黏度，n為主軸轉(zhuǎn)速，p為壓強(qiáng)，p=Fr／BD，F(xiàn)r為軸承上所受載荷，B為軸瓦寬度，D為軸承直徑)。在邊界摩擦?xí)r，f隨ηn／p的增大而增大，進(jìn)入混合摩擦后，隨ηn／p的增大，f值急劇下降，在剛形成液體摩擦?xí)rf達(dá)到最小值，此后，隨ηn／p的增大油膜厚度也隨之增大，f值也有所回升。摩擦系數(shù)f值可通過測量軸承的摩擦力矩而得到。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸對(duì)軸承產(chǎn)生周向摩擦力F，其摩擦力矩為F×d／2(d為軸的直徑)。由于軸承是懸浮式安裝，該力矩可使軸承隨軸翻轉(zhuǎn)。因此，在軸承徑向方向裝有一個(gè)測力桿，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架上裝有一塊彈簧擋板，在彈簧擋板的另一側(cè)裝有一個(gè)測力計(jì)(百分表)。當(dāng)軸承欲隨軸翻轉(zhuǎn)時(shí)，測力桿被彈簧擋板頂住，使軸承不能隨軸翻轉(zhuǎn)，保持徑向平衡位置。這時(shí)，在測力桿作用下，彈簧擋板產(chǎn)生變形，其變形量△值由測力計(jì)測量。變形量△值在測力計(jì)上顯示的是轉(zhuǎn)動(dòng)的格數(shù)，已知測力計(jì)每轉(zhuǎn)動(dòng)一格，需0．098N的作用力(測力計(jì)的標(biāo)定剛度系數(shù)K=0．098N／格)，設(shè)測力桿上A點(diǎn)為測力點(diǎn)，則該點(diǎn)的作用力Q=K△。摩擦系數(shù)f值求解過程如下：已知測力桿上測力點(diǎn)A點(diǎn)距軸承中心線距離L=98mm，作用給軸承的平衡力矩為M=LQ=LK△根據(jù)力矩平衡條件得F×d/2=LK△又根據(jù)摩擦力F=fFr，(Fr為軸承所受外載荷)。把力矩平衡條件公式代入摩擦力計(jì)算公式得f=2LK△/Fr?d由整理后的摩擦系數(shù)計(jì)算公式，可求出不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下的摩擦系數(shù)f值，可繪出摩擦特性曲線。5．摩擦狀態(tài)指示裝置在摩擦狀態(tài)指示裝置中，當(dāng)主軸不轉(zhuǎn)時(shí)，可看到燈泡很亮。當(dāng)主軸在很低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸將潤滑油帶入軸與軸瓦之間收斂形間隙內(nèi)，但由于此時(shí)的油膜很薄，軸與軸瓦之間部分微觀不平度的凸峰處仍有接觸，故燈忽亮忽暗。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，軸與軸瓦之間形成的油膜厚度完全遮蓋了兩表面之間微觀不平度的凸峰高度，油膜完全將軸與軸瓦隔開，燈泡熄滅。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)型號(hào)試驗(yàn)軸承軸承內(nèi)徑D=65mm，有效寬度B=167mm，粗糙度Ra=1.6；材料ZCnSn5P65Zn5（ZQSn6-6-3）主軸直徑d=65mm，材料,40Cr，淬火，磨光，HRC48-50加載范圍0-800N測力桿上測力點(diǎn)距軸承中心距離L=98mm測力計(jì)(百分表)剛度標(biāo)定值K=0．098N／格百分表精度0．01mm，量程0-5mm油壓表量程0-0.6MPa潤滑油動(dòng)力黏度0.0612Pa.S（68號(hào)機(jī)油，20°C）電機(jī)功率355W調(diào)速范圍0-300r／min五、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1．開機(jī)前的準(zhǔn)備工作(1)檢查百分表(測力計(jì))，使其觸頭壓在彈簧擋板上，并具有少量的壓力值，確保觸頭不脫離彈簧擋板；(2)檢查螺旋加載裝置，使其處于零加載位置；(3)檢查調(diào)速旋鈕，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底。2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)開啟電源，此時(shí)摩擦狀態(tài)指示燈泡很亮。慢慢順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕，逐漸提高軸的轉(zhuǎn)速(隨軸轉(zhuǎn)速的提高，指示燈忽明忽暗，當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速在10r／min左右時(shí)，燈泡完全熄滅，此時(shí)已處于完全液體潤滑狀態(tài))，使軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到300r／min(轉(zhuǎn)速顯示窗讀數(shù))；(2)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)加載桿，將載荷加到800N(前面板壓力顯示窗讀數(shù))；(3)運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘，待各表穩(wěn)定后，記錄所加載荷Fr值、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)口油溫、測力計(jì)(百分表)的轉(zhuǎn)動(dòng)格數(shù)△值及1—8塊壓力表的指示值；(4)載荷800N保持不變的情況下，逐級(jí)降低轉(zhuǎn)速(300r／min、200r／min、150r／min、100r／min、50r／min、30r／min、20r／min、10r／min)每改變一級(jí)轉(zhuǎn)速，記錄一次主軸轉(zhuǎn)速、百分表轉(zhuǎn)動(dòng)格數(shù)△值。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至軸與軸瓦接觸也就是非液體摩擦?xí)r，將此時(shí)的△值采集下來，第一次測量結(jié)束；(5)調(diào)整螺旋加載桿，將壓力顯示窗的數(shù)值降至400N(改變載荷進(jìn)行第二次測量)，慢慢將主軸轉(zhuǎn)速調(diào)至300r／min，重復(fù)做步驟(3)(4)；(6)二次測量結(jié)束后，卸載、降速，當(dāng)轉(zhuǎn)速、壓力顯示窗顯示數(shù)值為零后，關(guān)掉電源開關(guān)；(7)如果想多做幾種不同載荷情況下的油膜壓力和摩擦特性曲線可按以上步驟重復(fù)做；(8)整理上述二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制成油膜壓力分布曲線和軸承摩擦特性曲線。3、整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、思考題1、哪些因素影響液體動(dòng)壓軸承的承載能力及其油膜的形成?2、當(dāng)轉(zhuǎn)速增加或載荷增大時(shí)，油壓分布曲線的變化如何?3、f—λ（ηn／p）曲線說明什么問題?實(shí)驗(yàn)四軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解減速器的整體結(jié)構(gòu)及工作要求。2．了解減速器的箱體零件、軸、齒輪等主要零件的結(jié)構(gòu)及加工工藝。3．了解減速器主要部件及整機(jī)的裝配工藝。4．了解齒輪、軸承的潤滑、冷卻及密封。5．通過自己動(dòng)手拆裝，了解軸承及軸上零件的調(diào)整、固定方法，及消除和防止零件間發(fā)生干涉的方法。6．了解拆裝工具與減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)間的關(guān)系，為課程設(shè)計(jì)做好前期準(zhǔn)備。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具1．Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)減速器。2．Ⅰ級(jí)蝸桿傳動(dòng)減速器。3．活動(dòng)扳手，螺絲刀、木錘、鋼尺等工具。三、實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)室首先由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)幾種不同類型的減速器現(xiàn)場進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、介紹，并對(duì)其中一種減速器的主要零、部件的結(jié)構(gòu)及加工工藝過程進(jìn)行分析、講解及介紹。再由學(xué)生們分組進(jìn)行拆裝，輔導(dǎo)老師解答學(xué)生們提出的各種問題。在拆裝過程中學(xué)生們進(jìn)一步觀察了解減速器的各零、部件的結(jié)構(gòu)、相互間配合的性質(zhì)、零件的精度要求、定位尺寸、裝配關(guān)系及齒輪、軸承潤滑、冷卻的方式及潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和布置；輸出、輸入軸與箱體間的密封裝置及軸承工作間隙調(diào)整方法及結(jié)構(gòu)等。四、減速器拆裝步驟及各步驟中應(yīng)考慮的問題（一）觀察外形及外部結(jié)構(gòu)1．觀察外部附件，分清哪個(gè)是起吊裝置，哪個(gè)是定位銷、起蓋螺釘、油標(biāo)、油塞，它們各起什么作用？布置在什么位置？2．箱體、箱蓋上為什么要設(shè)計(jì)筋板？筋板的作用是什么，如何布置？3．仔細(xì)觀察軸承座的結(jié)構(gòu)形狀，應(yīng)了解軸承座兩側(cè)聯(lián)接螺栓應(yīng)如何布置，支承螺栓的凸臺(tái)高度及空間尺寸應(yīng)如何確定？4．鑄造成型的箱體最小壁厚是多少？如何減輕其重量及表面加工面積？5．箱蓋上為什么要設(shè)置銘牌？其目的是什么？銘牌中有什么內(nèi)容？（二）拆卸觀察孔蓋1．觀察孔起什么作用？應(yīng)布置在什么位置及設(shè)計(jì)多大才是適宜的？2．觀察孔蓋上為什么要設(shè)計(jì)通氣孔？孔的位置應(yīng)如何確定？（三）拆卸箱蓋1．拆卸軸承端蓋緊固螺釘(嵌入式端蓋無緊固螺釘)；2．拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動(dòng)起蓋螺釘，卸下箱蓋；3．在用扳手?jǐn)Q緊或松開螺栓螺母時(shí)扳手至少要旋轉(zhuǎn)多少度才能松緊螺母，這與螺栓中心到外箱壁間距離有何關(guān)系？設(shè)計(jì)時(shí)距離應(yīng)如何確定？4．起蓋螺釘?shù)淖饔檬鞘裁?？與普通螺釘結(jié)構(gòu)有什么不同？5．如果在箱體、箱蓋上不設(shè)計(jì)定位銷釘將會(huì)產(chǎn)生什么樣的嚴(yán)重后果？為什么？（四）觀察減速器內(nèi)部各零部件的結(jié)構(gòu)和布置。1．箱體與箱蓋接觸面為什么沒有密封墊？是如何解決密封？箱體的分箱面上的溝槽有何作用？2．看清被拆的減速器內(nèi)的軸承是油劑還是脂劑潤滑，若采用油劑潤滑，應(yīng)了解潤滑油劑是如何導(dǎo)入軸承內(nèi)進(jìn)行潤滑？如果采用脂劑應(yīng)了解如何防止箱內(nèi)飛濺的油劑及齒輪嚙合區(qū)擠壓出的熱油劑沖刷軸承潤滑脂？兩種情況的導(dǎo)油槽及回油槽應(yīng)如何設(shè)計(jì)？3．軸承在軸承座上的安放位置離箱體內(nèi)壁有多大距離，在采用不同的潤滑方式時(shí)距離應(yīng)如何確定？4．目測一下齒輪與箱體內(nèi)壁的最近距離，設(shè)計(jì)時(shí)距離的尺寸應(yīng)如何確定？5．用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)高速軸，觀察各級(jí)嚙合時(shí)齒輪有無側(cè)隙？并了解側(cè)隙的作用。6．觀察箱內(nèi)零件間有無干涉現(xiàn)象，并觀察結(jié)構(gòu)中是如何防止和調(diào)整零件間相互干涉。7