机械设计实验指导书 刘泽明王慧武编 西安理工大学机械原理及零件实验室 二零零零年六月十五日
机 械 设 计 实 验 指 导 书 刘泽明 王慧武 编 西安理工大学机械原理及零件实验室 二零零零年六月十五日
刖 机械设计实验是《机权设计》课程重要的实践教学环节。通过实验,可以使 学生获得实验操作的基本训练,了解实验的基本方法和机械参量(如力、力矩、功、 速度、效率等)的测定方法,提高学生观察、分析事物和实际动手的能力,并巩固 和深化《机械设计》课程的基本理论。 按照我校《机械设计》课程实验教学大纲要求,本指导书以测定机器或机械 传动装置的效率、润滑性能以及机械部件的拆装与结构分析等为主要内容。计5 个实验,可基本满足机械类专业的教学需要,也适合近机类、非机类专业选开实验 的要求。为了帮助学生深入思考,每个实验后面都附有思考题。 本书还编入机械设计实验常用仪器的简介 本书承蒙王文质老师审阅和指导,在此谨表示衷心的感谢。 由于编者水平所限,书中不妥之处,敬请指正 编者 1995年9月
1 前 言 机械设 计 实 验是 《 机 权 设计 》 课 程 重要 的 实 践 教 学环 节 。 通 过实 验 ， 可 以使 学生 获 得实 验 操作 的 基本 训 练 ，了 解 实验 的 基本 方 法和 机 械参 量（ 如力 、力矩 、功、 速度 、效 率 等）的测 定 方法 ，提 高 学生 观 察、分析 事 物和 实 际动 手 的能 力，并 巩固 和深化《机械设计》课程的基本理论。 按照我 校 《 机械 设 计 》 课程 实 验 教 学大 纲 要 求 ， 本指 导 书 以 测定 机 器 或 机械 传动装置的效率、润滑性 能以 及 机 械 部 件 的 拆 装 与 结 构 分 析 等 为 主 要 内 容 。计 5 个实 验，可 基本 满 足机 械 类专 业 的教 学 需 要，也适 合 近机 类、非 机类 专 业选 开 实验 的要求。为了帮助学生深入思考，每个实验后面都附有思考题。 本书还编入机械设计实验常用仪器的简介。 本书承蒙王文质老师审阅和指导，在此谨表示衷心的感谢。 由于编者水平所限，书中不妥之处，敬请指正。 编 者 1995 年 9 月
学生实验守则 1.实验室是理论联系实际的基地,任何人都必须爱护实验室内的一切设备 如有损坏,一律照章办理。 实验前要根据教学要求做好预习工作,准备好实验用书、文具、纸张及 计算用具等。 3.按时到达实验室,不迟到,不无故块课,认真进行实验。 进行实验时必须遵守所用实验仪器(设备)的操作规程。注意安全。在 实验操作之前需经指导教师检查,学生应服从教师对实验的检查和指导 5.保持实验室安全卫生,上课时着装整齐。室内严禁打闹、吸烟、吐痰、 吃零食等。违者给予批评教育或处罚。 6.实验完毕仪器及物品应恢复原位,并整理场地,关闭电源 7.认真填写实验报告,按时上交指导教师以评定实验成绩。不交实验报告 者,在本课程考试时不给予实验部分的成绩
2 学生实验守则 1．实 验 室是 理 论联 系 实际 的 基 地 ，任 何 人都 必 须爱 护 实验 室 内的 一 切设 备。 如有损坏，一律照章办理。 2．实 验 前 要根 据 教 学要 求 做 好 预习 工 作 ，准 备 好 实 验用 书 、 文具 、 纸 张及 计算用具等。 3．按时到达实验 室 ，不 迟 到， 不 无故 块 课 ，认 真 进行 实 验。 4．进 行 实 验时 必 须 遵守 所 用 实 验仪 器 （ 设备 ） 的 操 作规 程 。 注意 安 全 。在 实验操作之前需经指导教师检查，学生应服从教师对实验的检查和指导。 5．保 持 实 验室 安 全 卫生 ， 上 课 时着 装 整 齐。 室 内 严 禁打 闹 、 吸烟 、 吐 痰、 吃零食等。违者给予批评教育或处罚。 6．实验完毕仪器 及 物品 应 恢复 原 位， 并 整 理场 地 ，关 闭 电源 。 7． 认 真填 写 实 验报 告 ， 按时 上 交 指导 教 师 以评 定 实 验成 绩 。 不交 实 验 报告 者，在本课程考试时不给予实验部分的成绩
目 录 实验 带传动的滑动与效率测定 实验二齿轮传动的效率测定………… 实验三滑动轴承的摩擦特性曲线与油膜压力分布实验…… 实验四轴系结构的结构分析与测绘 实验五减速器拆装……………………………………………………23 附录实验用测量仪器……… 实验报告
3 目 录 实验一 带 传 动 的 滑 动 与 效 率 测 定 … … … … … … … … … … … … … … 1 实验二 齿 轮 传 动 的 效 率 测 定 … … … … … … … … … … … … … … … 6 实验三 滑动轴承的摩擦特性曲线与油膜压力分布实验…………… 1 3 实验四 轴系结构的结 构分析与测绘 … … … … … … … … … … … … … 1 8 实验五 减速器拆装…………………………………………………… 2 3 附 录 实 验 用 测 量 仪 器 … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2 6 实 验 报 告 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 3 0
实验一带传动的滑动与效率曲线 、实验目的和要求 带传动在工作中,滑动现象是不可避免的,本实验的目的和要求是:观察带传 动的打滑现象,绘出滑动曲线和效率曲线,从而加深对带传动工作原理的特点的认 识,并初步学会实验技能。 带传动在工作中的滑动程度用滑动系数ε表示,它是随负载的大小而变化的 滑动曲线就是表示:带在不同负载时滑动的程度的曲线,可用带所传递的有效圆周 力Fe为横坐标,以滑动系数ε为纵坐标来绘制,如图1-1所示 当传动比主=1时,有效圆周力Fe和滑动系数e可用下式求得: F=- 72(kgf H1-1 (2) 式中:T为主动带轮的转矩( kimm),D1为主动带轮 直径(mm),m、n2分别为主动和从动带轮的转速(rpm) 带传动的传动效率: n e 图1-1 带传动效率η也是随负载的大小而变的,传 动效率曲线一般也以传递的有效圆周力Fe为横 n 坐标,以效率η为纵坐标来绘制,如图2所示。 把效率曲线和滑动曲线共用一个横坐标Fe来绘 制,更便于我们观察效率、滑动和传递的有效 圆周力间的关系,可以找出一定型号的带在 定的工作条件下,效率既高、滑动也不严重而 传动能力却能充分发挥的负载的数值 要画出以上两条曲线,就需要一个能给试验 皮带加上大小可调的负载的试验台,同时,实 验时的转速n1、n2、转矩T1、T2要便于测量 图1-2 实验装置:皮带试验台 带传动的效率曲线 图1-3为试验台简图,它有两台直流电机,电机1和电机2。在试验中,我们 将用电机1通过进行试验的皮带拖着电机2发电来给皮带加上负载。具体的加载原 理和方法,下面一节再详细介绍
1 实验一 带传动的滑动与效率曲线 一、实验目的和要求 带传 动 在工 作 中 ，滑 动 现象 是 不可 避 免的 ，本实 验 的目 的 和要 求 是 ：观 察 带传 动的 打 滑现 象，绘 出滑 动 曲线 和 效率 曲 线，从而 加 深对 带 传动 工 作原 理 的特 点 的认 识，并初步学会实验技能。 带传 动 在工 作 中的 滑 动程 度 用滑 动 系数ε 表 示， 它 是随 负 载的 大 小而 变 化的 。 滑动 曲 线就 是 表示 ：带 在 不同 负 载时 滑 动的 程 度的 曲 线，可用 带 所传 递 的有 效 圆周 力 F e 为横坐标，以滑动系数ε 为 纵坐 标 来绘 制 ，如 图 1-1 所 示。 当传动比 i = 1 时，有效圆周 力 F e 和滑 动 系数ε 可 用下 式 求得 ： 1 1 /2 e T F D = (kgf) (1) 1 2 1 n n n − = (2) 式中：T1 为主动带轮的转矩（kgfmm），D1 为主动带轮 直径（mm）,n1、n2 分别为主动和从动带轮的转速（rpm）。 带传动的传动效率： 2 2 1 1 T n T n = (3) 带传 动 效率η 也是 随 负载 的 大 小而 变 的，传 动效 率 曲线 一 般也 以 传递 的 有效 圆 周 力 F e 为横 坐标 ，以 效率η 为纵 坐 标来 绘 制，如 图 2 所 示。 把效 率 曲线 和 滑动 曲 线共 用 一个 横 坐 标 F e 来绘 制 ， 更 便 于 我们 观 察 效 率 、 滑 动 和 传 递 的有 效 圆 周 力 间 的 关系 ， 可 以 找 出 一 定 型 号 的 带在 一 定 的 工 作 条 件下 ， 效 率 既 高 、 滑 动 也 不 严重 而 传动能力却能充分 发 挥的 负 载的 数 值。 要画 出 以上 两 条曲 线 ，就需 要 一个 能 给试 验 皮 带 加 上 大 小可 调 的 负 载 的 试 验 台 ， 同 时， 实 验时的转速 n 1 、 n 2 、 转矩 T 1 、 T 2 要便于测量。 二、实验装置：皮带试验台 图 1-3 为试 验 台简 图 ，它 有 两台 直 流电 机 ， 电机 1 和电 机 2。在 试 验中 ， 我们 将用 电 机 1 通 过进 行 试验 的 皮带 拖 着电 机 2 发 电 来 给皮 带 加上 负 载。具 体的 加 载原 理和方法，下面一节再详细介绍