湖北水利水电职业技术学院

《计算机应用基础》实训报告

班    级                      

姓    名                      

学    号                      

指导老师      刘  利  华      

实训时间                      

实训地点      学院机房        

成    绩                      

计算机教研室制

 

 

 

 

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第二篇：机械基础实验指导

第三部分：机械设计

实验一  带传动实验

   

一、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动效率之间的关系，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。

二、实验台的构造和工作原理

    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和带传递的载荷的大小有密切关系，本实验台用灯泡作负载。本实验台由主机和测量系统两大部分组成如下图所示。

    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，通过皮带带动从动轮，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，并联了八个灯泡，每个40瓦（即图3上的负载灯泡），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。当带端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完全打滑。

 2．测量系统

测量系统由转速测定装置和电机的测扭矩装置两部分组成。

 A．光电测转速装置

在主动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。

 B．扭矩测量装置

主动轮的扭矩 T₁和从动轮的扭矩 T₂均通过电机外壳来测定。

 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反向倾倒，发电机的外壳将向转子旋转的同向倾倒，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（N·mm）

    从动轮上的扭矩T₂＝Q₂K₂L₂（N·mm）

    式中Q₁，Q₂——测力计上百分表的读数。

         K₁，K₂——测力计标定值。K₁=K₂=0.224

         L₁，L₂——测力计的力臂。L₁= L₂=120mm。

  带传动的效率 

  

我们只要测得不同负载下主动轮的转速和从动轮的转速以及主动轮的扭矩T₁，和从动轮的扭矩T₂，就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率（，在两带轮的直径相同时，）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，就可画出带传动的弹性滑动曲线和效率曲线，如上图所示。

三、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扭，使电机从开始运转逐渐加速到 1000转／分左右，记录 ，Q₁，Q₂一组数据。

4．打开一个灯泡（即加载），记录一组、、Q₁和Q₂一组数据，注意此时和之间的差值，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40瓦的灯泡），重复第4步，直到≥3％左右，即图上的临界点，带传动开始进人打滑区。若再打开灯泡，则和之差值迅速增大。

6．完成实验报告（即绘制弹性滑动和效率曲线）。

    注：本实验台的主要参数：带轮直径D₁=120mm，D₂=120mm，测力杆长度 L₁＝120mm，L₂＝120mm。

                                                                   

实验二  滑动轴承实验

一、实验目的

1．观察滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。

2．测定和绘制滑动轴承径向油膜压力曲线，求轴承的承载能力。

3．观察载荷和转速改变时油膜压力的变化情况。

4．观察滑动轴承油膜的轴向压力分布情况。

5．了解滑动轴承的摩擦系数f的测量方法和摩擦特性曲线的绘制方法。

二、实验台的构造与工作原理

实验台的构造如图一所示。

1．实验台的传动装置

由直流电动机1通过V带传动2驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由无级调速器实现轴4的无级调速。本实验台轴的转速范围3～500转500转／分，轴的转速由数码管直接读出。

图一

2．轴与轴瓦间的油膜压力测量装置

在轴瓦的一个径向平面内沿圆周钻有7个小孔，每个小孔沿圆周相隔20°，每个小孔联接一个压力表，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘制出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个压力表，用来观察有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力情况。

3．加载装置

油膜的径向压力分布曲线是在一定的载荷和一定的转速下绘制的。当载荷改变或轴的转速改变时所测出的压力值是不同的，所绘出的压力分布曲线的形状也是不同的。转速的改变方法于前所述。本实验台采用螺旋加载（见图1），转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，直接在实验的操纵板上读出（取中间值）。这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠，使用方便，载荷的大小可任意调节。

4．摩擦系数测量装置

径向滑动轴承的摩擦系数 随轴承的特性、系数值的改变而改变(一­­­­­油的动力粘度，轴的转速，一压力（P=）， W一轴上的载荷，B一轴瓦的宽度，d一轴的直径，本实验台B一125mm，d=70mm)如图4所示。

在边界摩擦时随的增大而变化很小（由于  n值很小，建议用手慢慢转动轴），进人混合摩擦后，的改变引起的急剧变化，在刚形成液体摩擦时达到最小值，此后，随的增大油膜厚度亦随之增大，因而亦有所增大。

摩擦系数之值可通过测量轴承的摩擦力矩而得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力F，其摩擦力矩为F·d／2，它供轴瓦5翻转，其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹簧片的变形量并经过以下计算就可得到摩擦系数之值。

根据力矩平衡条件得：。L一测力杆的长度（本实验台 L＝120mm）一作用在 A处的反力。

设作用在轴上的外载荷W，则：

          

而(一测力计的刚度系数k＝0.098 N／格，见实验台上的说明)。

            

一百分表读数（百分表的读数一格数）

5．摩擦状态指示装置

指示装置的原理如图5所示。当轴不转动时，可看到灯泡很亮；当轴在很低的转速下转动时，轴将润滑油带人轴和轴瓦之间收敛性间隙内，但由于此时的油膜厚很薄，轴与轴瓦之间部分微观不平度的凸峰高峰处仍在接触，故灯忽亮忽暗；当轴的转速达到一定值时，轴与轴瓦之间形成的压力油膜厚度完全遮盖两表面之间微观不平度的凸峰高度，油膜完全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。

三、实验准备与步骤

1．            开机前的准备：

在弹簧片8的端部安装百分表（测力计），使其触头具有一定的压力值。

（1）用汽油将油箱清理干净，加人  N68（40＃）机油至圆形油标中线。

（2）面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低咖载螺旋杆旋与负载传感器脱离接触

（3）通电后，面板上两组数码管亮（左一转速，右一负载），调节调零旋钮使负载数码管清零。

（4）旋转调速旋钮使电机在 100—200转／rpm运行。此时油膜指示灯应熄灭。稳定运行3—4分钟后。

2．实验

（1）启动电机，将轴的转速调整到一定值（可取 200转/分左右），注意观察从轴开始运转至200转／分时灯泡亮度的变化情况，待灯泡完全熄灭，此时已处于完全液体润滑状态；

（2）用加载装置加载（约400N）；

（3）待各压力表的压力值稳定后，由左至右依次记录各压力表的压力值；

（4）卸载、关机；

（5）根据测出的各压力表的压力值按一定比例绘制出油压分布曲线与承载曲线，

四、注意事项：

1．使用的机油必须通过过滤才能使用，使用过程中严禁灰尘及金属屑混人油内。

2．由于主轴和轴瓦加工精度高，配合间隙小，润滑油进人轴和轴瓦间隙后。不易流失，在做摩擦系数测定时，油压表的压力不易回零，为了使表迅速回零。需人为把轴瓦抬起，使油流出。

3．所加负载不允许超过120kg，以免损坏负载传感器元件。

4．机油牌号的选择司“根据具体、环境，温度，在  20＃一 40 ＃内选择。

5．为防止主轴瓦在无油膜运转时烧坏，在面板上装有无油膜报警指示灯正常工作时指示灯熄灭，严禁在指示灯亮时主轴高速运转。

3．绘制径向油膜压力分布曲线与承载曲线 

①如图6的上图所示。此图的具体画法是：沿着圆周表面从左到右画出角度分别为30°、50°、70°、90°、110°。130°、150°、等分别得出油孔点1、2、3、4、5、6、7的位置。通过这些点与圆心O连线，在各连线的延长线上，将压力表（比例：0.1MP—5mm）测出的压力值画出压力线1—1’、2—2’、3—3’……7—7’。将1’、2’……7’各点连成光滑曲线，此曲线就是所测轴承的一个径向截面的油膜径向压力分布曲线。

为了确定轴承的承载量，用中。（=1，2……7）求得向量1—1’、2—2’、……7—7’在载荷方向（即y轴的投影值。角度中与的数值见下表：

然后将中。这些平行于y轴的向量移到直径0—8上。为清楚起见，将直径0—8平移到图3—4的下部、在直径D”一8”上先画出轴承表面上油孔位置的投影点1”、2”…8”，然后通过这些点画出上述相应的各点压力在载荷方向的分量，即1”、2”…7”等点，将各点平滑连接起来，所形成的曲线即为在载荷方向的压力分布。

在直径0”一8”上做一个矩形，采用方格纸，使其面积与曲线所包围的面积相等，那么矩形的边长

    式中q：轴承内油膜承载量；

          W：外载荷；

          ：端泄对承载能力影响系数，一般取0.7；

          ：径向平均单位压力；

          B：轴瓦宽度。

②做油膜轴向压力分布曲线

做一水平线，取其长度为轴承有效长度 L = 125mm，在中点的垂线上按一定的比例尺标出该点的压力 P₄（端点为4）在距二端 L/4（即有效长度的1/4处）沿垂线方向各标出压力 P₈的读数，轴承两端压力均为0，将0、8、4、8、0五个点连成一光滑曲线，即得轴承油膜压力轴向分布曲线，用前述方法可求出其平均压力P_a。

实验三  减速器折装实验

一、   实验目的：

1、通过减速器的折装，了解减速器的结构（包括各个零件的几实验几何形状，构造，作用及零件间的相互关系）。

2、熟悉减速器的折装调整和有关项目的测量方法。

二、        实验设备和工具

1、两级圆锥圆柱齿轮减速器。

2、折装及测量工具

三、实验步骤

1、用板手松开轴承端正盖的紧固螺栓，拔出定位销，向下紧拧启盖螺钉，取下箱盖。

2、确定减速器的主要参数：

①数出齿轮齿数，算出各级传动比，，和总传动比i_总

           (高速级)

                 (低速级)

         i_总     

②确定中心距

已知：螺旋角8°6′34″（≈0,99），啮合角20°。用测量工具测出中间轴上的小齿轮和大齿轮的齿顶圆直径，计算模数m_n之值，根据齿轮模数、齿数、螺旋角度数计算出中心距。

∵  

齿顶高=齿顶高系数×模数=模数

齿顶圆直径  = 分度圆直径 + 2倍齿顶高

= 分度直径 +  2倍模数

=   +

③确定齿轮在轴上的位置(即至箱壁的距离)

④绘出减速器简图，将中心距标注上。

3、仔细研究减速器中，每一个零件的用途和结构。

特别注意：

①板手空间的作用何在？

②齿轮，轴承如何固定在轴上（周向及轴向固定）

③启盖螺钉，定位销钉，油面指示器，通气帽等如何布置的？起什么作用？

4、按原样完成全部减速器的装配。