机械设计试验指导书
机械设计基础实验指导书

机械设计基础实验指导书目录实验一机构运动简图绘制 (1)实验二齿轮范成原理 (2)实验三带传动实验 (3)实验四齿轮效率实验 (6)实验五减速器拆装 (9)实验报告一 (10)实验报告二 (11)实验报告三 (12)实验报告四 (14)实验报告五 (15)实验一 机构运动简图的测绘和分析一.实验目的1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备1. 机械实物及机械模型。
2. 钢板尺,游标卡尺,内、外卡尺。
3. 三角板,铅笔,橡皮,草稿纸等(自备)。
三.原理和方法1. 原理机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。
因此画机构运动简图时,应以规定的符号代表运动副,并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置,用尽可能简单的线条表示机构中各构件。
这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图,若不按比例尺绘出,则称为机构示意图。
2. 测绘方法⑴缓慢驱动被测机构,仔细观察各构件的运动,分清各运动单元,从而确定机构构件的数目。
⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质,确定各运动副的类型。
⑶在草稿纸上绘出机构示意图。
用1,2,3…依次标注各构件,用A,B,C …分别标注各运动副,在原动件上标出表示运动方向的箭头。
⑷测量与机构运动有关的尺寸,并标注在草图上。
⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ (m/mm )。
在实验报告纸上画出机构运动简图。
实验二 齿轮范成原理一.实验目的1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理,观察齿廓曲线的形成。
2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象,分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二.实验设备与工具1. 齿轮范成仪,剪刀,绘图纸齿轮范成仪基本参数:25.0120mm 20**a ==︒==c h m ,,,α,被加工齿轮齿数z =10。
2. 同学自备:圆规,三角板,铅笔,橡皮,计算工具。
机械原理机械设计实验指导书

机械原理机械设计实验指导书姓名________________班级________________学号________________南京农业大学工学院机械工程系力学教研组编实验课守则1.机械设计实验课是学好机械设计课程的重要环节。
它可以帮助学生加深理解课堂上学习的理论知识。
熟悉实验仪器和设备,掌握操作技能,培养严谨的工作作风,使理论和实践相结合。
因此,学生对每个实验都要认真对待。
2.实验前要认真预习实验指导书,了解实验目的和基本原理,准备好需自备的计算器、文具等。
实验开始前指导教师根据需要进行检查、提问。
3.实验时要求原理清楚,操作认真,数据准确,查表熟练。
4.严格遵守仪器、设备的操作规程,注意安全。
对于仪表、设备、工具的性能有不了解之处,应及时询问指导教师,对于非指定使用的设备、工具不得乱动乱用。
5.实验出现故障时,应立即报告指导教师,以便查明原因,妥善处理。
6.爱护公共财物,不得将实验室工具、仪表等带出实验室,如有损坏、遗失公共财物,视情节应给予赔偿。
7.设备用毕,及时切断电源。
整理全部仪器和附件,使之恢复原位。
8.实验结束后认真完成试验报告,按时交给指导教师批阅。
实验一 机构运动简图的测绘一、 实验目的1.掌握根据各种机构实物或模型绘制机构运动简图的方法; 2.验证机构自由度的计算公式; 3.分析某些四杆机构的演化过程。
二、 实验设备和工具1.各类机构的模型和实物; 2.钢板尺、量角器、内外卡钳等;3.三角尺、铅笔、橡皮、草稿纸等(自备)。
三、 实验原理由于机构的运动仅与机构中构件的数目和构件所组成的运动副数目、类型和相对位置有关。
因此,可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造,用简单的线条来表示构件,用规定的或惯用的符号来表示运动副,并按一定的比例画出运动副的相对位置,这种简单的图形即为机构运动简图。
四、 实验步骤1.使被测机构缓慢运动,从原动件开始,循着传动路线观察机构的运动,分清各个运动单元,确定组成机构的构件数目;2.根据直接相联接两构件的接触情况及相对运动性质,确定运动副的种类; 3.选择能清楚表达各构件相互关系的投影面,从原动件开始,按传动路线用规定的符号,以目测的比例画出机构运动示意图,再仔细测量与机构有关的尺寸,按确定的比例再画出机构运动简图,用数字1、2、3……分别标注各构件,用字母A 、B 、C ……分别标注各运动副;比例尺)(构件在图纸上的长度)(构件实际长度mm AB cm L AB L =μ4.分析机构运动的确定性,计算机构运动的自由度。
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第4章机械性能和工作能力的测试与分析4.1 概述提高机械及其零部件的性能和工作能力是提高机械产品质量的关键。
机械及其零部件的性能和工作能力的测试涉及运动学特性、动力学特性、精确度、承载能力、可靠性、安全性、人机工程、节能环保等,项目和内容十分广泛,其基本内容包括机械传动的效率、振动、噪声等,这些测试项目常常作为评定机械产品性能的基本质量指标。
因此,掌握机械性能和工作能力的测试方法,对于研究、改进和创新机械以及对机械设备进行故障诊断具有重要的意义。
4.2 机械设计展示开放实验4.2.1 实验目的通过实验对各种机械零部件、各种传动装置的结构组成形式以及润滑与密封、零件的失效形式等有一个比较全面的认识与了解。
4.2.2 实验设备机械设计示教板,由18个陈列柜组成,如图4-1所示。
图4-1 机械设计示教板4.2.3 实验内容(1)螺纹联接1:螺纹的类型、螺纹联接的基本类型、常见的各种螺纹联接件;(2)螺纹联接2:螺纹联接的防松、提高螺纹联接强度的措施、螺纹联接的装拆;(3)键、销和花键联接;(4)铆、焊、粘和过盈联接;(5)带传动1:V带传动、平带传动、同步带传动及带传动的张紧装置;(6)带传动2:平带的材料与接头形式、V带的结构与型号、其它带传动、各种带轮的结构;(7)链传动:滚子链的结构与接头形式、齿形链、无级变速链、起重链、链传动的布置与张紧;(8)齿轮和蜗杆传动:齿轮的结构、蜗杆的类型、蜗轮的结构;(9)滑动轴承:轴瓦与衬的材料、滑动轴承的结构、动压滑动轴承油膜压力分布;(10)滚动轴承1:滚动轴承的结构、常用类型与代号、尺寸系列、滚动轴承的装拆;(11)滚动轴承2:内圈和外圈的固定方法、轴承的预紧与调整、密封、轴承座的形式;(12)联轴器:刚性固定式、刚性可移式、弹性联轴器、安全联轴器;(13)离合器:牙嵌离合器、摩擦离合器、安全离合器、离心式离合器、超越离合器;(14)轴1:轴的承载类型、轴的结构类型、轴的结构设计;(15)轴2:轴上零件的定位;(16)弹簧:拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、组合弹簧以及弹簧的应用;(17)润滑与密封:润滑装置、密封件、润滑剂;(18)机械零件的失效形式:残余变形、断裂、磨损、胶合、点蚀、腐蚀。
机械系统设计课程实验指导书

机械系统设计课程实验指导书机械系统设计课程实验指导书(机械系统设计课程组编制)2008年实验⼀传动系统的空载功率测定(两学时)⼀、实验⽬的1.了解传动系统空载功率损失在机床主电机功率中所占的⽐重。
2.了解机床传动系统的安排和结构设计对空载功率损耗的影响。
3.掌握机床传动系统空载功率的测定⽅法和仪器的使⽤。
⼆、实验内容1.测量机床电机空转时的空载功率。
2.测量脱开主轴部件时,机床主变速系统各级主轴转速下的空载功率。
3.测量接通主轴部件时,机床主传动系统各级主轴转速下的空载功率。
4.测量包含进给传动系统在内的机床传动系统在各级主轴转速下的空载功率。
三、实验原理机床传动系统电机输出功率P除消耗于切削功率P c外,还消耗于机床传动系统空载运转时的功率损耗P i和机床有了切削负载以后所增加的机械摩擦所损耗的功率P a。
⽤公式表⽰为P=P c + P i + P a式中P——机床电机功率(kw);P c——消耗于切削加⼯的功率(kw);P i——机床传动系统的空载功率(kw);P a——载荷附加功率(kw)。
消耗于切削加⼯的有效功率P c ,可根据已定的切削⽤量和有关的切削条件从⼯艺⼿册中查到,或⽤简化后的切削⼒计算公式根据切削⽤量进⾏计算求得。
载荷附加功率是指增加切削载荷以后,所增加的传动件摩擦损耗功率。
它随切削功率的增加⽽增⼤。
⽤公式表⽰为cc P Pa P η∑=- 式中:∑η——机床传动链的总机械效率。
321ηηηη=∑… ;1η,2η,2η—— 为主传动链内的各传动副的机械效率。
机床传动系统的空载功率是指在⽆切削负荷时,主传动系统中所有运动零件的机械摩擦损耗功率,包括1.克服各种传动件和⽀承表⾯间的摩擦,如齿轮、传动带、轴承、导轨、油封、摩擦离合器磨擦⽚等。
2.克服在机床零件的加⼯和装配中,由于⼏何形状误差和位置偏差等所引起的附加摩擦。
3.传动件在油池中搅动润滑油所引起的功率损耗,它取决于传动件的种类、尺⼨⼤⼩、浸油深度、油的粘度、温度和传动件的转速。
山东大学实验指导书-机械设计基础(控制学院学生用)

机械设计基础实验指导书专业班级:学号:姓名:国家级机械基础实验教学示范中心编学生实验守则1.必须按指定的时间参加实验,不得迟到、早退,迟到10分钟以上者不得参加本次实验。
2.实验前必须认真预习实验指导书及实验内容,明确实验目的、步骤和原理,并完成预习作业。
未完成预习作业和回答教师提问不合格者,不得参加本次实验。
3.由于特殊原因,不能参加实验者,经指导教师同意方可补做。
4.实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备操作规程。
如实记录数据,不抄袭他人实验结果。
5.爱护仪器设备,节约使用材料。
不得动用与本实验无关的仪器设备及其他物品,不准将实验室内的物品带出室外。
6.实验中要切实注意安全,若发生事故,应立即切断电源,保持现场,及时向指导教师报告,待查明原因并排除后,方可继续实验。
7.进入实验室后应保持安静,不得高声喧哗和打闹,不准抽烟,不准随地吐痰,不准乱丢纸屑杂物,要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。
8.实验完毕后,仪器物品应恢复原位,整理场地,关闭电源。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料及实验记录后,方可离开实验室。
9.私自拆卸仪器设备并造成事故和损失的,肇事者应写出书面检查,并按学校的有关规定进行赔偿和处罚。
10.按照要求撰写实验报告,在实验室结束实验后1周内上交实验报告。
实验一 机械结构分析及运动简图测绘一、概述我们在对机构进行分析和设计时,常常撇开构件的实际外形、运动副的具体结构和组成构件的零件数目等与运动无关的因素,而用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副,并按一定比例表示各运动副的相对位置和构件尺寸,这种表明机构各构件相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。
机构运动简图可以简明地表达一部机器的传动原理,是工程技术人员进行机构设计、分析和交流的工具,工科学生应当加强机构运动简图测绘的训练。
二、实验目的1.了解所研究机构的实际应用及运动变换功能;2. 掌握机构运动简图的测绘方法;3. 掌握机构自由度的计算并判定机构运动是否确定。
机械设计基础实验指导书(最新)

①“左、静、右”钮置“左”,记录μA表值,若指针指过满度,置合适的衰减档,记录灯下刻度,得1测点振动量S11。
②“左、静、右”钮置“右”,重复①的操作,得2测点振动量S21。
1#面加试重完毕关闭闪光灯,锁紧支撑,停车取下试重。
7、2#校正面加试重,测量两支撑振动量S12,S22。
电测部分的解算电路,又称面的分解电路,它的作用是保证每次μA表的示值及闪光灯下定出的角度。每次只反映某一个校正面不平衡量的大小和位置,并不包含另一个校正面不平衡量的影响。校正面的选择,即面的分离电路控制,由“左、静、右”旋钮切换。
另外,μA表的示值是“格数”,是不平衡的相对值。因为理论上可以证明软支撑动平衡机不平衡与支撑振动量之间成正比,且相位相反。因此,μA表的示值也是振动量的相对值,根据振动量的相对值(幅值)和闪光灯下的角度(相位),就可以确定出转子平衡量的大小和位置。
确定转子平衡量大小和位置的方法有:试凑法,几何作图法和计算法。本实验用影响系数法进行转子动平衡,提倡用计算机程序化计算。
图1DS—30型动平衡机工作原理图
五、实验步骤
实验的主要过程是:测量试验转子支撑处的初始振动幅值及相位;对左、右校正面加试重,并分别测量支撑振动幅值及相位。
1、接通电测箱电源,指示灯亮,仪器预热20分钟。
东北电力大学自编教材
机械设计基础实验指导书
(附实验报告表)
赵成军编写
机械工程学院机械基础实验室
实验守则
1、实验课前必须认真阅读实验指导书。熟悉实验目的、要求、步骤以及有关注意事项,做好实验前的各项准备工作。
2、实验前必须完成“实验预习报告”,否则,不允许参加本次试验,不计成绩。
实验指导书-机械设计

机械设计实验指导书苏志部张雯娟编机械设计制造及其自动化三明学院物理与机电工程学院机械教研室2011年实验一动静态螺栓联接实验一、实验目的(1)掌握静态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。
(2)掌握动态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。
(3)掌握螺栓和被联接件的受力和应变的测试分析和理论分析方法。
二、实验原理本实验需配置LDJ-B螺栓联接综合实验台一台,LDJ-B静动态测量仪一台,计算机及专用软件等实验设备及仪器。
图1螺栓联接实验台的结构螺栓联接实验台的结构如图1所示。
联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组成。
空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片,分别测量螺栓在拧紧时,所受预拉力和扭矩。
空心螺栓的内孔中装有M8螺栓,拧紧或松开其上的手柄杆,即可改变空心螺栓的实际受载截面积,以达到改变联接件刚度的目的。
被联件部分由上板、下板和圆环组成,圆环上贴有应变片,测量被联接件受力的大小,中部有锥形孔,插入或拨出锥塞即可改变圆环的受力,以改变被联接件系统的刚度。
实验台采用双顶杆四导杆加载装置,加载平稳,避免过大偏载的产生,测试结果稳定可靠。
加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成,挺杆上贴有应变片,用以测量所加工作载荷的大小,蜗杆一端有一皮带轮与电机相联,另一端装有手轮,启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降,以达到加载、卸载(改变工作载荷)的目的。
1. 力与变形协调关系在螺栓联接中,螺栓受拉力,产生拉伸变形;被联结件受压力,产生压缩变形。
根据螺栓和被联接件预紧力相等,可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中,如图3所示。
当螺栓受轴向工作载荷F 作用时,其拉力由预紧力P Q 增加到总拉力Q 。
被联接件的压紧力P Q 减少到剩余预紧力P Q '。
这时,螺栓伸长变形的增量1λ∆,等于被联接件压缩变形的恢复2λ∆,即λλλ∆=∆=∆21,也就是说变形的关系是协调的。
因此图3又称变形协调图。
图3 螺栓联接变形协调图力与变形之比λQ称为刚度。
机械设计实验指导书

第一章机械设计第一节机械设计结构展示与分析一、实验目的1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式;2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式;3.了解常用的润滑剂及密封装置;4.了解常用紧固联接件的类型;5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析,增加对其直观认识。
二、实验设备机构模型;典型机械零件实物;若干不同类型的机器。
三、实验内容、步骤在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧,具体内容如下:1.各种类型的螺纹联接实物,各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物,螺纹联接的失效实物,各种类型的键、销实物,各种类型的键、销失效实物,各种类型的焊接、铆接实物;2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物,失效零件实物;3.各种类型的轴、轴承实物,轴上零件的轴向固定和周向固定实物,轴瓦和轴承衬实物,轴承、轴、轴瓦失效实物;4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物,各种联轴器、离合器实物模型。
四、注意事项注意保护零件陈列柜中的零件。
五、实验作业1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各有哪些类型?2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。
六、问题思考1.传动带按截面形式分哪几种?带传动有哪几种失效形式?2.传动链有哪几种?链传动的主要失效形式有哪些?3.齿轮传动有哪些类型?各有何特点?齿轮的失效形式主要有哪几种?4.蜗杆传动的主要类型有哪几种?蜗杆传动的主要失效形式有哪几种?5.轴按承载情况分为哪几种?轴常见的失效形式有哪些?6.联轴器与离合器各分为哪几类?各满足哪些基本要求?7.弹簧的主要类型和功用是什么?8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些?9.零件和构件的本质区别是什么?第二节螺栓联接综合实验一、实验目的1.了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。
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机械设计实验指导书(机械类)洪英刘文吉编________学院________专业____班姓名___________天津工业大学机电学院机械基础实验中心目录实验一螺栓组联接实验 (1)实验二机械传动效率实验 (3)实验三液体动压径向滑动轴承实验 (14)实验四轴系结构设计实验指导书 (18)实验一螺栓组联接实验一、实验目的1.实测受翻转力矩作用下螺栓组联接中各螺栓受力情况;2.深化课程学习中对螺栓组联接螺栓实际受力的认识;3.进一步熟悉电阻应变片应变测量方法。
二、实验原理与方法1.结构简述本实验采用II型多功能螺栓组联接实验台(参见图1.1a),配有数显式静态电阻应变仪。
机座1与被联接件4用双排共10个螺栓2联接,连接面之间加有垫片8(橡胶或其它材料),6为杠杆加载系统,砝码7的重力通过杠杆系统1:75 增力后作用于被联接件上,从而使被联接件受到翻转力矩的作用。
每个螺栓上都贴有电阻应变片(参见图1.1b),用以测量螺栓的受力大小。
当10个螺栓把被联接件均匀预紧后,在翻转力矩作用下,被联接件有绕对称轴翻转的趋势,每个螺栓的受力将发生变化,通过电阻应变片用电阻应变仪进行测量,便可测得螺栓组的载荷分布(每个螺栓的受力情况)。
a b1.机座2.螺栓3.测试梁4.被联接件5.测试齿6.杠杆系统7.砝码8.垫片图1.1 实验台结构示意图2.主要技术参数1)螺栓中段直径:d=6.5mm;2)螺栓材料的弹性模量:E=205Gpa;3)加载杠杆比:1:75;4)被联接件悬臂长:L=214m5)各相邻螺栓的垂直间距离=33mm图1.2 实验螺栓安装及贴片图图1.3 单片测量连线图三、实验步骤与要求1.仪器连线将每个螺栓上电阻应变片的联线接到电阻应变仪的接线箱上(采用半桥测量方法,参见图1.3)。
2.螺栓初预紧首先用手将螺栓组各螺栓左端螺帽I用手尽力拧紧,然后再用手将右端各螺帽II也尽力拧紧(初预紧前,应先抬起杠杆加载系统,不使加载系统的自重加到螺栓组连接件上)。
3.应变测量点预调平衡在各螺栓初预紧后,以此作为初始状态,进行各螺栓应变测量的调零(预调平衡),把各应变测量点尽可能调到“零”读数。
4.螺栓加预紧力F'安装好杠杆加载系统后,给各螺栓加上尽可能相同的一定量的预紧力。
为防止螺栓受扭矩影响,一定要用扳手拧右端的螺帽II来预紧(螺栓的右端有一段为矩形断面,用以防止螺栓产生扭转变形)。
在预紧过程中,各螺栓的预紧力会相互影响,所以,应先后交叉并重复对螺栓进行预紧,使各螺栓都预紧到接近相同的设定预应变量(建议ε预=300~400με)。
为此,可能要反复调整多次。
5.进行加载实验螺栓预紧完毕后,即可在杠杆加载系统上挂上砝码P进行测试。
加载后从电阻应变仪上逐点读出各螺栓在翻转力矩M=P•L作用下的总应变值。
注意:为避免螺栓超载损坏,任意螺栓的总应变值(预紧应变+工作应变)不应超过容许的最大应变值(εmax<800με)。
实验二机械传动效率实验效率是表征机械性能好坏一个重要经济指标,也说明该机械输入功率的利用程度。
但效率值的大小用理论的方法来决定是很困难的。
因为效率与功率的损耗有关,而理论上是不可能把全部影响功率损耗的因素都估计到,因此实践中都是通过实验的方法来求得效率的数据。
在进行效率实验时,有时是以整个传动部件(如减速器)进行实验,也有时只进行一对传动元件(如一对齿轮或带传动)进行实验。
但其计算效率的公式都是一样的,即:η = N2 / N1其中 N2——输出功率N1——输入功率对单级传动来讲效率η表示一级传动的效率,对多级传动,效率η表示该部件的总效率。
总效率为各级效率的连乘积。
η = η1 ∙η2……ηn本实验为综合性实验,包括带、齿轮、蜗杆减速器等传动零部件的传动性能和效率的测定,并对实验结果进行比较和评价。
实验目的:1. 学习带、齿轮、蜗杆减速器等传动零部件的传动性能和效率η的测定方法。
2.了解并比较各种传动零部件传动性能和效率η的大小及其影响的因素.实验之一:带传动滑动率和效率测定实验之二:齿轮传动效率测定实验之三:蜗杆减速器传动效率测定实验之四:_________传动效率测定实验之五:_________传动效率测定带传动的滑动和效率实验一、实验台用途本实验台是《机械设计》课程中带传动实验专用设备,其用途是:1. 观察带传动中的弹性滑动和打滑现象,以及它们与带传递载荷之间的关系。
2. 比较预紧力大小对带传动承栽能力的影响。
3. 比较分析平带、V带和圆带传动的承载能力。
4. 测定并绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线,观察带传动弹性滑动和打滑的动画仿真,了解带传动所传递载荷与弹性滑差率及传动效率之间的关系。
5. 了解带传动实验台的构造和工作原理,掌握带传动转矩、转速的测量方法。
二、实验台结构及工作原理本实验台主要结构如图1所示。
1. 电动机移动底板2. 砝码及砝码架3. 力传感器4. 转矩力测杆5. 电动机6. 试验带7. 光电测速装置8. 发电机9. 负载灯泡组 10. 机座 11. 操纵面板图1 CQP-C带传动实验台主要结构图1. 试验带6装在主动带轮和从动带轮上。
主动带轮装在直流伺服电动机5的主轴前端,该电动机为特制的两端外壳由滚动轴承支承的直流伺服电动机,滚动轴承座固定在移动底板1上,整个电动机可相对两端滚动轴承座转动,移动底板1能相对机座10在水平方向滑移。
从动带轮装在发电机8的主轴前端,该发电机为特制的两端外壳由滚动轴承支承的直流伺服发电机,滚动轴承座固定在机座10上,整个发电机也可相对两端滚动轴承座转动。
2. 砝码及砝码架2通过尼龙绳与移动底板1相连,用于张紧试验带,增加或减少砝码,即可增大或减少试验带的初拉力。
3. 发电机8的输出电路中并联有8个40W灯泡9,组成实验台加载系统,该加载系统可通过计算机软件主界面上的加载按钮控制,也可用实验台面板上触摸按钮6、7(见图2)进行手动控制并显示。
4. 实验台面板布置如图2所示。
图2 带传动实验台面板布置图1. 电源开关2. 电动机转速调节3. 电动机转速显示4. 发电机转速显示5. 加载显示6. 卸载按钮7. 加载按钮8. 发电机转矩力显示9. 电动机转矩力显示5. 主动带轮的驱动转矩T1和从动带轮的负载转矩T2均是通过电机外壳的反力矩来测定的。
当电动机5启动和发电机8加负载后,由于定子与转子间磁场的相互作用,电动机的外壳(定子)将向转子回转的反向(逆时针)翻转,而发电动机的外壳将向转子回转的同向(顺时针)翻转。
两电机外壳上均固定有测力杆4,把电机外壳翻转时产生的转矩力传递给传感器3。
主、从动带轮转矩力可直接在面板上的数码管窗口上读取,并可传到计算机中进行计算分析。
带传动实验分析界面窗口直接显示主、从动带轮上的转矩值。
主动带轮上的转矩 T1=Q1K1L1 N.m从动带轮上的转矩 T2=Q2K2L2 N.m式中: Q1、Q2—电机转矩力(面板窗口显示读取);K1、K2—转矩力测杆刚性系数(本实验台K1=K2=0.24N/格);L1、L2—力臂长,即电机转子中心至力传感器轴心矩离(本实验台L1=L2=120mm )。
6. 两电机的主轴后端均装有光电测速转盘7,转盘上有一小孔,转盘一侧固定有光电传感器,传感器侧头正对转盘小孔,主轴转动时,可在实验台面板数码管窗口上直接读出主轴转速(即带轮转速),并可传到计算机中进行计算分析。
7. 弹性滑动率ε主、从动带轮转速n1、n2可从实验台面板窗口或带传动实验分析界面窗口上直接读出。
由于带传动存在弹性滑动,使v 2﹤v1,其速度降低程度用滑差率ε表示:121122111%%v v d n d n v d n ε--== 当d1=d2时:121%n n n ε-= 式中:d1、d2 —主、从动带轮基准直径;v1、v2 —主、从动带论的圆周速度;n1、n2 —主、从动带轮的转速。
8. 带传动的效率η222111·%·p T np T nη==式中:1p p2、—主、从动带轮上的功率;T1、T2—主、从动带轮上的转矩n1、n2—主、从动带轮的转速。
9. 带传动的弹性滑动曲线和效率曲线改变带传动的负载,其T1、T2、n1、n2也都在改变,这样就可算得一系列的ε、η值,以T2为横坐标,分别以ε、η为纵坐标,可绘制出弹性滑动曲线和效率曲线,如图3所示。
图3 带传动弹性滑动曲线和效率曲线图中横坐标上A0点为临界点,A0点以左为弹性滑动区,即带传动的正常工作区段,在该区域内,随着载荷的增加,弹性滑差率ε和效率η逐渐增加;当载荷继续增加到超过临界点A0时,弹性滑差率ε急剧上升,效率η急剧下降,带传动进入打滑区段,不能正常工作,应当避免。
三、软件界面操作说明1. 带传动实验台软件封面(图4)图4 带传动实验台软件封面在封面上非文字区单击左键,即可进入带传动实验说明界面。
2. 带传动实验说明界面(图5)图5 带传动实验说明界面[实验]:单击此键,进入带传动实验分析界面。
[音乐]:单击此键,音乐关闭,同时[关闭音乐] 变为[打开音乐];反之,单击[打开音乐],音乐打开,[打开音乐] 变为[关闭音乐]。
[图片]:单击此键,弹出带传动实验说明框。
[返回]:单击此键,返回带传动实验台软件封面。
[退出系统]:单击此键,结束程序的运行,返回WINDOWS界面。
3. 带传动实验分析界面(图6)该界面开有皮带传动弹性滑动和打滑现象动画模拟窗口、带传动滑动曲线和效率曲线的测试绘制窗口。
各控键说明如下:图6 带传动实验分析界面[运动模拟]:单击此健,可以清楚观察带传动的运动和弹性滑动及打滑现象。
[加载]:击此健可加载灯泡组负荷,每击一次可增加一个灯泡(40W)负荷功率。
[稳定测试]:单击此键,稳定记录实时显示的带传动的实测数据。
[实测曲线]:单击此键,显示带传动滑动曲线和效率曲线。
[音乐]:单击此键,音乐关闭,同时[关闭音乐] 变为[打开音乐];反之,单击[打开音乐],音乐打开,[打开音乐] 变为[关闭音乐]。
[操作说明]:单击此键,弹出带传动实验说明框。
[重做实验]:单击此键,重新加载、测试。
[打印]:单击此键,弹出打印对话框,将带传动滑动曲线和效率曲线打印出来或保存为文件。
[返回]:单击此键,返回带传动实验说明界面。
[退出系统]:单击此键,结束程序的运行,返回WINDOWS界面。
四、主要技术参数直流伺服电动机:功率355W,调速范围50~1500rpm,精度±1r/m;预紧力最大值:3.5kgf;转矩力测杆力臂长:L1=L2=120mm(L1、L2电机转子轴心至力传感器中心的距离);测力杆刚度系数:K1=K2=0.24N/格;带轮直径:平带轮与圆带轮d1=d2=120mm,V带轮d1 =120mm d2=80mm;压力传感器:精度1%,量程0~50N;直流发电机:功率355W,加载范围0~320W(40W×8);外形尺寸:800×400×1000mm;总重量:110kg五、实验步骤1. 打开计算机,单击“带传动”图标,进入带传动封面。