机械设计基础实验

实验二带传动实验

一、 实验目的

1. 了解带传动实验台结构及工作原理。

2. 观察带传动中的弹性滑动和打滑现象。

3. 掌握改变初拉力对带传动能力的影响。

4. 绘制带传动滑动曲线和效率曲线。

二、 实验设备及原理

实验设备：DCS 带传动测试系统

实验台的工作原理：传动带装在主动轮和从动轮上，直流电动机和发电机均由一对滚动轴承支撑，而使电机的定子可绕轴线摆 动，从而通过测矩系统，直接测岀主动轮和从动轮的工作转矩 T i 和T 2。主动轮和从动轮的转速 n i 和n 2是通过调速旋纽来调控，并通

过测速装置直接显示岀来。

这样，就可以得到在相应工况下的一组实验结果： 带传动的滑动系数：

n i in 2

1

2

100

o

式中i 为传动比，由于实验台的带轮直径 D=D ，i=1。所以

带传动的传动效率:

p

如 10000 P 1 “1

式中：P 1、P 2——主动轮、从动轮的功率

随着发电机负载的改变，T 1、T 2和n 1、n 2值也将随之改变。这样，可以获得几个工况下的 e 和h 值，由此可以给出这套带传动的

滑动率曲线和效率曲线。

改变带的预紧力F 0，又可以得到在不同预紧拉力下的一组测试数据。 三、实验容与实验步骤

（一） 人工记录操作方法

1?准备工作

1） 检查实验台，使各机件处于完好状态； 2） 将传动带装在主动带轮和从动带轮上； 3） 加上砝码1,使产生所需初拉力 F 0； 4） 将电机调速旋钮逆时针方向转到底。 2. 实验步骤

1） 接通电源（单向220V ）。

2）按清零键，将调速旋钮顺时针向“高速”方向旋转，电机由启动逐渐增速，同时观察实验台面板上主动轮转速的显示数，

其上的数字即为当时的主动电机转速。当主动电机转速达到 1400转/分左右时，停止转速调节。此时从动电机转速也将稳定地

显示在面板上。

3）在空载状态下调整实验台背面的调零电位器

（参见图2—4），使从动轮转矩显示的数字在 0.030 Nmn 左右，主动轮转矩显示

的数字在 0.090 Nmm 左右（参见图2— 3）。

4） 待调零稳定后（一般在转动调零电位器后，显示器数字跳动

2— 3次，即可达到稳定值），按加载键一次，最左第一个加载

指示灯亮，待主、从动轮的转矩及转速显示稳定后，调节主动转矩放大倍数电位器，使主动轮转矩增量略大于从动轮转矩增量。 显示稳定后，按清零键，再进行调零。如此反复几次，即可完成转矩零点放大倍数的调节。

5） 加载 在空载时，记录一下主、从动轮转矩与转速值。按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，待显示基本稳定后，记 录下主、从动轮的转

矩及转速值。再按“加载”键一次，第二个加载指示灯亮，待显示稳定后，再次记下主、从动轮的转矩及转 速值。重复上述操作，直至 8个加载指示灯亮，记录下 8组数据，便可以画岀带传动的滑动曲线￡—

T 2图及效率曲线n — T 2图。

在记录下各组数据后，应及时按“清零”键。显示等全部熄灭，机构处于空载状态，关电源前，应将电机调速至零，然后再关 闭电源。另外，为便于记录数据，在实验台的面板上还设置了“保持”键，每次加载数据基本稳定以后，按“保持”键，即可使 当时的转矩、转速显示值稳定不变。按任意键，可脱离“保持”状态。

（二） 实验台与计算机接口

在DCS-II 型带传动实验台背面上设有 RS-232串行接口，可通过所附的信号线直接和计算机相联， 组成智能带传动实验系统。

操作步骤为：

1?在关电源的状态下，将信号线一端接到实验机 RS-232插座，另一端接到计算机串行输岀口

（串行口 1#或串行口 2#均可,

但无论连线或拆线时，都应先关闭计算机和实验机电源，以免烧坏接口元件

）。

2 ?打开计算机，在DOS 犬态下插入软盘，运行DCS EXE 文件，屏幕将提示要求输入串行口通道号，根据信号线所接的通道， 输入1#或2#通

道，经回车确认后屏幕将岀现功能菜单，根据菜单，选择“输入”功能并按回车确定，计算机将处于等待信号输入 状态。

3 ?打开实验台电源，调整主、从动轮转矩零点及放大倍数至合适位置 （方法同前）。 4按一下“加载”键，待转速稳定后(一般需要 2?3个显示周期)，再按一下’’加载”键，如此反复，直至实验台面板上四 组数码管全部显示“ 8888”，表明所采数据已全部送至计算机。

n 1 n 2

n i

100 o o

5 ?当实验机全部显示“ 8888”时，计算机屏幕将全部显示所采集的8组数。

6 ?移动功能菜单的光标，选择“曲线”功能，屏幕将显示本次实验的曲线和数据。

7 ?移动功能菜单的光标至“打印”功能，打印机将打印实验曲线和数据。

8 ?实验过程中如需调岀本次数据，只需将光标移至“输入”功能，并回车确认，同时按下实验台的“送数”键，数据即被送至计算机，可用上述6、7项操作进行画图打印。

9. —次实验结束后如需继续实

验，可按一下实验台的“清零”键，同时将计算机屏幕上的菜单选至“输入”，重复上述4?7

项即可。

10. 实验结束后，关闭实验机的电源，将计算机屏幕上的菜单选至“退岀”，回车确认后即可退岀。退岀后应及时

关闭计算机。

四、实验记录计算结果

F o= kg

五、用坐标纸绘制P2 —e滑动率曲线，P2—h效率曲线。

六、思考题

带传动的弹性滑动和打滑现象有何区别？它们各自产生的原因是什么?

三、减速器拆装实验

1 ?实验目的

(1) 了解传动装置中各种轴承部件的组合设计特点及其调整方法;

(2) 通过轴上零件的拆装，了解阶梯轴设计的一般原则；⑶培养分析、判断和正确设计轴承部件的能力。

2 .实验任务：

⑴了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。

⑵了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。

⑶熟悉减速器的拆装和调整过程

3 ?实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组）

⑴二级LQ-250型或JZQ —250型减速器一台

⑵游标卡尺一把3、活扳手二把4、套筒扳手一套5、钢板尺一把

4.实验容

⑴了解铸造箱体的结构。

⑵观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。

⑶测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的宽度和厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离、轴承端面至箱壁之间的距离。

⑷了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

②用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。

③拆卸箱盖

a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。

b、仔细观察箱体各零部件的结构和位置。

c、测量实验容了解所要求的尺寸。

d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱取岀，按合理顺序拆卸轴上零件。

⑵装配

按原样将减速器装配好，装配时按先部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。

⑴切注勿盲事拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。。心、

⑵爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏。

8 .思考题：

对减速器的拆装，指岀哪些地方不合理并提岀改进意见。

答：拆装减速器时，要运用好工具，不能使用蛮力，不仅会让自己受伤，而且对减速器会造成伤害。在测量数据时，要找对恰当的测量方法，选对测量的工具，这样测得的数据准确，也事半功倍。另外，测量的顺序也很重要，我组就因顺序错误造成大齿轮顶圆与箱体底面的距离偏差较大。

参考数据，不得照抄：

机构运动简图测绘实验

一、实验目的

1. 通过对各种机械实物或模型的测绘，绘制机构运动简图，了解运动副的实际结构；

2. 熟练掌握机构自由度的计算，验证机构具有确定运动的条件。

二、实验设备和工具

1. 若干机械实物或机构模型；

2. 钢直尺；

3. 自备铅笔、橡皮、草稿纸。

三、实验原理

机构的运动仅与机构中构件的数目，各构件组成的运动副的类型、数目以及各运动副的相对位置有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关。用简单的线条或图形轮廓表示构件，以规定的符号代表运动副，按一定比例尺寸关系确定运动副的相对位置，绘制出反映机构在某一位置时各构件间相对运动关系的简图，即机构运动简图。

四、实验容

1. 绘制机构运动简图，并计算机构的自由度；

2. 判断原动件数目与原动件数目是否相等，分析机构运动的确定性。

五、实验步骤

1. 确定机构中构件的数目

缓慢地驱动被测绘的机械实物或机构模型，确定原动件。从原动件开始仔细观察所测绘机构中各构件的运动，分出运动单元，确定机构的构件数目，进而确

定原动件、执行构件、机架及各从动件。

2. 确定运动副的类型和数目

根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型和数目。

3. 合理选择机构运动简图的投影面

一般选择与机构的多数构件的运动平面相平行的平面作为投影面，必要时也可以就机构的不同部分选择两个或两个以上的投影面， 然后展开到同一平面上，或者把主运动简图上难以表达清楚的部分，另绘一局部简图。总之，以简单清楚地把机构的运动情况正确 地表示岀来为原则。

4. 画出机构运动简图的草图

将原动件转到某一适当位置，以便在绘制机构运动简图时，能清楚地表示各构件之间和运动副之间的相对位置。根据各构件在投影 面上的投影状况，从原动件开始，循着运动传递路线，在草稿纸上，按规定的符号，目测各运动副的相对位置，使实物与机构运动 简图大致成比例，徒手画出机构简图的草图。

5. 计算机构的自由度

p

机构的自由度用F 表示，计算平面机构自由度的公式为 F 3n

2p L P H ，其中n 为机构中活动构件的数目，

P L 为平面低

副数目，

P H

为平面高副数目。将计算结果与实物对照，观察自由度是否与原动件数目相等，特别注意机构中存在虚约束、局部自 由度、复合铰链情况下自由

度的计算。

6. 确定比例尺，作正式的机构运动简图，注明构件的运动学尺寸。

仔细测量机构的运动学尺寸，任意假定原动件的位置，并按一定的比例绘制机构运动简图。 运动学尺寸是指同一构件上两运动副元素之间的相对位置参数。通常包含以下几类：

1 ）对于同一构件上任意两转动副，其中心间的距离即为运动学尺寸，若该构件是机架，则还需加上两转动副中心连线与参考直线 之间的夹角。 2） 对于同一构件上两移动副，如果其导路方向线平行，其导路中心线间的垂直距离即为机构的运动学尺寸。 3） 对于同一构件上某一转动副与另一移动副，则从转动副中心到移动副导路中心线间的垂直距离即为机构的运动学尺寸。 4） 在高实际长轮副m 轮廓形状应按实际描绘。

根据测量

实际长尺寸，选定比例尺

L

图示长度mm

在实验报告纸上，用三角板和圆规，将上述草图，按选定的比例尺，画出正式的机构运动简图。 六、 注意事项

1. 绘制机构运动简图时，须将原动件转到某一适当位置，使各构件不相互重叠；

2. 注意一个构件在中部与其它构件用转动副联接的表示方法；

3. 机架的相关尺寸不应遗漏；

4. 两个运动副不在同一运动平面时，应注意其相对位置尺寸的测量方法。

七、 思考题

1. 何谓机构运动简图？

2. 机构具有确定运动的条件是什么？