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1、机 械 设 计计实 验 指 导导 书（机械设设计及其其自动化化专业用用）编写：梁梁华琪班级：学号：姓名：安徽建筑筑工业学学院机电电系机械械实验室室20077年9月月目 录实验一螺螺栓联接接实验2实验二带带传动实实验6实验三 机械传传动性能能综合实实验9实验四 蜗杆传传动效率率测试实实验144实验五 动压轴轴承实验验188实验六摩摩擦磨损损试验22实验七轴轴系结构构分析与与设计实实验31实验八链链与万向向节传动动系统实实验35实验九减减速器结结构分析析实验37实验一 螺栓联联接实验验实验学时时：2实验类型型：验证证性实验要求求：必开开一、实验验目的现代各类类机械中中，广泛泛应用螺螺栓进行行联接，
2、如如何计算算和测量量螺栓受受力情况况及静、动动态特性性参数，是是工程技技术人员员的一个个重要课课题。本本实验通通过对螺螺栓的受受力进行行测试和和分析要要求达到到下述目目的。1、了解解螺栓联联接在拧拧紧过程程中各部部分的受受力情况况。2、计算算螺栓相相对刚度度，并绘绘制螺栓栓联接的的受力变变形图。3、验证证受轴向向工作载载荷时，预预紧螺栓栓联接的的变形规规律，及及对螺栓栓总拉力力的影响响。4、通过过螺栓的的动载实实验，改改变螺栓栓联接的的相对刚刚度，观观察螺栓栓动应力力幅值的的变化，以以验证提提高螺栓栓联接强强度的各各项措施施。二、实验验项目 LZSS螺栓联联接综合合实验台台可进行行下列实实验项
3、目目：1、（空空心）螺螺栓联接接静、动动态实验验。（空空心螺栓栓+刚性性垫片+无锥塞塞）2、改变变螺栓刚刚度的联联接静、动动态实验验。（空空心螺栓栓、实心心螺栓）3、改变变垫片刚刚度的静静、动态态实验。（刚刚性垫片片、弹性性垫片）4、改变变被连接接件刚度度的静、动动态实验验。（有有锥塞、无无锥塞）三、实验验设备及及仪器该实验需需LZSS螺栓联联接综合合实验台台一台，CCQYDDJ44静动态态测量仪仪一台，计计算机及及专用软软件等实实验设备备及仪器器。1、螺栓栓联接实实验台的的结构与与工作原原理。如如图1所所示。1）螺栓栓部分包包括M116空心心螺栓、大大螺母、组组合垫片片和M88小螺杆杆组成。
4、空空心螺栓栓贴有测测拉力和和扭矩的的两组应应变片，分分别测量量螺栓在在拧紧时时，所受受预紧拉拉力和扭扭矩。空空心螺栓栓的内孔孔中装有有M8小小螺杆，拧拧紧或松松开其上上的手柄柄杆，即即可改变变空心螺螺栓的实实际受载载截面积积，以达达到改变变联接件件刚度的的目的。组组合垫片片设计成成刚性和和弹性两两用的结结构，用用以改变变被联接接件系统统的刚度度。2）被联联接件部部分由上上板、下下板和八八角环、锥锥塞组成成，八角角环上贴贴有一组组应变片片，测量量被联接接件受力力的大小小，中部部有锥形形孔，插插入或拨拨出锥塞塞即可改改变八角角环的受受力，以以改变被被联接件件系统的的刚度。3）加载载部分由由蜗杆、蜗
5、蜗轮、挺挺杆和弹弹簧组成成，挺杆杆上贴有有应变片片，用以以测量所所加工作作载荷的的大小，蜗蜗杆一端端与电机机相联，另另一端装装有手轮轮，启动动电机或或转动手手轮使挺挺杆上升升或下降降，以达达到加载载、卸载载（改变变工作载载荷）的的目的。图1 螺螺栓联接接实验台台的结构构1）.aan、电电动机 2、蜗蜗杆 3、凸凸轮 4、蜗蜗轮 5、下下板 6、扭扭力插座座 77、锥塞塞 88、拉力力插座 9、弹弹簧10、空空心螺杆杆 111、千千分表 122、螺母母 113、组组合垫片片(一面面刚性一一面弹性性) 114、八八角环压压力插座座15、八八角环 166、挺杆杆压力插插座 17、MM8螺杆杆 118
6、、挺挺杆 19、手手轮 20上上板4）主要要技术参参数 、螺螺栓材料料为400Cr、弹弹性模量量E=22060000 N/mmm2，螺螺栓杆外外直径DD1=116mmm，螺栓栓杆内直直径D22=8mmm，变变形计算算长度LL=1660mmm。 、八八角环材材料为440Crr，弹性性模量EE=20060000 NN/mmm2。LL=1005mmm。 、挺挺杆材料料为400Cr、弹弹性模量量E=22060000 N/mmm2，挺挺杆直径径D=114mmm，变形形计算长长度L=88mmm。2、LSSD-AA型静动动态测量量仪的工工作原理理及各测测点应变变片的组组桥方式式。实验台各各被测件件的应变变量
7、用CCQYDDJ44型静动动态测量量仪测量量，通过过标定或或计算即即可换算算出各部部分的大大小。该该仪器的的工作原原理方框框图请参参看CQQYDJJ4型型静动态态测量仪仪使用说说明书。CQYDDJ44型静动动态测量量仪是利利用金属属材料的的特性，将将非电量量的变化化转换成成电量变变化的测测量仪，应应变测量量的转换换元件应变变片是用用极细的的金属电电阻丝绕绕成或用用金属箔箔片印刷刷腐蚀而而成，用用粘剂将将应变片片牢固的的贴在被被测物件件上，当当被测件件受到外外力作用用长度发发生变化化时，粘粘贴在被被测件上上的应变变片也相相应变化化，应变变片的电电阻值也也随着发发生了R的变变化，这这样就把把机械量
8、量转换成成电量（电电阻值）的的变化。用用灵敏的的电阻测测量仪电桥桥，测出出电阻值值的变化化R/RR，就可可换算出出相应的的应变，并可可直接在在测量仪仪的液晶晶1288X644点阵的的大显示示屏读出出应变值值。通过过A/DD板该仪仪器可向向计算机机发送被被测点应应变值，供供计算机机处理。LZS螺螺栓联接接综合实实验台各各测点均均采用箔箔式电阻阻应变片片，其阻阻值为1120，灵敏敏系数kk=2.20，各各测点均均为两片片应变片片，按半半桥测量量要求粘粘贴组成成如图22所示半半桥电路路（即测测量桥的的两桥臂臂），图图中A、B、CC三点分分别应为为连接线线中的三三色细导导线，其其黄色线线（即BB点）为
9、为两应变变片之公公共点。3、计算算机专用用多媒体体软件及及其他配配套器具具1）需要要计算机机的配置置为带RRS2332口主主板；2）实验验台专用用多媒体体软件，该该软件可可进行螺螺栓静态态联接实实验和动动态联接接实验的的数据结结果处理理、整理理，并打打印出所所需的实实测曲线线和理论论曲线图图，待实实验结束束后进行行分析。3）专用用扭力扳扳手0-2000Nm一一把，量量程为00-1mmm的千千分表两两个。四、实验验方法及及步骤以出厂设设定（实实验台八八角环上上未装两两锥塞，松松开空心心螺栓上上的M88小螺杆杆手柄，组组合垫片片换成刚刚性的。）的的空心螺螺栓联接接静动态态实验为为例说明明实验方方法
10、和步步骤（一）螺螺栓联接接静态实实验方法法与步骤骤图2 半桥电路1）用静静动态测测量仪配配套的44根信号号数据线线的插头头端将实实验台各各测点插插座连接接好，各各测点的的布置为为：电机机侧八角角环的上上方为螺螺栓拉力力，下方方为螺栓栓扭力。手手轮侧八八角环的的上方为为八角环环压力，下下方为挺挺杆压力力。然后后再将数数据线分分别接于于测量仪仪背面CCH1、CCH2、CCH3、CCH4各各通道的的A、BB、C接接线端子子上。用用配套的的串口线线接测量量仪背面面的9芯芯RS2232插插座，另另一头连连接计算算机上的的RS2232串串口。2）打开开测量仪仪电源开开关，启启动计算算机，进进入软件件封面，
11、单单击“静态螺螺栓实验验”，进入入静态螺螺栓实验验主界面面。单击击“串口测测试”菜单，用用以检查查通讯是是否正常常，通讯讯正常方方可进行行以下实实验步骤骤。3）进入入静态螺螺栓主界界面，单单击“实验项项目选择择”菜单，选选 “空心螺螺杆”项，（默默认值）。4）转动动实验台台手轮，挺挺杆下降降，使弹弹簧下座座接触下下板面，卸卸掉弹簧簧施加给给空心螺螺栓的轴轴向载荷荷。将用用以测量量被联接接件与联联接件（螺螺栓）变变形量的的两块千千分表，分分别安装装在表架架上，使使表的测测杆触头头分别与与上板面面和螺栓栓顶端面面少许（0.5mm）接触。5）手拧拧大螺母母至恰好好与垫片片接触。螺螺栓不应应有松动动的
12、感觉觉，分别别将两千千分表调调零。单击“校校零”键，软软件对上上一步骤骤采集的的数据进进行清零零处理。用扭力矩矩扳手预预紧被试试螺栓，当当扳手力力矩为330440Nmm时，取取下扳手手，完成成螺栓预预紧。6）将千千分表测测量的螺螺栓拉变变形值和和八角环环压变形形值输入入到相应应的“千分表表值输入入”框中。a) 单单击“预紧”键进行行螺栓预预紧后，预预紧工况况的数据据采集和和处理。同同时生成成预紧时时的理论论曲线。b) 如如果预紧紧正确，单单击标标定键键进行参参数标定定，此时时标定系系数被自自动修正正。c) 用用手将实实验台上上手轮逆逆时钟（面面对手轮轮）旋转转，使挺挺杆上升升至一定定高度（15
13、mm），压缩弹簧对空心螺栓轴向加载，力的大小可通过上升高度控制，塞入15mm的测量棒确定，然后将千分表测到的变形值再次输入到相应的“千分表值输入”框中。d) 单单击“加载”键进行行轴向加加载工况况的数据据采集和和处理，同同时生成成理论曲曲线与实实际测量量的曲线线图。e) 如如果加载载正确，单单击标标定键键进行参参数标定定，此时时标定系系数被自自动修正正。f) 单单击实实验报告告键，生生成实验验报告。（二）螺螺栓联接接动态实实验1）螺栓栓联接的的静态实实验结束束返回封封面，单单击“动态螺螺栓”进入动动态螺栓栓实验界界面。2）重复复静态实实验方法法与步骤骤中的11-122步。你你已经做做了静态态实
14、验，则则此处不不必重做做。3）取下下实验台台右侧手手轮，开开启实验验台电动动机开关关，单击击“动态”键，使使电动机机运转。进进行动态态工况的的采集和和处理。同同时生成成理论曲曲线与实实际测量量的曲线线图。4）单击击实验验报告键，生生成实验验报告。5）完成成上述操操作后，动动态螺栓栓联接实实验结束束。五、注意意事项1、电机机的接线线必须正正确，电电机的旋旋转方向向为逆时时钟（面面向手轮轮正面）；2、进行行动态实实验，开开启电机机电源开开关时必必须注意意把手轮轮卸下来来，避免免电机转转动时发发生安全全事故，并并可减少少实验台台振动和和噪声。六、实验验报告1、数据据记录（自自拟）2、螺栓栓联接静静、
15、动特特性应力力分布曲曲线图（力力与变形形曲线）3、结果果分析。实验二 带传动动实验实验学时时：2实验类型型：验证证性实验要求求：必开开一、实验验台目的的：1、掌握握测定皮皮带传动动滑差率率和效率率及绘制制实测曲曲线。2、学生生可利用用计算机机在软件件界面说说明文件件的指导导下，独独立自主主地进行行实验，培培养学生生的实际际动手能能力。二、实验验内容：1、皮带带传动滑滑动曲线线和效率率曲线的的测量绘绘制：该实验装装置采用用压力传传感器和和A/DD卡采集集主动带带轮和从从动带轮轮的驱动动力矩力力和阻力力矩力，采采用光电电传感器器和A/D板采采集主、从从动带轮轮的转速速。最后后输入计计算机进进行处理
16、理分析，作作出实测测滑动曲曲线和效效率曲线线。使学学生了解解带传动动的弹性性滑动和和打滑对对传动效效率的影影响。2、皮带带传动运运动弹性性滑动和和打滑现现象动画画模拟：该实验装装置配置置的计算算机多媒媒体软件件，在输输入实测测主、从从动带轮轮的转速速后，通通过数模模计算作作出带传传动运动动模拟，可可清楚观观察带传传动的弹弹性滑动动和打滑滑现象动动画图象象。三、实验验设备1、实验验台简介介：图1 皮皮带传动动实验台台主要结结构图1、电机机移动底底板 2、砝砝码和砝砝码架 3、力力传感器器 4、转转矩力测测杆 5、主主动电动动机6、平皮皮带 7、光光电测速速装置 88、发电电机 9、灯灯泡组 11
17、0、机机座机壳壳 11、操操纵面板板（1）主主要结构构及工作作原理该实验传传动系统统，由皮皮带6和和一个装装有主动动带轮的的直流伺伺服电动动机组件件，另一一个装有有从动带带轮的直直流伺服服发电机机组件构构成。（2）、主主动轮电电机5为为特制两两端带滚滚动轴承承座的直直流伺服服电机，滚滚动轴承承座固定定在一个个滑动的的底板11上，电电机外壳壳（定子子）未固固定可相相对其两两端滚动动轴承座座转动。滑滑动的底底板能相相对机座座10在在水平方方向滑动动。（3）、砝砝码架和和砝码22与滑动动底板通通过绳和和滑轮相相连，用用于张紧紧皮带；加上或或减少法法码，即即可增加加或减少少皮带初初拉力。从从动轮电电机
18、8也也为特制制两端带带滚动轴轴承座的的直流伺伺服发电电机，电电机外壳壳（定子子）未固固定可相相对其两两端滚动动轴承座座转动，轴轴承座固固定在机机座机壳壳上。（4）、发发电机和和灯泡99，以及及实验台台内的电电子加载载电路组组成实验验台加载载系统，该该加载系系统可通通过计算算机软件件主界面面的加载载按钮控控制，也也可用面面板上触触摸按钮钮（加载载按钮和和卸载按按钮）进进行手动动控制和和显示。（5）、可可转动两两电机的的外壳上上装有测测力杆44，把电电机外壳壳转动时时产生的的转矩力力传递给给传感器器。主、从从动皮带带轮扭矩矩力可直直接在面面板各自自的数码码管上读读取，并并传到计计算机中中进行处处理
19、分析析。（6）、两两电机后后端装有有光电测测速装置置和测速速转盘77，测速速方式为为红外线线光电测测速；主主、从动动皮带轮轮转速可可直接在在面板各各自的数数码管上上读取，并并传到计计算机中中进行处处理分析析。（7）、直直流电动动机的调调速电源源，采用用先进的的脉冲宽宽度调制制的调速速电源； 2、主要要技术参参数直流电机机功率为为 3355WW主电机调调速范围围 5015000rppm皮带初拉拉力值为为 233.5kkg.ff杠杆测力力臂长度度 L1=L2=1200mm（LL1L2电动机机、发电电机中心心至传感感器中心心的距离离）皮带轮直直径 D1=D2=1200mm压力传感感器 精精度为11%
20、 测量范范围为00500N测速范围围： 550转/分115000转/分分灯泡额定定功率：共3220W（88个400W）3、电气气装置工工作原理理该仪器电电气测量量控制由由三个部部分组成成：（1）、电电机调速速部分：该部分分采用专专用的由由脉宽调调制（PPWM）原原理设计计的直流流电机调调速电源源，调节节面板上上的调速速旋钮对对电动机机进行调调速。 （2）、仪仪器控制制直流电电源及传传感器放放大电路路部分：该电路路板由直直流电源源及传感感器放大大电路组组成，直直流电源源主要向向显示控控制板和和4组传传感器放放大电路路供电,和将44个传感感器的测测量信号号放大到到规定幅幅度供显显示控制制板采样样测
21、量。（3）、显显示测量量控制部部分：该该部分由由单片机机、A/D转换换、加载载控制电电路和RRS-2232接接口组成成。A/D转换换控制电电路负责责转速测测量和44路传感感器信号号采样，采采集的各各参数除除送面板板进行显显示外。经经由RSS-2332接口口送上位位机（电电脑）进进行数据据分柝处处理。加载控制制电路主主要用于于计算机机对负荷荷灯泡组组加载，也也可通过过面板上上的触摸摸按钮对对灯泡组组进行手手工加载载和卸载载。实验台可可脱机(电脑)，用手手工对各各采集的的实验数数据进行行记录处处理。四、实验验步骤：1、打开开计算机机，单击击“皮带传传动”图标，进进入皮带带传动的的封面。单单击左键键
22、，进入入皮带传传动实验验说明界界面。2、 皮带传动动实验说说明界面面下方单单击“实验”键，进进入皮带带传动实实验分析析界面。3、启动动实验台台的电动动机，待待皮带传传动运转转平稳后后，可进进行皮带带传动实实验。在在实验台台的操作作面板上上开动总总电源，均均匀按动动调速按按钮，同同时按动动加载按按钮置零零，待皮皮带转速速平稳后后，在皮皮带传动动实验界界面上单单击“稳定测测试”，对带带传动的的主动轮轮、从动动轮的转转速，以以及主动动轮、从从动轮的的转矩，进进行第一一个工况况的数据据采集和和处理，并并在皮带带传动实实验界面面的虚拟拟仪表上上显示。4、在实实验台的的操作面面板上按按动加载载按钮112次
23、，待待皮带转转速平稳稳后，在在皮带传传动实验验界面上上再次单单击“稳定测测试”，进行行第二个个工况的的数据采采集和处处理。如如此类推推，直至至皮带打打滑，结结束测试试。5、在皮皮带传动动实验界界面上单单击“实测曲曲线”，在皮皮带传动动实验界界面上作作出带传传动的实实测滑差差效率曲曲线图。6、若实实验结果果不够理理想，在在皮带传传动实实实验界面面上单击击“重做实实验”，即可可从第33步开始始重做一一次实验验。7、在皮皮带传动动实验分分析界面面下方单单击“运动模模拟”键，观观察皮带带传动的的运动和和弹性滑滑动及打打滑现象象。8、如果果要打印印皮带传传动滑动动曲线和和效率曲曲线。在在该界面面下方单单
24、击“打印”键，打打印机自自动打印印出皮带带传动滑滑动曲线线和效率率曲线。9、如果果实验结结束，单单击“退出”，返回回Winndowws界面面。五、实验验操作注注意事项项：1、启动动电源开开关前，需需将面板板上的调调速旋钮钮逆时针针旋到底底（转速速最低位位置）。以以避免电电机高速速运动带带来的冲冲击损坏坏传感器器。在法法码架上上加上一一定的法法码使皮皮带张紧紧，以确确保实验验安全。2、实验验台的RR2322连接线线与计算算机接口口，不允允许带电电插拔。以以免损坏坏电电脑脑。3、做实实验测试试前，先先开机将将皮带转转速调至至10000转/分以上上，运转转10分分钟以上上。使实实验台皮皮带预热热性能
25、稳稳定。4、在实实验中采采集数据据时，一一定要等等数据采采集窗口口的数据据稳定后后再进行行采集 ，每采采集一次次，时间间间隔55-100秒钟。5、当皮皮带加载载至打滑滑时， 运转时时间不能能过长，防防止损坏坏皮带。6、在皮皮带万一一飞出的的情况下下，一般般可将皮皮带调头头，再装装上进行行实验。在在皮带调调头，实实验仍不不能进行行的情况况下，则则需将电电机支座座固定螺螺钉松动动，适当当调整两两个带轮轮的轴线线的平行行后，再再拧紧螺螺钉。再再做实验验。六、实验验报告1、数据据记录功率（NN）滑差率（）效率（）2、作出出N-、N-曲线图图。3、结果果分析。实验四 蜗杆传传动效率率测试实实验实验学时时
26、：2实验类型型：验证证性实验要求求：必开开一、实验验目的1、了解解蜗杆传传动实验验台结构构及其工工作原理理； 2、通过过本实验验加深理理解蜗杆杆传动效效率与转转速和载载荷的关关系；3、通过过对不同同头数蜗蜗杆传动动装置的的实验，进进一步了了解蜗杆杆头数对对传动性性能的影影响；4、掌握握转矩、转转速、功功率、效效率的测测量方法法。二、实验验台结构构及其工工作原理理蜗杆传动动效率测测试实验验台结构构如图11所示：图1蜗杆杆传动效效率测试试实验台台结构简简图1、底座座 2、传传感器 33、电机机 4、轴轴承支架架5、联轴轴器 6、磁磁粉制动动器 7、蜗蜗杆传动动减速器器实验台的的动力自自一台直直流调
27、速速电机33，电机机的转轴轴由一对对固定在在底座11上的轴轴承支架架4托起起，因而而电机的的定子连连同外壳壳可以绕绕转轴摆摆动。转转子的轴轴头通过过联轴器器5与蜗蜗杆减速速器7的的蜗杆轴轴相连，直直接驱动动蜗杆轴轴转动。电电机机壳壳上装有有测矩杠杠杆，通通过输入入测矩传传感器22，可测测出电机机工作时时的输出出转矩（即即蜗杆减减速器的的输入转转矩）。被测减速速器7为为一级蜗蜗杆减速速器，其其箱体固固定在实实验台底底座上，蜗蜗杆减速速器为蜗蜗杆下置置式，传传动比ii=155（或ii=300），其其动力输输出轴（蜗蜗轮轴）上上装有磁磁粉制动动器6，改改变制动动器输入入电流的的大小即即改变负负载制动
28、动力矩的的大小。实实验台面面板上布布置或装装有电机机转速调调节旋钮钮和加载载按钮，以以及转速速和加载载显示器器件等，电电机转速速、输入入及输出出力矩等等信号通通过单片片机数据据采集系系统输入入上位机机数据处处理后即即可显示示并打印印出实验验结果和和曲线。实实验台原原理框图图如图22所示：电机转速电机转矩输出转矩 单片机测控系统转速、加载显示微机数据处理系统电机转速调节 图2 蜗蜗杆传动动效率测测试实验验台原理理框图实验测试试的内容容与方法法：1、当蜗蜗杆传动动系统工工作在一一定转速速时，改改变输出出负载的的大小，测测定蜗杆杆传动系系统输入入功率PP1和相应应的输出出功率PP2，从而而得出其其传
29、动效效率。功功率是通通过测定定其转矩矩获得的的。2、当蜗蜗杆传动动系统工工作在一一定负载载时，改改变输出出的转速速大小，测测定蜗杆杆传动系系统输入入功率PP1和相应应的输出出功率PP2，亦可可得到其其传动效效率。 3、改用用不同头头数的蜗蜗杆减速速器进行行实验，加加深蜗杆杆头数对对传动性性能的影影响的理理解。三、实验验操作步步骤1、准备备工作1) 将将实验台台与微机机的串口口连接线线连好。2) 用用手转动动联轴器器，要求求转动灵灵活。3) 控控制面板板上的电电源开关关放到“关”的位置置，调速速旋钮旋旋在最低低点。2、进行行实验1) 启启动微机机，进入入实验软软件主界界面，并并根据实实验台上上的
30、配置置选择单单头或双双头蜗杆杆减速器器。2) 接接通电源源，打开开电源开开关，数数码管亮亮。3) 缓缓慢顺时时针旋转转调节电电机调速速旋钮，电电机启动动，使转转速达110000转/分分左右。4) 待待转速稳稳定后，可可按动加加载按钮钮加载,(第11档加载载系统已已默认)。5) 点点击软件件主界面面“数据采采集”按钮，电电机转速速、电机机转矩、负负载力矩矩等实验验数据发发送到实实验界面面。6) 点点击软件件主界面面“数据分分析”按钮，实实验结果果以及实实验曲线线即在相相应窗口口显示，点点击“保存” 。7) 将将载荷设设定在某某一定值值，从小小到大（反反之亦可可）调节节输入转转速，中中间采集集数据
31、88次，点点击软件件主界面面，分析析实验结结果以及及相应的的实验曲曲线（、）。8) 停停机，关关闭电源源开关。更更换蜗杆杆减速器器，重复复37项。9) 根根据实验验软件界界面提供供的蜗杆杆减速器器参数以以及实验验条件，进进行蜗杆杆传动效效率的理理论值计计算，与与实测值值进行比比较，并并进行误误差分析析。例一、单单头 =1 =543d=34mmm =8000r/minn时: 当量摩摩擦角例二、双双头 =2 =11119d=344mm =4000r/minn时：当当量摩擦擦角四、实实验数据据记录与与处理1、实验验台参数数：电机调速速范围 =转/分电机测力力杠杆臂臂长 = _m蜗杆减速速器传动动比i
32、= 磁磁粉制动动器输出出扭矩TT2=_（N.m）2、实验验数据处处理： 蜗杆减减速器传传动效率率：式中：11）P1蜗杆杆传动输输入功率率（即电电机输出出功率）（kW）T1蜗杆转转矩（即即电机输输出扭矩矩）（N.m）L1电电机测力力杠杆臂臂长（m）G1电电机测力力传感器器测得力力值（N）n1蜗蜗杆转速速（即电电机的转转速）（rpmm）2）P22蜗杆传传动输出出功率（kW）T2蜗蜗杆传动动输出转转矩（即即磁粉制制动器输输出扭矩矩）（NN.m）n2蜗蜗轮转速速（rpmm）五、思考考题1、蜗杆杆减速器器的传动动效率与与哪些因因素有关关？2、蜗杆杆头数影影响传动动效率的的原因是是什么？六、实验验报告1、
33、数据据记录a、转速速恒定数数据数据编号号转 速速输入力矩矩输出力矩矩效 率率12345678b、输出出力矩恒恒定数据据数据编号号转 速速输入力矩矩输出力矩矩效 率率12345678 2、绘绘制曲线线（-T22、-n22）3、数据据分析结结果：（11）转速速恒定最最大效率率；（22）载荷荷恒定最最大效率率。实验五 动压轴轴承实验验实验学时时：2实验类型型：验证证性实验要求求：必开开一、实验验目的 1、观观察径向向滑动轴轴承液体体动压润润滑油膜膜的形成成过程和和现象。 2、观观察载荷荷和转速速改变时时油膜压压力的变变化情况况。 3、观观察径向向滑动轴轴承油膜膜的轴向向压力分分布情况况。 4、测测定
34、和绘绘制径向向滑动轴轴承径向向油膜压压力曲线线，求轴轴承的承承载能力力。 5、了了解径向向滑动轴轴承的摩摩擦系数数f的测量量方法和和摩擦特特性曲线线氲幕嬷嬷品椒二实验验内容：1、液体体动压轴轴承油膜膜压力周周向分布布的测试试分析：该实验验装置采采用压力力传感器器、采集集该轴承承周向上上七个点点位置的的油膜压压力。2、输入入计算机机通过计计算作出出该轴承承油膜压压力周向向分布图图。3、通过过分析其其分布规规律，了了解影响响油膜压压力分布布的因素素。4、液体体动压轴轴承油膜膜压力周周向分布布的仿真真分析：该实验验装置配配置的计计算机软软件通过过数模作作出液体体动压轴轴承油膜膜压力周周向分布布的仿真
35、真曲线。5、与实实测曲线线进行比比较分析析。6、液体体动压轴轴承摩擦擦特征曲曲线的测测定：该该实验装装置通过过压力传传感器采采集和AA/D板板转换轴轴承的摩摩擦力矩矩。7、轴承承的工作作载荷用用输入计计算机得得出摩擦擦系数的的特征曲曲线。使使学生了了解影响响摩擦系系数的因因素。8、液体体动压轴轴承位置置模拟：通过建建模与仿仿真显示示轴承在在不同载载荷作用用下不同同转速下下的最小小油膜厚厚度和偏偏位角。三、实验验台的构构造与工工作原理理1、实验验台的传传动装置置 由直直流电动动机1通过三三角带22驱动主主轴9沿顺时时针(面对实实验台面面板)方向转转动，由由无级调调速器实实现无级级调速。本本实验台
36、台主轴的的转速范范围为335000rpmm，主轴轴的转速速由数码码管直接接读出。2、轴与与轴瓦间间的油膜膜压力测测量装置置 轴的的材料为为45号钢钢，经表表现淬火火、磨光光，由滚滚动轴承承支承在在箱体110上，轴轴的上半半部浸泡泡在润滑滑油中，本本实验台台夏季采采用的润润滑油的的牌号为为N688（即旧旧牌号的的40号机机械油），该该油在220时的动动力粘度度为0.34PPaS。主轴轴瓦8的材料料为铸锡锡铅青铜铜。牌号号为ZccuSnnSbSSZn55(即旧旧牌号ZZQSnn6-66-3)。在轴轴瓦的一一个径向向平面内内沿圆周周钻有77个小孔孔，每个个小孔沿沿圆周相相隔200，每个个小孔联联接一
37、个个压力传传感器77，用来来测量该该径向平平面内相相应点的的油膜压压力，由由此可绘绘制出径径向油膜膜压力分分布曲线线。沿轴轴瓦的一一个轴向向剖面装装有两个个压力传传感器(即4号和8号压力力传感器器)。用来来观察有有限长滑滑动轴承承沿轴的的油膜压压力情况况。3、加载载装置油膜的径径向压力力分布曲曲线是在在一定的的载荷和和一定的的转速下下绘制的的。当载载荷改变变或轴的的转速改改变时所所测出的的压力值值是不同同的，所所绘出的的压力分分布曲线线的形状状也是不不同的。转转速的改改变方法法如前所所述。本本实验台台采用螺螺旋加载载，转动动螺杆即即可改变变载荷的的大小，所所加载荷荷之值通通过传感感器数字字显示
38、，直直接在实实验台的的操纵板板上读出出。4、摩擦擦系数ff测量装装置 径向向滑动轴轴承的摩摩擦系数数f随轴承承的特性性系数=n/pp值的改改变而改改变（油的的动力粘粘度，nn轴的转转速，pp-压力力，p=W / Bdd，W轴上的的载荷，W =轴瓦自重+外加载荷。本机轴瓦自重为40N，B轴瓦的宽度，d轴的直径。本实验台B=125mm，d=70mm）。在边界摩摩擦时，f随的增大而变化很小，进入混合摩擦后，的改变引起f的急剧变化，在刚形成液体摩擦时f达到最小值，此后，随的增大油膜厚度亦随之增大，因而f亦有所增大。摩擦系数数f之值可可通过公公式得到到。相对间间隙；轴承特特性系数数；随轴承承长径比比而变
39、化化的系数数，对于于l/dd=1时时，等于于。5、摩擦擦状态指指示装置置当轴不转转动，可可看到灯灯泡很亮亮；当轴轴在很低低的转速速下转动动时，轴轴将润滑滑油带入入轴和轴轴瓦之间间收敛性性间隙内内，但由由于此时时的油膜膜很薄，轴轴与轴瓦瓦之间部部分微观观不平度度的凸峰峰处仍在在接触，故故灯忽亮亮忽暗；当轴的的转速达达到一定定值时，轴轴与轴瓦瓦之间形形成的压压力油膜膜厚度完完全遮盖盖两表面面之间微微观不平平度的凸凸峰高度度，油膜膜完全将将轴与轴轴瓦隔开开，灯泡泡就不亮亮了。四、实验验方法与与步骤1、测取取绘制径径向油膜膜压力分分布曲线线与承载载曲线图图。1) 启启动电机机，将轴轴的转速速调整到到一
40、定值值（可取2000rppm左右右），注意意观察从从轴开始始运转至至2000rpmm时灯泡泡亮度的的变化情情况，待待灯泡完完全熄灭灭，此时时已处于于完全液液体润滑滑状态；2) 用用加载装装置分几几次加载载（但且莫莫加载超超过10000NN即1000kg）。3) 待待各压力力传感器器的压力力值稳定定后，由由左至右右依次记记录各压压力传感感器的压压力值。系统参数数转速（r/mmin）负载（Kg）最小油膜膜厚度偏位角测量值123456784) 卸卸载、关关机。5) 根根据测出出的各压压力传感感器的压压力值按按一定比比例绘制制出油压压分布曲曲线，此此图的具具体画法法是：沿沿着圆周周表面从从左到右右画出
41、角角度分别别为300、50、70、90、1100、1300、1500分别得得出油孔孔点l、2、3、4、5、6、7的位置置。通过过这些点点与圆心心O连线，在在各连线线的延长长线上，将将压力传传感器（比例：0.11MP5mmm）测出的的压力值值画出压压力线ll-l 、2-22 、3-33 7-7 。将将1、2 7各点点连成光光滑曲线线，此曲曲线就是是所测轴轴承的一一个径向向截面的的油膜径径向压力力分布曲曲线。 为了了确定轴轴承的承承载量，用用Pi 表示向向量1-1、2-22、7-7的的压力值值。在投投影直径径0-8上上先画出出轴承表表面上油油孔位置置的投影影点1 227，然然后通过过这些点点画出上
42、上述相应应的各点点压力PPi ，即即1、2、7等点，（其其长度11-11l-ll，2-22-22，等等等）将将各点平平滑连接接起来，所所形成的的曲线即即为在载载荷方向向的压力力分布。 在投投影直径径0-8上上做一个个矩形，采采用方格格纸，使使其面积积与曲线线所包围围的面积积相等，那那么，矩矩形的边边长P平均乘乘以轴瓦瓦宽度BB再乘以以轴的直直径d便是该该轴承油油膜的承承载量。但但必须考考虑端部部泄漏造造成的压压力损失失，故最最后的油油膜承载载量为：qP平平均Bd式中：PP平均：径向单单位平均均压力；B：轴瓦瓦宽度1110mmm；d：轴的的直径660mmm；为湍泄泄系数，取取0.77。2、测量量
43、摩擦系系数f与绘制制摩擦特特性曲线线1）启动动电机，逐逐渐使电电机升速速，在转转速达到到25003000转时，旋旋动螺杆杆，逐渐渐加载到到7000N（70kkg），稳稳定转速速后减速速。2）依次次记录转转速25502转，负负载为770kgg时的摩摩擦力。3）卸载载，减速速，停机机。4）根据据记录的的转速和和摩擦力力的值计计算整理理f与值，按按一定比比例绘制制摩擦特特性曲线线。f五、有关关参数的的说明参见机机械设计计，西西北工业业大学机机械原理理及机械械零件教教研组编编，人民民教育出出版社，19791、相对对间隙：=(D-d)/d =/r计算如下下：dnn150000500000 ，D-dd=0
44、.00007d+0.0008=0.005=(D-d)/d =0.005/660=00.000082、轴承承的承载载系数P负载，单单位（NN），由由实测得得出；:粘度系系数，单单位（NN*S/m2）；角速度度，单位位（raad/ss）。3、最小小油膜厚厚度：h mmin=r4、偏位位角轴承和轴轴径的连连心线与与外载荷荷方向形形成的夹夹角。计算如下下（查轴轴承手册册表）：x(1) = 0.0025 对对应于ppwj(1) = 884.222877x(2) = 0.005 对应于于pwjj(2) = 80.2411x(3) = 0.0075 对应应于pwwj(33) = 755.74417x(4) = 0.11 对应于于pwjj(4) =