《机械设计》课程实验教学大纲-机械设计精品课程

《机械设计》课程实验教学大纲

一、实验教学基本信息

课程中文名称	机械设计
课程英文名称	Machine Design
开课情况
开课专业名称		实验课性质	课程总学时	实验学时	实验学时及项目分配				开设学期
开课专业名称		实验课性质	课程总学时	实验学时	验证性演示性	综合性	设计性	合　计	开设学期
机械设计制造及其自动化、工业设计、数控磨具焊接		非独立	84	8	2/2/1	4/4/2	2/2/1	8/8/4	5

二、实验教学目的与基本要求

机械设计课程是为机械类和其近机类学生开出的一门技术基础课，是学生掌握后续知识的一个非常重要的课程，是学习专业课的桥梁，机械设计实验紧紧围绕理论教学而开设，其目的是让学生学习理论课后，通过实验教学更加深刻的理解教学内容，验证理论教学中的理论和结论，使学生不但在理论上有所提高，更重要的是将理论教学中的一些抽象内容，经过实验过程中的观察和研究成为容易掌握的具体知识，使理论课的学习更为扎实。同时，通过实验教学不仅提高学生理论知识，更重要的可以学会一些现代的实验方法和测试手段，提高学生的动手能力，为今后的学习、工作和进行科学研究打下一个坚实的基础

要求：

1、教师讲授必要的实验理论和实验操作规程。

2、实验中教师根据学生的不同情况进行必要的指导，学生独立操作完成实验。

3、学生实验完毕后，应经教师检查，并整理好仪器、桌椅等。

4、学生课后按时完成实验报告。

三、主要仪器设备

二级展开式圆柱齿轮减速器、二级同轴式圆柱齿轮减速器、单级圆锥齿轮减速器、单级圆柱齿轮减速器、液体动压轴承实验台、柜式带传动效率测试分析实验台、创意组合式轴系结构实验箱。

四、主要消耗材料

工具、螺钉、螺母等。

五、实验项目设置

序号	实验项目名称	实验目的及内容提要	学时数	实验类型	实验要求	每组人数
1	带传动实验	目的：了解带传动实验台的基本结构与设计原理，观察带传动中的弹性滑动与打滑现象。了解带传动在不同初拉力、不同转速下的负载与滑差率、负载与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。内容：测试在皮带一定初拉力情况下，电动机的转速为800～1000rpm时不同负载条件下的弹性滑动率和效率之值。绘出皮带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。	2	验证性	必做	3
2	轴系零件结构设计实验	目的：熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用，工艺要求和装配关系。了解轴及轴上零件的定位和固定方法。熟悉轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。内容：确定设计方案，进行轴的结构设计和滚动轴承组合设计。绘制轴系结构装配草图，测绘轴和各零件的尺寸。根据测绘的尺寸按一定比例绘制轴系结构装配图。	2	设计性	必做	2
3	液体动压滑动轴承实验	目的：掌握实验的工作原理及测试方法，了解油膜压力分布规律内容：1.观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。 2.测定和绘制径向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对油膜压力的变化情况。 4.了解径向滑动轴承的摩擦系数f的测量方法，绘制摩擦特性曲线	2	综合性	必做	3
4	减速器拆装实验	目的：了解减速器的各部分的结构特点及各种零件的用途，熟悉减速器的拆装及调整过程。内容：1. 了解铸造箱体的具体结构。 2. 观察、了解减速器附属零件的用途、结构及安装位置的要求。 3．测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度及宽度、肋板厚度，齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离、轴承内端面至箱体内壁之间的距离。 a) 了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外封闭的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。 b) 测绘高速轴及轴承部位的结构草图。	2	综合性	必做	2

六、考核方式及成绩评定

考核成绩的构成：平时成绩40%、期末成绩60%

1、平时成绩的构成：实验预习20%、实验操作60%、实验纪律20%

（1）实验预习方有预习成绩，以实验开始前检查预习报告和口试结果为标准，按百分制记分；

（2）进行实验操作并完成相应实验内容方有实验操作成绩，以操作的准确度和熟练度为标准，按百分制记分；

（3）实验纪律按我校学生实验相应规定评定，以实验过程的符合度和认真度为标准，按百分制记分。

2、期末成绩以实验报告为依据，以完成情况和实验的结论、收获等为标准，按百分制记分。

3、总成绩＝平时成绩×40%＋期末成绩×60%，按优秀、良好、中、及格、不及格记分，其评定标准为：总成绩≥90为优秀、80≤总成绩＜90为良好、70≤总成绩＜80为中、60≤总成绩＜70为及格、总成绩＜60为不及格。

七、实验指导书及参考书

1.《机械设计实验指导书》内部教材.2009

2．徐锦康.《机械设计》北京：高教出版社，2004

3．于惠力、向敬忠、张春宜. 《机械设计》. 北京：科学出版社，2007

撰写人：刘芳辉　　系主任签字：于惠力教务处处长签字：教学院长签字：

机械设计

实验指导书

班级

姓名

学号

指导教师

东北石油大学哈尔滨石油学院

机械电子工程系

2009年9月

实验一 组合式轴系结构设计与分析实验

一、实验目的

1．熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法。

2．熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用，工艺要求和装配关系。

3．了解轴及轴上零件的定位和固定方法。

4．熟悉轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。

二、实验设备和工具

1．组合式轴系结构设计与分析实验箱

箱内提供可组成圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系，以及蜗轮、蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件。

2．测量及绘图工具：钢板尺、游标卡尺、铅笔、三角板等。

三、实验内容

1．选择题号

2．进行轴的结构设计于滚动轴承组合设计

每组学生根据实验题号的要求进行轴系结构设计，选择轴承类型，解决轴上零件定位、固定轴承安装与调节、润滑与密封等问题。

3．绘制轴系结构装配图

四、实验步骤

1．根据确定的实验题号，理解设计要求，明确设计内容。

2．查看有关轴的结构设计和轴承组合设计的内容和方法方面的资料。

3．构思轴系结构方案

1）根据题号和类型选择滚动轴承型号，确定支承轴及相关的零部件。

2）确定支承轴向固定方式（两端固定；一端固定，一端游动）。

3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（油、脂）

4．选择轴承端盖形式（凸缘式、嵌入式），并考虑透盖的密封方式（毡圈、皮碗、油沟等）。

5．进行组装、装配完毕后，观察与分析轴承的结构特点。

6．绘制轴系结构草图。

7．测量轴系主要装配尺寸（如轴承跨距）和零件主要结构尺寸等。

8．实验完毕后，将所有零件放入箱内规定位置，整理好工具。

9．根据结构草图及所测量的尺寸数据，在A3图纸上用1：1比例绘制轴系结构装配图。并要求把装配关系表达正确，注明必要尺寸（如轴承跨距、齿轮直径、宽度及主要配合尺寸等），并填写标题栏和明细表。

五、注意事项

1．切勿盲目装拆，拆卸前要仔细观察零、部件的结构位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件一定要放在盘中，以免丢失和损坏。

2． .爱护工具，仪器及设备，小心装拆避免损坏。

实验二皮带传动测试

一、实验目的

1．观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及与代传递载荷之间的关系。

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、实验台的工作原理

该实验台主要有两个直流电机组成，其中一个为主动电机，另一个为从动电机做发电机使用，发电机以灯泡为负载。共有8只灯泡，（40w的7只，25w的一只）作为带传动的加载装置。通过改变并联灯泡的数量，40w和25w灯泡交替使用改变带传动的负载。主动电机固定在一个可以自由移动的底板上，通过平皮带与发电机相连，将动力传递给发电机，平皮带的拉紧力可以通过砝码架上的砝码来调节。电动机和发电机的定子（壳体）未固定可以转动，但在其外壳上装有测力杆，测力杆的另一端压在弹簧片上，弹簧片的变形而对壳体产生一个相反力矩阻碍壳体的转动，直到相反力矩等于转动力矩，壳体的转动与弹簧片的变形相对静止，此时电动机的转动力矩等于弹簧片产生的阻力矩。弹簧片的变形量可以由百分表测出。两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测得的转速在面板上由各自的数码管显示。

1．主要技术参数

电动机调速范围50~1000rpm

发电机的负载0~305w(40w7只，25w一只)

皮带最大初拉力为3kg

测力杆支点到电动机中心距离

皮带轮直径mm

测力弹簧片特性系数N/格

3．控制面板（如图）

调速电源能输出电动机和发电机励磁电压，还能输出电动机所需的工作电压，调节面板上“调速”按钮，即可改变电动机的转速，通过平皮带的作用，也就同时改变了发电机的转速，发电机由8只灯泡作负载，通过改变面板上A~H的开关的状态即可改变发电机的负载，有两组数码管，分别显示电动机和发电机的转速，在单片机的程序控制下，可分别完成“复位”、“查看”和“存储”功能，以及完成“测量”功能。通电后，该电路自动工作，各位下方小数点亮，即表示电路正在检测并计算转速，通电后或检测过程中，发现测速显示不正常或重新启动测速时，可按“复位”键。当需要储存记忆所测到的转速时，可按“存储”键，一共可储存10个数据。如果需查看数据，可按“查看”键，按着后存先取的原则，如需继续测试，按“测试”键即可。

三、实验原理

在直流发电机的输出电路上，并联了8个灯泡，（40w7只，25w一只）作为带传动的加载装置。

砝码通过钢丝绳，固定滑轮拉紧电动机座，从而使皮带张紧，并保证初拉力。开启灯泡，以改变发电机的负载，改变电动机输出功率，随着开启灯泡的瓦数增多，发电机的负载增大，皮带的受力也在增大，皮带两边的拉力差也增大，皮带的弹性滑动也逐步增大，当皮带所传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周力时，皮带开始打滑，当负载继续增加时皮带则出现完全打滑。

主动轮（电动机皮带轮）的扭矩和从动轮（发电机皮带轮）的扭矩均通过电机外壳上的测力杆来测定，电动机与发电机的外壳制成在滚动轴承中，并可以绕转子的轴线转动，当电动机启动并带动发电机转动，发电机承载后，电动机与发电机的壳体将绕其转子转动，他们的转动力矩可分别通过固定在其外壳上的测力杆是弹簧片发生变形后产生的反力而形成的力矩来平衡，所以：

主动轮（电动机皮带轮）的扭矩△（Nmm）

从动轮（发电机皮带轮）的扭矩=△（Nmm）

式中△、△分别为电动机和发电机各测力计上百分表的读数

皮带传动效率（从动轮的功率）/（主动轮的功率）

式中、分别为电动机和发电机各自的转速。

我们只要测出不同载荷下主动轮的转速和从动轮的转速以及主动轮（电动机皮带轮）的扭矩和从动轮（发电机皮带轮）的扭矩就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率值和皮带的传动效率值：。当两个带轮的直径相等。以有效拉力为横坐标，分别以不同载荷下的、和为纵坐标，就可以画出皮带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。

当mm时， =2△

四、实验内容

1．测试在皮带初拉力为2.5Kg，电动机的转速为1000rpm时不同负载条件下的弹性滑动率和效率之值。

2．测试在皮带初拉力为3Kg，电动机的转速为1000rpm时不同负载条件下的弹性滑动率和效率之值。

3．绘出在不同皮带初拉力下皮带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。

五、实验步骤

1．通电前的准备

（1）将面板上的调速旋钮逆时针选到底（转速最低位置）。

（2）加上一定的砝码使皮带具有一定的初拉力。

（3）断开发电机的所有负载。

2．接通电源，检查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。

3．检查电动机和发电机转速显示数码管是否显示。

4．慢慢地调节旋钮，使电动机转速逐渐加到1000rpm左右。

5．打开一个灯泡（通过25w和40w交替使用，每次加上或减掉得到的载荷可以为15、25、40w），加载时注意和之间的差值，即观察皮带的弹性滑动现象。

6．再打开一个灯泡，（即增加一个负载）重复第5项操作，直到3%时，表示皮带传动开始进入打滑区，记录、、△、△载荷数据。继续打开一个灯泡，则和之间的差值迅速增大，表示皮带传动进入打滑区。

7．通过关闭一个40w灯泡同时打开一个25w灯泡或关闭一个25w灯泡来减少一个载荷（15w或25w），记录记录、、△、△载荷数据

8．再关闭一个40w灯泡同时打开一个25w灯泡或关闭一个25w灯泡来减少一个载荷（15w或25w）重复第7项操作，直到载荷为零时止，记录最后一组数据。

9．将面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低位置），关机。

六、注意事项

1．启动前必须加上一定的砝码使皮带具有初拉力。

2．发电机的负载必须为零（空载）启动，慢慢的调节调速旋钮，使电动机转速逐渐加到要求的转速。

3．实验过程是在一定的转速下。载荷加到打滑区（测出最大的载荷）通过减少载荷（15w或25w）的方式使载荷由大变小，测试皮带传动效率曲线。

4．停车时必须卸掉载荷，将转速调零，然后停车。

七、预习报告内容

1．简述实验台扭矩的测量原理

2．简述实验台皮带传动效率的测量原理，皮带的有效拉力等于什么？

3．简述实验台的加载原理

4．简述实验步骤。

八、思考题

1．分析皮带传动效率曲线，说明传动效率变化规律。

2．比较不同初拉力的皮带传动效率曲线和弹性滑动曲线，试说明皮带传动效率曲线和弹性滑动曲线与初拉力的关系，是不是初拉力越打越好？

3．分析皮带弹性滑动曲线，说明弹性滑动率随载荷变化的规律？

实验三.减速器拆装

一、实验目的

1．了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。

2．了解减速器各部分的装配关系和比例关系

3．熟悉减速器的拆装和调整过程

二、实验所用的工具、设备、仪器

1．减速器若干台 2．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

三、实验内容

1．了解铸造箱体的具体结构。

2．观察、了解减速器附属零件的用途、结构及安装位置的要求。

3．测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度及宽度、肋板厚度，齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离、轴承内端面至箱体内壁之间的距离。

4．了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外封闭的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

5．测绘高速轴及轴承部位的结构草图。

四、实验步骤

1．拆卸

（1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分的结构中观察分析回答后面的思考题内容

（2）用扳手拆下观察孔板，考虑观察孔板的位置是否恰当，大小是否合适。

（3）拆卸箱盖

a、用板手拆掉上、下箱体之间的连接螺栓，拆下定位销。将螺栓、螺钉、螺母、螺钉垫片及定位销放在盘中，以免丢失，然后拧动起盖螺钉使上、下箱盖分离，卸下箱盖。

b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析后面的思考题内容。

c、测量实验内容了解所要求的尺寸。

d、卸下轴承盖，将轴和轴上的零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。

e、测绘高速轴，分析支承部件结构。

2．装配

按原样将减速器装配好，装配时按先内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，经指导老师检查合格后才能合上箱盖，注意退回起盖螺钉，并在装配上、下箱盖螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各螺栓。

五、注意事项

1．切勿盲目装拆，拆卸前要仔细观察零、部件的结构位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件一定要放在盘中，以免丢失和损坏。

2．爱护工具，仪器及设备，小心装拆避免损坏。

六、预习报告内容

1．减速器主要有哪几部分组成？

2．简述实验步骤。

七、思考题

1．如何保证箱体支承具有足够的强度？

2．轴承座两侧上、下箱体连接螺栓应如何布置？支承该螺栓凸台高度应如何确定？

3．如何减轻箱体的重量和减少箱体的加工面积？

4．减速器的附属零件如吊钩、定位销、起盖螺钉、油标、油塞、观察孔和通气器等各旗什么作用？其结构如何？应如何合理布置？

5．轴的热膨胀如何进行补偿？

6．轴承是如何进行润滑的？

7．如箱座的结合面上有油沟，下箱座应取怎样相应的结构才能使箱盖上的油流入油沟？油沟有几种加工方法？加工方法不同油沟形状有何异同？

8．为了使润滑油经油沟进入轴承，轴承盖的结构设计应如何设计？

9．在何种条件下滚动轴承的内侧要用挡油环或封油环？其作用原理，结构和安装如何？

10．大齿轮齿顶与箱底壁间为什么要有一定的距离？这个距离如何确定？

实验四.液体动压滑动轴承

一、实验目的

1、观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象。

2、测定和绘制径向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对油膜压力的变化情况。

4、观察径向滑动轴承油膜的轴向压力分布情况，绘制轴向油膜压力曲线。

5、了解径向滑动轴承的摩擦系数f的测量方法，绘制摩擦特性曲线。

二、实验台的结构和技术参数

3. 实验台的主要结构如图所示

2、机构特点

实验台主轴4由两个高精度的单列向心球轴承支承。

直流电机2通过三角带1传动给主轴4，主轴顺时针旋转，主轴上装有精密加工制造的主轴瓦5，由无机调速装置实现主轴的无机变速，轴的转速由标在面板上的左数码管显示。

主轴瓦的外圆上方被加载装置压住，通过螺旋加载器的加载杆即可实现对轴瓦的加载，加载大小由加载传感器传出，，由装在面板上的右数码管显示。

主轴瓦上装有测力杆，通过百分表9可测出测力弹簧片变形Δ值。

主轴瓦前端装有7只油压表，测量轴瓦在全长1/2处(即中间位置)的径向压力，在轴瓦全长1/4处(距后端)装有1只油压表(即第8只)，测量该点出的径向压力，第8只油压表与前端装有的第4只油压表都安装在主轴瓦的同一母线上。

3、主要技术参数

实验主轴瓦内直径(即主轴瓦轴径)d=70㎜、有效长度(宽度)B=125㎜、材料 ZQSn6-6-3。

加载范围 0~1000N

调速范围 n=3~500rpm

百分表精度 0.01㎜量程0~10㎜

油压表精度 2.5级量程0~0.6Mpa

测力杆上测力点与轴承中心的距离 L=120㎜

测力弹簧片特性系数 k=0.98N/格（百分表每格）

4、控制面板（如图）

在单片机的程序控制下，可完成“复位”“测量”“查看”“存储”4种测试功能。通电后，该电路自动开始工作，个位右下方小数点亮，即表示电路正在检测并计算转速。通电后或检测过程中，发现测速显示不正常或需要重新启动测试时，可按“复位”键，当需要存储记忆所测到的转速时，可按“存储”键，一共可存储10个数据，如果需查看数据，可按“查

看”键，按着后存先去的原则进行，如要继续测量，按“测量”键即可。

仪器工作时，如果轴瓦和轴之间无油膜，则很可能烧坏轴瓦，为此设计了保护电路，油膜指示灯亮。

三、实验原理

1、观察径向滑动轴承液体动压润滑油膜的形成过程和现象

利用油膜指示灯显示油膜是否形成，油膜指示灯工作原理如图，当轴不转动时，轴与轴

瓦接触电路导通，看到油膜指示灯亮;当轴在很低速下转动时，轴将润滑油带入轴与轴瓦之间，使轴与轴瓦之间电阻值增大，油膜指示灯变暗，随着轴转速的逐渐提高，油膜指示灯会出现忽亮忽暗，此时轴与轴瓦处于混合摩擦状态，即忽而形成很薄的油膜，忽而油膜被破坏;

轴的转速继续提高，达到一定值时，轴和轴瓦之间形成的油膜厚度增大，轴和轴瓦完全被油膜隔离开，轴和轴瓦之间电阻值增大，指示灯不亮了。

4. 在轴和轴瓦之间润滑油膜压力的测量

在轴瓦中间的一个径向平面内以顶部中间为对称沿圆周钻有7只孔，每个孔沿圆周相隔20°，每个孔连接一个压力表，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，根据这些数据可绘制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(即第4支和第8支)，可以测量这一轴向剖面沿轴向两个点的油膜压力。

5. 摩擦系数f的测量

径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数λ(λ=nη/p)值的改变而改变(η-润滑油的动力粘度，我们采用的润滑油的η=0.34，n-轴的转速，p-压力，p=w/(Bd)，w-施加在轴瓦上的载荷，B-轴瓦的宽度，d-轴瓦的直径)，如图所示。

在边界摩擦时，ｆ随λ的值增大而变小，进入混合摩擦后，λ值的改变引起f急剧的变化，在刚形成液体摩擦时f达到最小值，此后，随λ值的增大，油膜厚度亦随之增大，因而f亦有所增大。

摩擦系数f可通过测量轴承的摩擦力矩而得到，轴在转动时，轴对轴瓦产生一个周向摩擦力F，其摩擦力矩为F·d/2，它能使空套在轴上的轴瓦随轴转动，由于在轴瓦的外表面上固定一个测力杆，测力杆一端与轴瓦连接，另一端与弹簧片接触。当轴瓦随轴转动时，测力杆另一端的位移使其接触的弹簧片发生变形，弹簧片的变形量Δ可由百分表9测出，弹簧片的变形对轴瓦随轴转动产生一个阻力矩来平衡摩擦力矩，当阻力户等于摩擦力矩时，轴瓦的转动和弹簧片的变形相对静止了(即平衡)。根据力矩的平衡条件得到F·d/2=LQ，L-测力杆上测力点与轴承的中心距离，Q-作用在测力点的反力，Q=K·Δ

设作用在轴瓦上的外载荷为w，则得到f=F/w=2LQ/(wd)=2Lk·Δ/(wd)。

四、实验内容

1、观察测试在载荷为500N和1000N条件下(载荷同学可自己选定)，开始形成不稳定油膜(即进入混合摩擦状态)的转速和形成稳定油膜(即进入液体摩擦状态)的转速。

2、测试在载荷为1000N，转速为500rpm条件下(载荷和转速同学也可以自己选定)，在轴承中间截面上油膜径向压力分布情况，待各压力表值稳定后，由左至右依次记录压力表的压力值，根据所测量的7个压力值按一定比例绘制出油膜压力分布曲线，如图所示，此图的具体的画法是沿圆周表面由左至右依次画出角度分别为30°、50°、70°、90°、110°、130°、150°的等分油压表1、2、3、4、5、6、7的位置，通过这些点与圆心O连线，在各连线的延长线向上将压力表的压力值以一定的比例(建议比例为0.1M=5㎜)画出1-1′、2-2′、3-3′……7-7′，将1′、2′、3′……7′各点连接成光滑曲线，此曲线就是所测得油膜压力分布曲线。

为了确定轴承的承载量，用（I=1、2……7）求得向量1-1＇、2-2＇、3-3＇……7-7＇在载荷方向(即y轴方向)的投影值,角度与的数值见下表:

ф	30°	50°	70°	90°	110°	130°	150°
sinф	0.500	0.766	0.9397	1.00	0.9397	0.766	0.500

然后将这些平行于y轴的向量移到直径0"-8"上。为了清楚起见,应将直径0-8画到油膜径向压力分布曲线的下方(如图),在直径0"-8"上先画出压力表位置的投影图1"、2"、3"～7",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"、3"～7"等点,将各点平滑连接起来,所形成的曲线即承载曲线。

在直径0"～8"上做一个矩形,使其面积与曲线所包围的面积相等,那么矩形的另一个边长为平均载荷P平均。上述曲线应绘在方格纸上,可采用数方格的方法或采用积分仪积分的方法求其面积。

由于液体动压润滑轴承的润滑油由轴承两端端泻,端泻对油膜轴向压力存在一定影响,这个影响一般按影响系数考虑,影响系数ф在理论上为0.7。实际影响系数ф＇=w/(P平均Bd)。

3、000N、转速为500rpm条件下,在第4只和第8只压力表所在轴向剖面上的轴向压力分布情况(与第2项内容同时完成)。

课堂理论上已经讨论过,液体动压润滑轴承的轴向油膜分布是以中间位置(4)为对称点按抛物线规律分布的。由于液体动压润滑轴承的润滑油由轴承两端端泻,所以两端油膜压力等于0,根据第4只和第8只压力表的压力数值就可以知道中间点距两端1/4处两点的压力植,根据这5个点的压力值,以轴承宽度B为横坐标,压力P为纵坐标,按一定比例在各个对应处表示各点压力,用光滑曲线连接各点即为轴向油膜压力分布曲线(如图)。

4、测试液体动压润滑轴承的摩擦系数f,并绘制轴承摩擦特性曲线(f-λ曲线)。

五、实验步骤

1、开机前的准备

(1)面板上的调速旋钮逆时针旋到底(转速最底)；

(2)加载螺旋杆旋至与负载传感器脱离接触；

(3)将百分表测杆与弹簧片接触并将百分表调零；

(4)通电后,面板上两数码管亮,调节调零旋钮使负载数码管清零。

2、观察测试润滑油膜的形成情况

(1)将转速调至10rpm左右,加载至1000N(或同学自己选定),逐渐增加转速,注意观察油膜指示灯的亮度变化,若出现忽亮忽暗,即进入混合摩擦状态,记录此时转速,继续增加转速,注意观察油膜指示灯亮度变化,直到油膜指示灯灭,即进入液体摩擦状态,记录此时转速；

(2)先卸掉载荷,后将转速调至0rpm；

(3)将转速调至10 rpm,加载至1000N(或同学自己选定),重复上述操作。

3、测试轴承中间截面上油膜径向压力分布情况和轴向油膜压力分布情况

(1)将转速调至500 rpm左右,加载1000N(或同学自己选定)；

(2)待各压力表指针稳定后,依次记录1-8只压力表的压力值,记录转速；

(3)先卸掉载荷,后将转速调至0rpm。

4、测试液体动压润滑轴承的摩擦系数f

(1)将转速调至10rpm左右,加载至800N(或同学自己选定),逐渐增加转速；

(2)注意观察油膜指示灯亮度变化,在没有形成液体润滑前每次增10-20rpm,稍停一下,记录转速和弹簧片的变形量Δ；

(3)逐渐增加转速,重复(2)项操作,直到形成液体润滑后每次增加50-100rpm,稍停一下,记录转速和弹簧片的变形量Δ,转速增加到500rpm时停止；

(4)先卸掉载荷, 后将转速调至0rpm；

(5)关闭电源,关机。

六、注意事项

1、启动前必须先观察油箱润滑油指示窗,检查油箱内润滑油量是否满足要求

2、必须空载、低速启动

3、在混合摩擦区工作的时间应尽量短,以减少轴承损失

4、停止时必须先卸载,然后停转,以减少轴承损失

七、预习报告内容

1、简述油膜压力曲线和摩擦系数测试原理

2、简述实验步骤

八、思考题

1、哪些因素影响液体动压润滑轴承的承载能力及其油膜的形成?

2、当转速增加或载荷增大时,油膜压力的变化趋势如何?

组合式轴系结构设计与分析实验报告

一、轴系结构装配图A3一张

二、轴系结构设计和分析（简要说明轴上零件定位、固定，滚动轴承选择安装调整、润滑及密封等）

皮带传动测试实验报告

一、将测得数据填入下表

1.电动机转速=1000rpm

载荷（灯泡的瓦数）

电动机转速（rpm）

发电机转速（rpm）

电动机百分表读数

发电机百分表读数

皮带弹性滑动率%

皮带传动效率%

有效拉力

实验条件

皮带初拉力=2.5kg

0.24N/格

120mm

2.电动机转速=1000rpm

载荷（灯泡的瓦数）

电动机转速（rpm）

发电机转速（rpm）

电动机百分表读数

发电机百分表读数

皮带弹性滑动率%

皮带传动效率%

有效拉力

实验条件

皮带初拉力=3kg

0.24N/格

120mm

二、绘制皮带有效拉力=2.5kg时，不同载荷下弹性滑动曲线和效率曲线。

三、绘制皮带有效拉力=3kg时，不同载荷下弹性滑动曲线和效率曲线。

减速器拆装实验报告

一、将测得的数据填入下表

名称	符号	数据	名称	符号	数据
中心距（高速）			箱座下凸缘厚度
中心距（低速）			箱盖上肋板厚度
中心高			箱盖下肋板厚度
箱盖上凸缘厚度			大齿轮侧面与箱体壁间距离
箱座下凸缘厚度			大齿轮齿顶与箱体壁间距离
箱盖下凸缘厚度			轴承内端面与箱体内壁距离