下机械设计实验1Word文档下载推荐.docx

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1、准备工作

（l）通电之前，．先转动三角皮带轮，如果转动阻滞。

·

检查锦沦带两端的轴是否平衡，三角皮带的轴是否碰撞密封端盖和箱体，一定要调整好位置，拧紧螺丝，并检查锦沦带的松紧（调节张紧轮）。

（2）油池内的机油以浸没油带的底边为度，注意油池边缘是否渗油。

2、实验步骤

（l）在速度不变的情况下，上平板平行移动，两个百分数值相同，调节左手柄改变间隙后，可以观察和侧量间隙对压力的分布和载荷力的影响。

（2）调节右手柄，改变了平板的倾斜角度，可以观察和测量倾斜角度对压力的分布和载荷力的影响。

（3）平板位置不变，调节自耦变压器的电压，改变锦沦带运转的电压，改变锦沦带运转的速度，可以观察和测量相对的速度对压力的分布和载荷力的影响。

其转速可由单位时间，油带回转几周换算得出。

二）用滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验台分析

一、实验台简介：

本实验台主要结构（见图1）

图1滑动轴承试验台外形图

1.操纵面板2.电机3.三角带4.轴向油压传感器接头5.外加载荷感器6.螺旋加载杆7.摩擦力传感器测力装置8.径向油压传感器（7只）9.传感器支撑板10.主轴11.主轴瓦12.主轴箱

1、结构特点

该实验台主轴9由两个高度精密的单列向心球轴承支撑。

直流电机2通过三角带3传动主轴9，主轴顺时针旋转，主轴上装有精密加工制造的主轴瓦10，由装在底座里的调速器实现主轴的无级变速，轴的转速由装在面板1上的数码管直接读出。

主轴瓦外园上方有加载装置（未画），旋转加载杆6即可对轴瓦加载，加载大小由载荷传感器5传出，有面板上有数码管显示。

主轴瓦上装有测力杆，通过测力计装置可由摩擦传感器7读出摩擦力值在面板上相应数码管上显示。

主轴瓦前端装有7只测径向压力的油压传感器8，7只油压传感器的油压测量点位于轴瓦的1/2截面处。

在轴瓦全长1/4处装有一个测轴向油压传感器4。

2、主要技术参数：

试验轴瓦内直径d=70mmd=60㎜

有效长度b=125mm）b=110㎜

光泽度▽7

载荷传感器精度1.0%

材料ZASn6—6—3

量程200㎏

加载范围0—100kg0~120㎏

摩擦传感器1.01%量程0—5㎏

油压传感器1.0%量程0~0.6MPa

测力杆上的测力点与轴承中心距离L-120㎜L=125㎜

测力计标定值k=

电机功率355w

调速范围：

3~500rpm

试验台重量：

52kg

3、操纵面板说明：

（见图二）

图二实验台面板布置

数码管1：

径向、轴向传感器顺序号，1-7号为7只径向传感器序号，8号为轴向传感器序号。

数码管3：

径向、轴向油膜压力传感器采集的实时数据。

数码管4：

主轴转速传感器采集的实时数据。

数码管5：

摩擦力传感器采集的实时数据。

数码管6外加载荷传感器采集的实时数据。

油膜指示灯7：

用于指示轴瓦与轴向油膜状态。

调速旋钮8：

用于调整主轴转速。

电源开关9：

此按钮为带自锁的电源按钮。

序号显示按钮2：

按动此键可显示1-8号油压传感器顺序号和相应的油压传感器采集的实时数据，注：

此键仅用于观察和手动纪录各油压传感器采集的数据，软件所需数据将由控制系统自动发送、接收和处理。

二、电气控制工作原理

该仪器电气测量控制由三个部分组成：

1、电机调速部分：

该部分手用专用的由脉宽调制（PWM）原理设计的直流电机调速电源，调节面板上的调速旋钮。

2、直流电源及传感器放大电路部分：

该电路板由直流电源及传感器放大电路组成，直流电源主要向显示控制板和10组传感器放大电路将10个传感器的测量信号放大到规定幅度供显示控制板采样测量。

3、显示测量控制部分：

该部分由单线机、A/D转换和RS-232接口组成。

单电机负责转速测量和10路传感器信号采样，经采集的参数送面板进行显示。

另外各采集的信号经RS-232接口送上位机（电脑）进行数据处理。

油膜压力可通过面板上的触摸按钮选择不同的油膜压力信号，该项可脱机（不需电脑）运行，手工对各采集的信号进行处理。

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

正常工作时油膜指示灯灭。

仪器的负载调节控制有三部分组成：

一部分为负载传感器，另一部分为电源和负载信号放大电路，第三部分为负载A/D转换及显示电路。

传感器为柱式传感器，在轴向布置了二个应变片来测量负载。

负载信号通过测量电路转换为与之成比例的电压信号，然后通过线性放大器放大到最大有1伏以上。

最后该信号送至A/D转换及显示电路，按一定的要求直接显示负载值。

2、电气装置技术性能：

1）直流电动机功率:

355w

2）测速部分:

a.测速范围L~375转/分

b.测速精度：

±

1转/分

3）工作条件:

a.环境温度：

-10℃~+50℃

b.相对温度:

：

≤80%

c.电源：

～２２０V±

10%50Hz

d.工作场所：

无强烈电磁干扰和腐蚀气体

三、实验内容：

1.液体动压轴承油膜压力周向分布的测试分析：

该实验装置采用压力传感器、A/D板采集该轴承周向上七个点位置的油膜压力，并输入计算机通过曲线拟合出该轴承油膜压力周向分布图。

通过分析其分布规律，了解影响油膜压力分布的因素。

2.液体动压轴承油膜压力周向分布的仿真分析：

该实验装置配置的计算机软件通过数模拟出液体动压轴承油膜压力周向分布的仿真曲线，与实测曲线进行比较分析。

3.液体动压轴承摩擦特征曲线的测定：

该实验装置通过压力传感器和A/D板采集和转做换轴承的摩擦力矩，轴承的工作载荷用输入计算机得出摩擦系数的特征曲线。

使学生了解影响摩擦系数的因素。

4.液体动压轴承运动模拟：

通过建模，做出轴承在不同载荷作用下，轴承偏心变化的运动模拟。

四、软件界面操作说明：

1）封面（图二）

图2

在封面上非文字区单击左键，即可进入滑动轴承实验教学界面。

2）滑动轴承实验教学界面（图3）

图3

[实验指导]：

单击此键，进入实验指导书。

[进入油膜压力分析]：

单击此键，进入油膜压力及摩擦特性分析。

[进入摩擦特性分析]：

单击此键，进入连续摩擦特性分析。

[实验参数设置]：

单击此键，进入实验参数设置。

[退出]：

单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。

3）滑动轴承油膜压力仿真与测试分析界面（图4）

图4

[稳定测试]：

单击此键，单击此键，稳定测试。

[历史文档再现]：

单击此键，进行历史文档再现。

[打印]：

单击此键，打印油膜压力的实测与仿真曲线。

[手动测试]：

单击此键，进入油膜压力手动分析实验界面。

[返回主界面]：

单击此键，返回主界面。

4）滑动轴承摩擦特征仿真与测试分析界面

图5

单击此键，开始稳定测试。

[历史文档]：

单击此键，进入历史文档再现。

单击此键，输入各参数值，即可进行摩擦特性的手动测试

单击此键，打印摩擦特性连续实验的实测与仿真曲线。

[返回]：

单击此键，返回滑动轴承实验教学界面。

五、实验步骤：

1.在封面上非文字区单击左键，即可进入滑动轴承实验教学界面。

2.在滑动轴承实验教学界面上单击[实验指导]键，单击[进入油膜压力分析]键，进入油膜压力分析。

3.启动实验台的电动机。

在做滑动轴承油膜压力仿真与测试实验时，均匀旋动调速按钮，待转速达到一定值后，加载到70KG左右后，测定滑动轴承各点的压力值。

在做滑动轴承摩擦特征仿真与测试实验时，均匀旋动调速按钮，使转速在375-2转/分钟变化，载荷不变，测定滑动轴承所受的摩擦力矩。

4.在滑动轴承油膜压力仿真与测试分析界面上，单击[稳定测试]键，稳定采集滑动轴承各测试数据。

测试完后，将给出实测仿真八个压力传感器位置点的压力值。

实测仿真曲线自动绘出，同时弹出[另存为]对话框，提示保存。

单击[打印]键，弹出打印对话框，选择后将滑动轴承油膜压力仿真曲线图和实测曲线图打印出来。

5.在滑动轴承摩擦特征仿真与测试分析界面上，单击[稳定测试]键，稳定采集滑动轴承各测试数据。

测试完后，绘制滑动轴承摩擦特征实测仿真曲线图，单击[打印]键，弹出打印对话框，选择后，将滑动轴承摩擦特性仿破例曲线图和实测曲线呼打印出来。

6.如果实验结束，单击“退出”，返回Windows界面。

六、实验操作注意事项：

1．开机前的准备：

关掉实验台操作面板上的调速按钮，使电机停转。

2．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入油内。

3．由于主轴和轴瓦加工精度高，配合间隙小，润滑油进入轴和轴瓦间隙后，不易流失，在做摩擦系数测定时，油压表的压力不易回零。

需人为把轴瓦抬起，使油流出。

4．所加负载不允许超过150kg，以免损坏负载传感器元件。

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。

6、做摩擦特征曲线实验，应从较高转速（300转/分）降速往下做加载载荷在70~120㎏，选择一定值，并在整个过程中，保持这一定值至结束实验。

当载荷超过80kg和转速小于10转/分时建议不要继续往下做实验，否则会缩短设备的使用寿命。

七、实验报告及思考题

1．实验报告

1）本实验目的；

2）本实验设备及参数测试原理；

3）已知条件和实验数据记录；

4）绘制滑动轴承摩擦特性曲线；

5）绘制油膜压力分布曲线；

6）结果分析与探索。

2．思考题

1）从实验中如何观察滑动轴承动压油膜的形成

2）为什么摩擦系数会随转速的改变而改变？

3）为什么油膜压力分布曲线会随转速的改变而改变？

4）实验中哪些因素引起摩擦系数的测定误差？

实验一皮带传动实验

一、实验目的:

1．观察带传动中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、实验台简介：

图1皮带传动实验台主要结构图

1、电机移动底板2、法码3、传感器4、弹性测力杆5、主动电动机

6、平皮带7、光电测速装置8、发电机9、负载灯泡10、机壳11、操纵面板

1.主要结构及工作原理:

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

都与带传递的载荷的大小有密切关系，本实验台用灯泡作负载。

实验台组成如图1所示。

皮带轮转速和扭矩及加载参数可直接在面板上准确读取，通过RS-232接口将所测参数输出到计算机中进行测试分析，也可脱机（不需计算机）运行，人工记录进行测试分析。

该实验台主要由两个直流电机组成或其中一个为主动电机5，另一个为从动电机8,作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，主动电机固定在一个以水平方向移动的底板1上，与发电机由一根平皮带6连接。

在与滑动底板相连的法码架上加上法码，即可拉紧皮带6。

电机锭子未固定可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器上通过计算即可得到电动机和发电机的转矩。

两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测转速在面板上各自的数码管上显示。

2．电气装置工作原理

图二皮带传动实验台面板布置图

1、电流开关2、转速调节3、电动机扭矩4、发电机扭矩

5、负载功率6、电动机转速7、发电机转速8、加载装置

该仪器主要由两部分组成:

一部分为单电机测量控制部分，主要负责转速、扭矩、发电机负载的测量控制，所测参数送到面板上显示，同时通过RS-232接口将所测参数送到上位机（计算机）进行测试分析。

通过面板上的"

Δ"

"

▽"

两个按钮，也可以通过上位机，步进式（每步lOW）对发电机负载进行控制。

另一部分由根据脉宽调制（PWM）设计的直流电机调速电源通过面板上的"

调速"

旋钮调节主电机的转速，通过皮带的作用，同时改变了发电机的转速，使发电机输出不同的功率。

发电机端装有320W灯泡负载，改变加载量即可改变负载

三、实验内容:

1、皮带传动滑动曲线和效率曲线的测量绘制：

该实验装置采用压力传感器和A/D采集并转换成主动带轮和从动带轮的驱动力矩和阻力矩数据及主从动带轮的转数。

最后输入计算机进行处理作出滑动曲线和效率曲线。

使学生了解带传动的弹性滑动和打滑对传动效率的影响。

2、皮带传动运动模拟：

该实验装置配置的计算机软件，在输入实测主、从动带轮的转数后，通过数模计算作出带传动运动模拟，可清楚观察带传动的弹性滑动和打滑现象。

四:

软件界面操作说明：

1）皮带传动实验台软件封面：

在封面上非文字区单击左键，即可进入皮带传动实验说明界面。

2）皮带传动实验说明界面：

[实验]：

单击此键，进入皮带传动实验分析界面。

[关闭音乐]：

单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐]变为打不开音乐];

反之，单击[打开音乐]，音乐开，[打开音乐]变为[关闭音乐]。

[说明]：

单击此键，弹出皮带传动实验说明框。

单击此键，返回皮带传动实验台软件封面。

单击此键，结束程序的运行，返同WINDOWS界面。

3）皮带传动实验分析界面：

该界面开有皮带带动弹性滑动的运动模拟,及滑差、效率实测曲线窗口（见图4）各控制键说明如下：

[运动模拟]：

单击此键,可以清楚观察皮带传动的运动和弹性滑动及打滑现象.。

图三

[加载]：

单击此键，实现从动轮的负载自动控制，每单击一次增加10W负载。

单击此键，稳定记录实时现示的皮带传动的实测结果。

[实测曲线]：

单击此键，现示皮带传动滑动曲线和效率曲线。

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]。

[说明]：

[打印]：

单击此键，弹出打印对话筐，将皮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，返回皮带传动实验说明界面。

[退出]：

单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。

五、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杆是否处于平衡状态。

2、加法码3KG，使带具有初拉力。

3、打开计算机，单击"

皮带传动"

图标，进入皮带传动的封面。

单击左键，进入皮带传动实验说明界面。

4、在皮带传动实验说明界面下方单击"

实验"

键，进入皮带传动实验分析界面。

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n1=1000转/分左右，待皮带传动运转平稳后，可进行皮带传动实验。

4、在皮带传动实验分析界面下万单击"

运动模拟"

键，观察皮带传动的运动和弹性滑动及打滑现象。

单击"

稳定测试"

键，稳定记录实时显示的皮带传动的实测结果。

实测曲线"

键，显示皮带传动滑动曲线和效率曲线。

5、如果采用手动操作，则每按一次加载按钮，记录转速和扭矩n1、n2、T1、、T2的一组数据，直至

≥3%左右，带传动开始进入打滑，若再加载则n1、n2之差值迅速增大。

6、给制带传动滑动曲线和效率曲线（以有效拉力F为横座标，分别以不同载荷下的ε和η之值为纵座标）。

注：

本实验台的主要参数：

带轮直径D1=D2=120mm,测力杆长度L1=L2=120mm。

带传动效率

滑差率

%

《皮带传动实验》实验报告

班级学号姓名同组人

负载

转速

n1

n2

扭矩

T1、

T2

滑差率

效率