机械设计基础本科实验报告汇总样本

试验一：平面机构认知试验

一、试验目标和要求

目标：经过观察机械原理陈列柜，认知多种常见运动副组成及结构特点，认知各类常见机构分类、组成、运动特征及应用。加深对本课程学习内容及研究对象了解。

要求：1、认真观察陈列柜，仔细琢磨分析

2、结合相关试验展柜和教材相关章节内容回复下列简答题，完成试验汇报。二、试验原理

分批地组织学生观看、听讲陈列柜展出和演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究多种常见机构结构、类型、组成、运动特征及应用。

三、关键仪器设备及材料

JY-10B型机械原理陈列柜，共10柜，有近80个常见机构。

四、试验方法和步骤

第1柜 机构组成

1 机构组成：蒸汽机、内燃机

2 运动副模型：平面运动副、空间运动副。

第2柜 平面连杆机构

1 铰链四杆机构三种形式：① 曲柄摇杆机构；② 双曲柄机构；③ 双摇杆机构

2 平面四杆机构演化形式

① 对心曲柄滑块机构 ② 偏置取冰滑块机构 ③ 正弦机构 ④ 偏心轮机构⑤ 双重偏心机构 ⑥ 直动滑杆机构 ⑦ 摇块机构 ⑧ 转动导杆机构⑨ 摆动导杆机构 ⑩ 双滑块机构

第3柜 连杆机构应用

1 鄂式破碎机、飞剪；2 惯性筛；3 摄影机平台、机车车轮联动机构；4 鹤式起重机；

5 牛头刨床主体机构；6 插床模型。

第4柜 空间连杆机构

RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构

第5柜 凸轮机构

盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮和主回凸轮等多个形式；移动和摆动从动件；尖顶、棍子和平底从动件等；空间凸轮机构

第6 柜 齿轮机构类型

1 平行轴齿轮机构；2相交轴齿轮机构；3交错轴齿轮机构

第7柜 轮系类型

依据轮系中各齿轮几何轴线是否变动分： 定轴轮系、周转轮系、复合轮系

第8柜 轮系功用：摆线针轮减速器、谐波传动减速器

第9柜 间歇运动机构

间歇运动机构类型：齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构、超越离合器、外槽轮机构、内槽轮机构 、球面槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

第10柜 组合机构

反馈组合机构、叠加组合机构、串联组合机构、并联组合机构、复合组合机构

五、试验数据统计、处理及结果分析

思索题1：机构由哪几部分组成？

解答：机构由构件和运动副组成。其中，机构中构件又可分成机架、原动件和从动件；而运动副又有低副和高副之分。

思索题2：平面连杆机构特点是什么？

解答：优点：① 平面连杆机构中运动副全部是低副，组成运动副两构件之间为面接触，压强小、耐磨损，可承受较大载荷；② 低副接触面轻易加工，轻易取得较高制造精度；③ 连杆长度尺寸可做较大，可在较长距离传输运动，适合于操纵机构；④ 低副约束为几何约束，无需附加约束装置。

缺点：① 低副有间隙，会引发运动误差积累，运动精度不高。② 连杆机构设计复杂，难于实现复杂运动规律。③ 连杆机构运动时产生惯性力难以平衡，所以不适适用于高速场所。

思索题3：轮系功用？

解答：1 实现大功率传动；2 取得较大传动比；3 用作运动合成；4 用作运动分解；5 实现变速传动； 6 实现换向运动。

六、讨论、心得

经过试验了解了机构基础组成、分类及实际模型。

试验二：机构运动简图测绘和分析试验

一、试验目标和要求

掌握依据实际机器绘制机构运动简图方法，学会用机构运动简图表示机械系统设计方案。

二、试验原理

撇开实际机构中和运动关系无关原因，并按一定百分比及要求简化画法表示各构件间相对运动关系工程图形称为机构运动简图。

三、关键仪器设备及材料

1、测绘机构

2、草纸、铅笔、橡皮、直尺、圆规等用具（自备）。

四、试验方法和步骤

1、分析机构运动情况，判别运动副性质

经过观察和分析机构运动情况和实际组成，先搞清楚机构原动部分和实施部分，使其缓慢运动，然后循着运动传输路线，找出组成机构构件，搞清各构件之间组成运动副类型、数目及各运动副相对位置。

2、合适地选择投影面

选择时应以能简单、清楚地把机构运动情况表示清楚为标准。通常选机构中多数构件运动平面为投影面，必需时也能够就机械不一样部分选择两个或多个投影面，然后展开到同一平面上。

3、选择合适百分比尺

依据机构运动尺寸，先确定各运动副位置（如转动副中心位置、移动副导路方位及高副接触点位置等），并画上对应运动副符号，然后用简单线条和要求符号画出机构运动简图，最终要标出构件号数、运动副代号字母及原动件转向箭头。百分比尺：

4、计算机构自由度并判定该机构是否含有确定运动

　在计算机构自由度时要正确分析该机构中有多个活动构件、有多个低幅和多个高副。并在图上指出机构中存在局部自由度、虚约束及复合铰链，在排除了局部自由度和虚约束后，再利用公式计算机构自由度，并检验计算自由度数是否和原动件数目相等，以判定该机构是否含有确定运动。机构自由度计算公式为

五、试验数据统计、处理及结果分析

见附页：试验汇报

六、讨论、心得

经过对模型实际测绘，了解并掌握了机构运动简图实际绘制方法。

附页：平面机构运动简图测绘试验汇报

1 绘制机构运动简图

机构名称

回转偏心泵

百分比尺：

机 构 运 动 简 图

原动件数：1

机构自由度计算：n=3； PL= 4；PH=0；F=3n-2PL-PH=3X3-2X4-0=1

该机构是否含有确定运动规律？因为：F=原动件数= 1 >0 所以：机构含有确定运动

机构名称

牛头刨床机构

百分比尺：

机 构 运 动 简 图

原动件数：1

机构自由度计算：n=6； PL= 8；PH=1；F=3n-2PL-PH=3X6-2X8-1=1

该机构是否含有确定运动规律？因为：F=原动件数= 1 >0 所以：机构含有确定运动

2、思索题

机构运动简图应包含哪些内容？

解答：百分比尺、机架、原动件、从动件、运动副。

（2）自由度大于或小于原动件数目时，会产生什么结果？

解答：Ｆ=原动件数：机构各构件间相对运动确定

原动件数<F：构件间运动是不确定

原动件数>F：构件间不能运动或产生破坏

试验三：渐开线齿轮齿廓范成原理试验

一、试验目标和要求

目标：掌握用范成法制造渐开线基础原理; 掌握渐开线产生切齿干涉原因和克服切齿干涉方法；分析比较标准齿轮和变位齿轮异同点。

二、试验原理

范成仪上所用刀具模型为齿条插刀。范成仪结构图所表示，圆盘1绕其固定轴心O转动，在圆盘周缘有凹槽，槽内绕有尼龙绳2，尼龙绳在槽内以后，其中心线所形成圆应该等于被加工齿轮分度圆。尼龙绳一端固定在横拖板3a处，另一端固定在横板拖板b处。横拖板能够在机架4上沿水平方向移动，经过尼龙绳作用，使圆盘相对于横拖板运动等于被加工齿轮相对齿条运动（新范成仪依据此原理已采取齿轮和齿条传动）。在横拖板上另有一个带有刀具6纵拖板5，转动螺旋8时，可使纵拖板相对于横拖板沿垂直方向移动，以调整刀具中线到轮抷中心距离。

图 齿轮展成仪结构示意图

1-托盘；2-轮坯分度圆；3-滑架；4-支座；5-齿条（刀具）；6-调整螺旋；7、9-螺钉；8-刀架；10-压环

三、关键仪器设备及材料

1 仪器：齿轮范成仪

2 自备：圆规、铅笔、剪刀、三角板、 绘图纸。

四、试验方法和步骤

1 切制标准齿轮时，将刀具中线调整至和被加工分度圆相切位置。

2 切制变位齿轮时，将刀具中线调整至离开被加工齿轮分度圆切线一段距离xm，此值可由横拖板端面上刻度读出。

3 依据刀具原始参数和被加工齿轮分度圆直径，计算出被加工标准齿轮和变位齿轮基圆、根圆和顶圆直径，并将上述四个圆画在纸上。然后将纸剪成比顶圆直径大出1-2mm圆形作为轮抷。变位齿轮顶圆直径以高度变位传动计算。

4 把代表轮抷图纸放在圆盘上，对准中心后用压环压紧。

5 开始切制齿廓时，可移动横拖板，将刀具推到范成仪一端。然后每次向另一端移动一个不大距离，这时就在代表轮抷图纸上有铅笔押下刀具刃位置，直到形成2-3个完整轮齿为止。

6 用渐开线标准齿形样板检验齿轮渐开线齿廓，观察有没有切齿干涉现象。如有切齿干涉现象，则分析其原因，并计算出最小变位系数Xmin。

7 按老师指定变位系数X和步骤2所述方法，重新调切刀具位置，使其处于切削变位齿轮位置进行切制齿轮。然后进行变位齿轮齿廓检验。

8 比较切制出标准齿轮和变位齿轮具厚、齿槽宽、齿距、齿顶厚、基圆齿厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆相对改变情况。

试验数据统计、处理及结果分析

附页：渐开线齿轮范成原理试验汇报

六、讨论、心得

经过试验，对渐开线标准齿轮和变位齿轮形成过程进行了深入了解，对它们区分有了更深认识。而且对齿条刀具结构形状进行了了解，对根切现象和根切现象形成原因有了深入认识

附页： 渐开线齿轮范成原理试验汇报

一、原始数据

模数

压力角

齿顶高系数

顶隙系数

分度圆直径

齿数

变位系数

m=20

ɑ=20

ha*=1

c*=0.25

d=160

z=8

x1=0.5/x2=-0.5

二、试验结果1

齿廓图

标准

正变位

负变位

如：手工轮廓图

三、试验结果2

项目

相对标准齿轮结果比较定性说明

正变位齿轮

负变位齿轮

齿距p

不变

不变

齿槽宽e

减小

增大

齿厚s

增大

减小

齿顶圆直径da

增大

减小

齿根圆直径df

增大

减小

思索题：

1 用齿轮刀具加工标准齿轮时，刀具和轮抷之间相对位置和相对运动有何要求？为何要有这么要求？

解答：当切制标准齿轮时，相当于齿轮和齿条处于“标准安装”位置，即：齿坯分度圆和节圆重合、齿条刀具中线和机床节线重合，所以齿坯分度圆和齿条刀具中线相切。齿坯分度圆和齿条刀具中线亦在做无摩擦纯滚动，即在节点处Ｖ刀＝Ｖ坯＝r1ω坯。

2 齿条刀具齿顶高为何等于（ha*+c*）m ?

解答：和齿条不一样是，在刀具齿顶多了一个顶部C＝C※m部分，方便于在齿坯根部切制出顶隙C＝C※m。

3 经过试验，你认为根切现象产生原因是什么？避免根切方法有哪些？

解答：根切现象原因：刀具齿顶线（或齿顶圆）超出理论啮合线极限点N

避免根切：变位修正

试验四：渐开线齿轮参数测量试验

一、试验目标和要求

1经过测量公法线长度确定模数m和压力角：

2经过测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df，确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*；

3经过标准齿轮公法线长度和实测公法线长度比较，判定齿轮变位类型，并计算变位系数x，确定齿轮是否根切；

二、试验原理

1 经过测量公法线长度确定模数m和压力角α。

① 确定跨齿数k：

② 测量公法线长度和。

③ 确定模数m、压力角：

依据渐开线性质：发生线沿基圆滚过长度，等于基圆上被滚过弧长。

所以

式中因通常只为20。或15。，m应符合标准模数系列，由此可试算确定齿轮模数m和压力角。

（2）经过测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df，确定齿顶高系数ha*和顶隙系数c*：

对于标准齿轮h=（2ha*+c*）m，分别将ha*=1、c*=0.25（正常齿制）或ha*=0.8、c*=0.3（短齿制）代入，若等式成立，即可确定齿轮是正常齿或是短齿，进而确定ha*、c*。若等式全部不成立，则齿轮是变位齿轮，依据等式靠近成立标准，可确定齿轮是正常齿还是短齿，进而确定ha*、c*。

（3）计算变位系数x：

标准齿轮公法线长度=mcos [(k－0.5)π+zinv]

变位齿轮公法线长度= mcos [(k－0.5)π+zinv]+2xmsin

若测得和计算值相等，则x=0，该齿轮为标准齿轮；

若≠，则齿轮为变位齿轮，变位系数x：

三、关键仪器设备及材料

齿轮模型、游标卡尺、公法线千分尺

试验方法和步骤

1. 数出各轮齿数，确定测量公法线长度跨齿k。

2. 分别测出各齿轮公法线长度、+1；

3. 经过Pb= +1－=πmcosα确定各齿轮m、；

4. 测量各偶数齿齿轮da、df；

5. 测量各奇数齿齿轮D、H1、H2 ，算出da、df；

6. 计算齿高，经过h=（2ha*+c*）m确定ha*、c*；

7. 计算标准齿轮公法线长度=mcos [(k－0.5)π+zinvα]；

和比较：

若=，齿轮为标准齿轮 x=0；

若≠，齿轮为变位齿轮，x=（－）/（2mcos）

8. 经过判定各齿轮有没有根切；

五、试验数据统计、处理及结果分析

附页：渐开线齿轮参数测定试验汇报

六、讨论、心得

经过测量渐开线齿轮基础参数，对齿轮关键尺寸计算公式进行了验证。

附页： 渐开线齿轮参数测定试验汇报

渐开线齿轮参数测定结果

被测齿轮

1#

2#

3#

4#

5#

6#

z

40

14

36

27

22

跨齿数k

2

5

2

4

3

4

13.87

32.51

30.965

44.19

43.08

56.31

m(mm)

2.5

2.5

3

3

4

4

20

20

20

20

15

15

da(mm)

41.5

103.5

48

114

113.89

98.4

df(mm)

30.25

92.25

34.5

100.5

99.2

83.712

ha*

1

1

1

1

0.8

0.8

c*

0.25

0.25

0.25

0.25

0.3

0.3

Wk

12.02

34.09

13.87

32.51

30.99

43.01

x

+0.3

—0.3

0

0

0

+0.57

试验五：机械零件认知试验

一、试验目标和要求

1．初步了解《机械设计》课程所研究多种常见零件结构、类型、特点及应用。

2．了解多种标准零件结构形式及相关国家标准。

3．了解多种传动特点及应用。

4．增强对多种零部结构及机器感性认识。

二、试验原理

观看陈列柜、听讲解。

三、关键仪器设备及材料

机械零件设计陈列教学柜。（共18柜）

多种通用机械零件实物

四、试验方法和步骤

（一）螺纹联接

螺纹联接是利用螺纹零件工作，关键用作紧固零件。基础要求是确保联接强度及联接可靠性，同学们应了解以下内容：

1．螺纹种类

2．螺纹联接基础类型

3．螺纹联接防松

4．提升螺纹联接强度方法

（二）标准联接零件

标准联接零件通常是由专业企业按国家标准（GB）成批生产，供给市场零件。这类零件结构形式和尺寸全部已标准化，设计时可依据相关标准选择。经过试验学生们要能区分螺栓和螺钉；能了解多种标准化零件结构特点，使用情况；了解各类零件有那些标准代号，以提升学生们对标准化意识。

螺栓；2螺钉；3．螺母；4．垫圈；5．挡圈。

（三）键、花键及销联接

1．键联接；2．花键联接；3．销联接。

（四）机械传动

螺旋传动；

2．带传动：类型、张紧装置和初拉力控制。

3．链传动：类型、张紧

4．齿轮传动：齿轮传动及失效形式、齿轮和蜗杆结构

(五)轴系零、部件

1．轴承：滑动轴承和滚动轴承类型、经典滚动轴承组合设计、轴承润滑和密封。

2．轴：轴类型及轴上零件应用、轴经典结构及轴上零件固定方法。

3. 联轴器和离合器：固定刚式联轴器、可移式刚式联轴器、弹性联轴器、安全联轴器、牙嵌式离合器、摩擦式离合器。

弹簧

弹簧类型及结构、弹簧变形。

关键应用于：1．控制机构运动；2．减振和缓冲；3．储存及输出能量；4．测量力大小。

(七)润滑剂及密封

1．润滑剂；2．密封。

(八)机座及箱体

轴承座孔、支撑肋板或凸壁式箱体、轴承座凸台、凸缘厚度。

五、试验数据统计、处理及结果分析

见附页：试验汇报

六、讨论、心得

经过对机械零件陈列柜和部分通用机械零件实物观察，对《机械设计基础》课程所研究多种常见零件结构、类型、特点及应用有了更直观深入了解。

附页:机械零件认知试验汇报

哪些是可拆联接、哪些是不可拆联接，各有什么特点？

解答：可拆连接：螺纹连接、键连接、花键连接、销联接、无键连接、过盈连接。

可拆连接特点是：许可数次拆装而无须损坏连接中零件，且不影响其使用性能

不可拆连接：焊接、粘结、铆接

不可拆连接特点：在拆开连接时，最少要损坏连接中一个零件。

带传动正常运转条件是什么？

解答：首先要确保有合适初拉力F0；小带轮包角α1≧120o；带传动传输载荷不能过载、超速以免造成打滑现象；带运行过程中必需加防护罩。

齿轮失效形式有哪多个？各常发生在哪种场所？

解答：

齿面点蚀——闭式软齿面齿轮关键失效形式

齿根折断——闭式硬齿面齿轮关键失效形式

齿面磨粒磨损——开式齿轮传动关键失效形式

齿面胶合——高速重载传动

塑性变形——齿面硬度不够，齿面发烧，造成齿面甚至整个轮齿发生塑性变形

轴结构设计应满足哪些基础条件？

解答：1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装)

轴和轴上零件要有正确工作位置； (定位)

各零件要牢靠而可靠地相对固定； (固定)

4.改善应力情况，减小应力集中。

试验六：带传动性能试验

一、试验目标和要求

1 观察带传动工作中弹性滑动和打滑现象并分析其产生原因。

2 测定带传动在试验条件下弹性滑动率和传动效率，并绘制弹性滑动曲线和传动效率曲线。

3 了解本试验所用设备工作原理和使用方法。

二、试验原理

试验台外形结构图1所表示，关键由动力及传动系统、负载调整、转矩测量和单行滑动显示装置等部分组成。

工作时电动机经过V带传动把动力传给发电机，发电机把所得到机械恩那个转变为电能，使作为负载发烧丝绕组升温。若改变发烧丝电流强度，即可改变负载大小。载荷不一样带传动弹性滑动程度也不一样，由装在发电机端部测转差盘上光轴（由五个发光二极管沿径向排列而成）发转速度之快慢显示出来。依据光轴逆转速度和电动机转速之比即可求得滑动系数。发电机工作时对电动机产生阻转矩，它和其角速度之积为发电机输出功率,而和由电动机输出功率之比值就是带传动效率。

动力及传动系统

电动机拖动发电机靠V带传动。主动轮装在电动机轴上，从动轮装在发电机轴上，主、从动轮直径相等，V带一根，它张紧是靠砝码力拉紧钢丝绳，使电动机及其支撑罩沿滚珠导轨移动来实现。

负载调整

发电机之激磁绕组两端接在外界直流电源上，电路接通后，激磁绕组取得0-2.5A可调电流，改变激磁电流，可使发电机发烧丝负载盘电流取得调整，从而实现负载值改变。

弹性滑动显示装置

装在电动机主轴另一端圆盘周围上鋃有一颗磁钢，正对该圆盘下方在试验台机座上装有一个舌簧管，装在发电机主轴另一端测转差盘沿径向排列了五个高频发光二极管，她们和舌簧管组成一回路。当电动机圆盘上磁钢转到舌簧管正上方时，舌簧管迅即闭合，五个二极管同时发光，形成“一”字形光轴。当磁钢转离舌簧管上方，电路断开，光轴熄灭。就这么主动轮每转一周，舌簧管闭合一次，光轴亮一次。因为带传动有弹性滑动，当磁钢第二次抵达舌簧管正上方时，光轴则滞后于先前位置发光，每转全部这么滞后某一角度。高速运转时，因为视觉暂留所致，观察者会看到光轴是连续地向后飘移，其逆转速度快慢显示了带弹性滑动程度。

4.转矩测量

电动机和发电机定子侧边均装有一根等长杆——测力杆，她们经过一绳钩各自拉住一个装于试验台上拉力计，测力杆从受力点至定子轴线之距分别为，且。电动机开启后，转子按图2所表示方向受力作用并旋转，按电磁作用规则定子同时受力作用，其大小和相等，方向则相反。经过测力杆，对拉力计产生向下作用力，它和测力杆长度之积为电动机输出转矩，即:=

经过带传动，发电机轴和转子将按方向旋转，当定子绕组中有电流流过时定子受力方向为，经过测力杆，对2号拉力计产生向下作用力，它和测力杆长度之积为发电机对电动机阻转矩，即:=

三、关键仪器设备及材料

带传动试验台、转速表和秒表等。

四、试验方法和步骤

效率测量

电动机输出功率一部分消耗于带、轴承等摩擦损耗，绝大部分经发电机负载盘转化为焦耳-楞次热。

效率：

由上式可知，只要测出两轮转速和两个拉力计读出示值，即可计算出效率。

滑动系数测量

带传动时因为有弹性滑动，所以从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度，即，故弹性滑动系数：

（为主、从动轮直径）

带传动弹性滑动现象可从发电机测转差盘上光轴逆转速度之快慢直接地看到。

绘制曲线图

带传动有效拉力为

试验过程，保持不变，正比于，所以可用大小表征有效驱动力大小。依据值即可绘出图4所表示弹性滑动系数曲线图和效率曲线图。

试验数据统计、处理及结果分析

见附页：带传动特征试验汇报

六、试验结果分析和讨论

1、在弹性滑动范围内，滑动效率和成线性关系，伴随增大而提升。

2、在比较小时候，传动效率和呈线性递增关系，当达成某个临界值后，效率达成最大值，几乎不再改变。

3、当带传动有效拉力达成最大临界值时，假如工作载荷深入增大，则带和带轮间就将发生显著相对滑动，即打滑，此时效率和滑动率全部会急剧下降。

附页： 带传动特征试验汇报

1、试验数据

项目

单位

1

2

3

4

5

6

7

8

主动轮

转速

rpm

1445

1435

1425

1415

1405

1395

1385

1375

从动轮

转速

rpm

1452.3

1442.3

1432.3

1422.3

1412.3

1402.3

1392.3

1382.3

转速差

rpm

7.3

7.3

7.3

7.3

7.3

7.3

7.3

7.3

电动机测力

杆拉力

kgf

100

200

300

400

500

600

700

800

发电机测力

杆拉力

kgf

53.89

156.39

258.89

361.39

463.89

566.39

668.89

771.39

滑动系数

5.05

5.09

5.12

5.16

5.20

5.23

5.27

5.31

传动效率

％

54.16

78.85

86.74

90.81

93.26

94.89

96.06

96.94

2、绘制-、-曲线

1为-曲线，2为-曲线

试验七：减速器拆装试验

一、试验目标和要求

了解和熟悉多种减速器结构，分析减速器中各零件作用及装配关系。测定减速器关键参数和精度，培养和提升机械结构设计能力。

二、试验原理

1、根据正确次序拆开减速器和轴系，分析减速器中各个零件功用；

2、测定减速器关键参数，画出减速器传动部署简图

三、关键仪器设备及材料

试验设备：级展开式圆柱齿轮减速器模型。

拆装和测量工具：扳手、钢板尺、木棰、起子、内外卡钳、卡尺。

四、试验方法和步骤

1、仔细观察减速器外面各部分结构。

2、用扳手拆下观察孔盖板，观察观察孔位置是否合适，大小是否适宜。

3、拧下箱盖和箱座联接螺栓和轴承端盖螺钉，拔出定位销，借助起盖螺钉打开箱盖。

4、分析轴系结构

5、测定减速器关键参数，统计在表中。

6、测量箱座上、下凸缘宽度和厚度，箱壁厚度。

7、测量齿轮端面和箱体内壁距离；大齿轮顶圆和箱体内壁之间距离；轴承内端面到箱体内壁之间距离。

8、将减速器还原。根据先内部后外部合理次序进行；装配轴套和滚动轴承时候应该注意方向等。

五、试验数据统计、处理及结果分析

见附页：减速器拆装试验汇报

六、讨论、心得

经过对减速器进行拆装，对其结构有了深入了解，为接下来《机械设计基础》课程设计，进行减速器设计很有帮助。

附页： 减速器拆装试验汇报

基　本　参　数

高　速　级

低　速　级

中心距α１、α２

100.53

149.42

小齿轮齿数Z1、Z3

11

14

大齿轮齿数Z2、Z4

88

85

大齿轮齿宽B2、B4

B1=58 B2= 65

B3= 40 B4=78

传动比 i12、i34

8

6.07

箱座上凸缘厚度

b

14.08/14.93/19.27

箱座上凸缘宽度

k

100.07/101.66/149.53

箱座下凸缘厚度

p

13.55/14.50/22.04

箱座下凸缘宽度

k1

98.09/100.25/154.16

上筋板厚度

m1

14.08

下筋板厚度

m2

8.23

齿轮端面和箱体内壁间距

a

11.20/55.1

大齿轮顶圆和箱体内壁间隙

Δ1

5.51

大齿轮顶圆和箱体底面距离

Δ2

15

轴承内端面至箱内壁距离

l2

11.1

思索题

1. 轴上零件是怎样定位和固定?

答： 齿轮：中间带键槽是安装齿轮，进行周向固定，经过轴肩和轴套径向固定；

轴承：轴承端盖用螺钉或箱体连接而使轴承外圈得到轴向定位；

联轴器：键槽固定，预防轴向滑动；定位螺丝固定，定位位置。

2. 滚动轴承在安装时为何要留出轴向间隙？应怎样调整？

答： 轴承通常是配对使用，安装方向相反，在轴上它有一个调整螺母，安装时留一点轴向间隙预防轴承工作时温度升高膨胀而卡死从而损坏设备。间隙大小视负荷轻重即轴承大小而定。轴承使用一段时间后还应重新调整轴承间隙，不然会加速轴承损坏。

3. 滚动轴承安装、调整、润滑和密封等问题

答：（1）轴和安装轴承外壳或轴承座，和轴承装置中其它受力零件必需足够刚性，因为这些零件变形全部要阻滞滚动体滚动而使轴承提前破坏。

（2）通常来说，一根轴需要两个支点，每个支点可由一个或一个以上轴承组成，常见轴承配置方法有：双支点各单向固定、一支点双向固定，另一端支点游动、两端游动支承。

（3）锥齿轮或蜗杆在装配时，通常需要进行轴向位置调整。

（4）轴承配合是指内圈和轴颈及外圈和外壳孔配合。

（5）润滑对于滚动轴承含相关键意义，轴承中润滑剂不仅能够降低摩擦阻力，还能够起着散热、减小接触应力、吸收振动、预防锈蚀等作用，常见润滑方法有油润滑及脂润滑两类。

（6）轴承密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置，可分为接触式和非接触式两大类。

4. 箱体中心高度确实定应考虑哪些原因？

答：箱体中心高度决定于安装在它内部或外部零件和部件尺寸和形状及其相互配置、受力和运动情况。其次，还需达成需求刚度，满足力学性能和工艺要求。

5. 减速器中哪些零件需要润滑？怎样选择润滑剂？

答： 齿轮、轴承、传动轴等等。选择润滑剂时要考虑多个关键原因：运动速度、载荷大小、工作环境温度、摩擦副表面、周围环境、润滑装置。

6. 怎样选择减速器关键零件配合和精度？如齿轮、联轴器和轴配合，滚动轴承和轴及箱体孔配合。

答：齿轮和联轴器和轴使用是键连接方法，有定心要求且是可拆连接，固采取有一定过盈量过渡配合，公差等级可均为IT9。滚动轴承和轴需要有较高相对转动，固采取基孔制间隙配合，轴精度可为IT8；滚动轴承和箱体孔可采取基轴制有一定过盈量过渡配合，孔精度采取IT9。

试验八：轴系结构试验

一、试验目标和要求

1 减速器结构分析及拆装试验基础上，在测量一个轴系各部结构尺寸，并绘出轴系结构装配图。

2 熟悉并掌握轴、轴承、轴上零件结构形状和功用，工艺要求，尺寸装配关系和轴、轴上零件定位固定方法，巩固轴系结构相关知识。

二、试验原理

学生依据测量轴系各部结构尺寸，按图纸和轴系结构设计思绪进行组合装配，并绘出轴系结构装配图。

三、关键仪器设备及材料

1设备：减速器模型。

2工具：钢板尺（300），游标卡尺，内、外卡钳等。

四、试验方法和步骤

1、分析轴系结构并绘制轴系结构装配草图

①打开轴系所在机器或模型箱盖，仔细观察轴系整体结构，观察轴上共有哪些零件，每一个轴上零件采取是哪种定位方法。

②观察分析轴上每一个轴肩作用，确定出哪些是定位轴肩，哪些为非定位轴肩，并分析非定位轴肩作用。

③观察轴系结构所选择滚动轴承类型和每个轴承轴向定位和固定方法，观察轴系采取轴承间隙调整方法、轴承密封装置。观察轴系轴承组合，采取是哪种轴向固定方法。

④观察分析每一个轴上零件结构及作用。

⑤观察轴、轴上零件及其和相邻零件装配关系，按百分比画出轴系结构装配草图。

2、测量相关尺寸

①将轴系结构拆开并记住拆卸次序，用钢尺和游标卡尺测量出阶梯轴上每个轴段直径和长度。判定各轴段直径是否符合国家标准，判定每个定位轴肩、非定位轴肩高度是否适宜。

②观察轴上键槽，判定键槽位置是否便于加工，测出键槽尺寸，检测是否符合国家标准。

③观察轴上是否有砂轮越程槽、退刀槽等，判定越程槽位置是否适宜。测量出其具体尺寸，并检测是否符合国家标准要求。

④用钢板尺测量每个轴上零件轴向长度，并和阶梯上对应轴段长度相比较，判定每个轴段长度是否合理，是否能够确保每个零件定位和固定可靠。

⑤确定轴系结构所用轴承型号，并测量出（或查出）相关尺寸，测量出轴承端盖和箱体相关尺寸。

⑥测绘完成后，按次序安装、高度，使轴系结构复原。

试验数据统计、处理及结果分析

见附页：轴系结构测绘和分析试验汇报

六、讨论、心得

对轴结构尺寸、轴承选择、轴承组设计有了深入了解。

附页： 轴系结构测绘和分析试验汇报

轴系名称

二级圆柱齿轮减速器转轴一

轴上零件

定位方法

轴环、套筒、轴肩、轴端挡圈

固定方法

一般平键

轴

承

型号

左：角接触球轴承

右：角接触球轴承

定位和固定方法

轴环、轴肩、轴承盖

过盈配合

轴承间隙调整方法

调整垫圈

调整垫圈

轴

承

组

合

轴向固定方法

两端单向固定

轴向位置调整方法

调整垫圈

轴承密封方法

接触式毛毡圈密封

轴上各轴段直径及长度怎样确定，轴各段过渡部位结构应注意什么？

解答：轴直径确定：根据轴所受扭矩初步估算轴最小直径，然后根据轴上零件装配方案和定位要求，从最小直径处起逐一确定各段直径。有配合要求轴段，尽可能采取标准直径。

确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时还要确保零件所需装配或调整空间。

轴段过渡部位应该圆弧过渡，以减小应力集中。

轴系中是否采取了档圈、紧定螺钉、压板、定位套筒等零件，它们作用是什么，结构形状有何特点？

解答：轴系中采取了挡圈、定位套筒，作用是对轴上零件进行轴向固定。挡圈用于端部对零件进行轴向固定，而定位套筒用于轴中间部位。

轴承采取什么类型，部署和安装方法有什么特点，采取什么结构固定，怎样调整轴承间隙及轴承轴向位置？

解答：轴承采取是一对角接触球轴承面对面安装，采取轴肩、轴环及轴承座端盖轴向固定，轴承间隙经过调整垫圈进行调整。