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1、工程实践报告专业：机械工程 学号：2013020044 姓名:张晗一、 课程性质和任务本课程是机械工程领域的实践类课程。通过实验使学习者建立起清晰的机械装配、安装调整及同轴度、平行度等形位公差的概念。通过实验获得对分析、评判处理机械加工误差、装配误差等系统综合误差对机械传动性能影响的实际能力。通过实验使学习者学会和掌握机械工卡量具的使用和获得长度测量、角度测量等尺寸与形位公差测量的相关知识。通过实验学习动态性能的测试方法。二、课程基本要求1.掌握典型机械系统主要组成和应用。2.掌握典型机械系统的设计评价原则和评价方法。3.掌握零部件的三维建模方法与动态仿真方法。4.掌握运动学、动力学特性的测量
2、与分析方法。5.掌握典型机械系统主要性能参数测量方法6.掌握零部件的CAD,CAE。7.掌握典型机械系统的装配、安装调整方法。8.掌握加工精度对机械性能的影响。三、课程内容课程内容：1.传动系统的组成认识：（1）认识实验平台基本的机械部件；（2）电机控制箱安全开关的锁定/解锁方法；（3）利用水平仪测量平面的水平度；（4）电机的安装、校准（含调水平、轴向跳动及径向跳动的测量）方法；（5）利用接触式转速表测量电机转速。（6）机械动力传输仪器工作的安全着装与安全物品。（7）电机的动态性能测量2.键联接的安装与测量和计算机辅助设计：（1）认识键联接的基本几何参数、形状公差、位置公差及其测量、调整的方法
3、，并编程实现这些参数的计算机辅助设计；（2）利用键坯制作一个符合要求的键；（3）利用键联接将轮毂安装到轴上；（4）利用带式制动器测量轴的力矩；（5）测量电机的电流。3.力传输系统的安装：（1）测量轴的相关几何尺寸；（2）滚动轴承的安装及校准；（3）爪形联轴器的安装；（4）使用直角尺和塞尺对相连的两轴进行校准。4. V型带传动的安装与调节和动画演示：（1）计算带轮传动比；（2）计算带传动系统中轴的转速及力矩；（3）安装并校准V型带；（4）确定带张力的方法；（5）使用电机可调支撑座调整带的张力；（6）使用张力测试仪测量带的张力。（7）5.链传动的安装与调节：（1）计算链轮传动比、链传动系统中轴的转
4、速及力矩；（2）滚子链传动系统的安装及校准；（3）确定链垂度的允许值；（4）测量、调整链的垂度；（5）利用链条拆卸器安装、拆卸链条（6）掌握带张力的调整方法及张力的测量方法。6.直齿圆柱齿轮传动的安装与调节和轮齿应力的有限元分析：（1）计算齿轮传动比；（2）计算链传动系统中轴的转速及力矩；（3）安装并校准直齿圆柱齿轮传动系统；（4）确定所给齿轮传动系统中的齿侧间隙；（5）测量齿侧间隙；（6）调整齿侧间隙到规定值；（7）轮齿应力的有限元分析7.多轴传动系统的安装与调节：（1）计算多轴、混合轴齿轮传动系统中轴的转速和力矩；（2）确定所给齿轮传动系统中齿轮的转动方向；（3）安装并校准多轴齿轮传动系统
5、；（4）安装并校准套筒联轴器。8.加工合格与超差件的性能对比分析：首先利用标准的零件，按照已经学习到的安装方法，调整好由联轴节联结的两轴的共线度，以及平行轴间的平行度，进行运转，并记录下各个特征速度点的观察位置的噪声。标准的齿轮精度为（777）。然后，按照已经掌握的方法，把加工精度超过误差标准（101010）的齿轮，与如上的安装方法一样，安装好传动系统，运转，并记录特征速度下，各个观测点的噪声。分析噪声产生的原因，并比较两个实验的结果，说出两个精度不同的齿轮的适应的运转速度范围。9.有轴向力传动零件的搭接、运转分析：斜齿轮传动的优点是噪声低，承载能力强，运转平稳，其缺点是轴向力较大，影响了轴承
6、的寿命。本实验是在直齿轮运转实验的基础上的一个提高实验，也是实验研究内容多样性的一个体现。首先安装表转的直齿传动一级减速齿轮，安装精度按照7级进行调整，电机拖动运转，测量不同转速下的噪声，注意测量系统运转5分钟，10分钟的轴承温度。然后按照7级精度安装加工精度为7级的斜齿轮，也如直齿轮一样，测量运转的噪声以及运转5分钟、10分钟时，轴承的温度。10.齿轮与曲柄摇杆机构的搭接、运转分析：首先按照要求搭接好电机和一级齿轮减速器或一级链轮减速器，减速器的低速轴作为输出轴，其上安装曲柄，通过计算确定出机架的长度，初步安装摇杆的支撑座，摇杆的回转中心高度和曲柄的回转中心高度一致。安装好连杆，作微量调整，
7、确保曲柄摇杆机构的四个回转副的轴线平行。安装好机械系统后，将驱动电机调整到50r/min 100r/min 200r/min 300r/min下，测量摇杆的最大转速，将测量值与理论计算值进行比较，分析产生误差的原因。11.链轮与曲柄摇杆机构的搭接、运转分析：首先安装好电机，然后安装一对链轮(减速器)，小链轮轴通过十字滑块联轴器和电机相联结，大链轮轴通过的输出端上安装曲柄，注意各个轴的平行度。然后按照计算值，选择好摇杆的回转支撑位置，并测量其回转轴线与曲柄回转轴线的平行度，安装好连杆。手动试运转系统，确保安装好后系统通电，依靠电机驱动曲柄摇杆机构转动。看安装的机构运转是否正常。试运转时，首先从低
8、速开始，输入轴的最高转速不能超过300r/min.。12.齿轮与曲柄滑块机构的搭接、运转分析：（1）通过安装理解安装过程如何保证精度满足设计要求。（2）通过测量运动副中的间隙，体会间隙的存在对于系统的振动影响。并初步设计运动副的间隙测量方法。（3）观察不同系统在不同速度下的运动情况，分析振动产生的主要原因，提出消除振动的解决方案。 首先安装好电机，然后安装一对直齿轮减速器，小齿轮轴通过十字滑块联轴器和电机相联结，大齿轮轴通过的输出端上安装曲柄，注意各个轴的平行度。然后按照计算值，选择好滑块导轨的位置与高度（教师根据学生的班级分组，并给定偏心量e值），注意导轨的放向与曲柄回转轴线是有垂直度要求的
9、，否则会导致系统卡死或者由于轴承中径向力的轴向分布不均匀，导致系统过早损坏。使用直角尺进行测量与调整。然后安装连杆。手动试运转系统，确保安装好后系统通电，依靠电机缓慢驱动曲柄滑块机构转动。看安装的机构运转是否正常。试运转时，首先从低速开始，输入轴的最高转速不能超过300r/min.13.带轮与曲柄滑块机构的搭接、运转分析：首先安装好电机，然后安装一对带轮，小带轮轴通过十字滑块联轴器和电机相联结，大带轮轴通过的输出端上安装曲柄，注意各个轴的平行度。然后按照计算值，选择好滑块导轨的位置与高度（教师根据学生的班级分组，并给定偏心量e值），注意导轨的放向与曲柄回转轴线是有垂直度要求的，否则会导致系统卡
10、死或者由于轴承中径向力的轴向分布不均匀，导致系统过早损坏。使用直角尺进行测量与调整。然后安装连杆。手动试运转系统，确保安装好后系统通电，依靠电机缓慢驱动曲柄滑块机构转动。看安装的机构运转是否正常。试运转时，首先从低速开始，输入轴的最高转速不能超过300r/min.14.带传动与齿轮传动的组合：首先搭接带传动（高速）齿轮传动（低速）的传动方案。分析系统能够传递的最大扭矩。测量观察系统的运转情况，并给出初步的结论。然后搭接齿轮传动（高速）带传动（低速）的传动方案。分析系统能够传递的最大扭矩。测量观察系统的运转情况，并给出初步的结论。15.齿轮传动与链传动的组合：首先搭接链传动（高速）齿轮传动（低速
11、）的传动方案。观察测量系统在不同转速下的噪声情况，并给出初步的结论。然后搭接齿轮传动（高速）链传动（低速）的传动方案。观察测量系统在不同转速下的噪声情况，并给出初步的结论。16.V带传动与链传动的组合：首先搭接链传动（高速）带传动（低速）的传动方案。分析系统能够传递的最大扭矩。观察家测量系统的运转噪声情况，并给出初步的结论。然后搭接带传动（高速）链传动（低速）的传动方案。分析系统能够传递的最大扭矩。观察测量系统的运转噪声情况，并给出初步的结论。17. 空间机构创新设计拼装及仿真实验:进行空间连杆机构、间歇运动机构、换向机构以及实现预期轨迹运动等空间机构的搭接与动态仿真。JCY-C创意组合机械系
12、统搭接综合实验台实验 键联接的安装与测量1、 实验的目的：了解键联接在机械传动中所起的作用，熟悉键联接的类型；了解轴毂联接形式；掌握键的制作方法以及键、键槽相关参数的测量方法；掌握键联接的安装方法；掌握力矩、功率的测量方法和计算方法；掌握机械效率的计算方法。2 、实验内容：认识键联接的基本几何参数、形状公差、位置公差及其测量、调整的方法； 利用键坯制作一个符合要求的键；利用键联接将轮毂安装到轴上；利用带式制动器测量轴的力矩；测量电机的电流。3 、实验的仪器与设备电机一台、水平仪一个（长度为90mm）、百分表一个(0.01mm/格)、磁性表座一个、直尺一把（20cm）、游标卡尺一把(0-150m
13、m)、外径千分尺（0-25mm）、转速表、塞尺、调整垫片等。4、 实验过程与步骤： 实验1 测量键和键槽的实际尺寸在这个实验中，你将测量键和键槽的大小，然后将测量值与标准值比较，确定其是否在允许的公差范围内。1 从工具箱中找到下列物品： 圆柱形制动器轮毂 电机 带刻度盘的游标卡尺(0-150mm) 直尺（20cm）2 执行下列的步骤测量电机轴上键槽的宽度，深度和长度A 用卡尺测量键槽的宽度，如图19所示B 用游标卡尺测量键槽的深度，如图20C 用20厘米直尺测量键槽的长度注意：有些末端倒圆角的键槽，测量时只测量它的有效长度。3 执行下列步骤测量圆柱形制动器轮毂上键槽的宽度，深度和长度A 用卡尺
14、测量键槽的宽度，如图21所示B 用游标卡尺测量轮毂壁的厚度，如图22所示C 用游标卡尺测量从轮毂的外壁到键槽底部的厚度，如图23所示D 用轮毂壁的厚度（步骤B的测量结果）减去轮毂的外壁到键槽底部的厚度（步骤C的测量结果）从而得到轮毂键槽的深度E 用20cm直尺测量键槽的长度4 执行下列的步骤去选择键的公称尺寸A 选择键的公称宽度B 选择键的公称高度C 选择键的公称长度实验2 根据所给键槽制作平键在这个实验中，你将学习如何利用键坯制作所需要的平键。1 你需要下列工具： 宽度为5mm长方形键坯（注：请根据设备实际情况修改相关尺寸） 钢锯 平锉刀 小台钳 20cm直尺 外径千分尺（0-25mm）2
15、使用千分尺，测量键坯的宽度和厚度确定其宽度是5毫米的键坯；3 使用20厘米的直尺量出25毫米长的键坯，用铅笔作标记，如图24所示4 执行下列的步骤切割键坯到要求的长度A 将键放置在小台钳上，如图25所示注意：要确认台钳有柔性夹具，以避免损失键坯的表面。B 用钢锯切割25毫米长的键坯C 将剩余的键坯放回储物柜放好D 保留切割下来的25毫米键坯等待执行下一步骤5 执行下列步骤准备使用的键A 将25毫米的键坯在台钳上固定好，如图26所示B 使用平锉清理键坯被切割处的毛刺C 使用平锉在键坯一端的两边倒角，如图27所示（若另一端也需要倒角，则需要将键坯翻转，在另一端重新倒角）D 将所有工具放回工具箱，制
16、作好的键将在下个实验中使用实验3 用键装配轴和轮毂大致步骤：在这个实验中，你将装配制动器轮毂到电机轴上，这是带式制动器提供给电机的载荷。通过这个装配过程将使你学会装配键的基本步骤。你将会在以后的实验中用到这些知识去装配其他类型的轮毂，包括联轴器的安装。1 执行下列安全检查； 佩戴防护眼镜 穿着合身的衣服（不可穿较宽松的） 项链，手表，戒指、领带等饰品必须摘下 将长发盘起或置于帽子中 穿厚底鞋 穿短袖衣服，或将长袖挽起来 地面不可潮湿2 将电机控制箱的安全开关关闭；3 将轴面板1放在工作台上方的架子上；4 装配和校准大电机；（详细步骤见实验教程1中的技能5）5 安装带式制动器的组件，如图35所示
17、这个组件包括制动器轮毂，加载单元，水瓶。水瓶的作用是当制动器对轴施加载荷时将水喷入制动器轮毂内使其降温（因为带式制动器加载时由于摩擦生热会使轮毂温度升高）。把制动器轮毂放在电机轴上。6执行下列步骤用键联接将制动器轮毂装配到电机轴上A找到制动器轮毂（该轮毂是由两个部件组合而成，用2个帽螺钉将两部件联接便组成了制动器轮毂）；B用扳手拧松2个螺钉使得轮毂的两部分能适当分离（使轮毂可穿过轴及键装配在轴上）；C用刷子清洁电机轴和轮毂上的键槽，使其上无灰尘和毛刺；D找到上个实验中制作的25毫米的平键； E将键放入电机轴上的键槽中；F在键槽内摇动键检查键是否松动，如果有松动，必须更换；G将键从电机轴上取出放
18、入制动器轮毂的键槽内；按步骤F检查键与键槽是否相配，键应可以很轻松的放入键槽内且在键槽内没有松动，如不合适应更换。H将键从制动器轮毂的键槽内取出，重新放入电机轴上的键槽内，将之放置与轴的末端平齐的位置，如图37所示I拿起制动器轮毂，将它的键槽与电机轴上的键对准，以便键的伸出端正好可装入轮毂的键槽内；J将制动器轮毂装上电机轴，使轮毂达到阶梯轴的末端；轮毂的安装应该不借用任何工具，如果不是这样，请将其拆下，检查各部件的尺寸是否正确。K固紧制动器轮毂上的2个螺钉。7拉动制动器轮毂查看其是否与轴可靠连接8保留现有的装配，在下个实验中，会用到现有装配。实验4使用带式制动器测量轴的力矩大致步骤：在这个实验
19、中，将把电机和带式制动器连接并加载。通过带式制动器测量轴的输出力矩的变化展现当动力通过不同类型的机械传动系统进行传输时不同的输出效果，即通过该现象可看出各种机械传动系统的机械效率。在这个实验中还将测量电机的转速随着载荷的增加的变化。这是一个简单的提高你测量电机转速技能的练习。通过本实验你还可以了解到交流电机对载荷变化的反应。1 执行下列安全检查 佩戴防护眼镜 穿着合身的衣服（不可穿较宽松的） 项链，手表，戒指、领带等饰品必须摘下 将长发盘起或置于帽子中 穿厚底鞋 穿短袖衣服，或将长袖挽起来 地面不可潮湿2 将电机控制箱的安全开关闭；3 继续上一个实验，上个实验的装配结果应该是如图41所示4 执
20、行下列步骤将带式制动器与电机轴相连A 拧松带式制动器顶部的加载螺母（俯视：逆时针方向），直到手柄（即加载螺母）与螺纹齐平；B 将带式制动器放置在工作台上，让其安装孔与工作台的安装孔对齐，如图43所示；C 确定制动带搁在轮毂下方，如图44所示；D 找到4个M8的螺栓及其相应的平垫圈、弹簧垫圈、螺母；E 用螺栓等将带式制动器安装到工作表面；确保带式制动器的制动带均匀的缠绕在轮毂上。F 拧松电机的紧固件以便调整电机位置使之与带式制动器的制动带接触良好；G 重新拧紧电机；5 用水瓶往轮毂的凹槽中装水,水的高度大约为6（从轮毂开口处到液面高度）,如图46所示6 将一小片白色双面胶纸贴在制动轮毂的前端部,
21、如图46所示7 执行下列的步骤打开电机：A. 清理工作台上的工具和散件，将它们放入储物柜或工具箱；B. 将电机控制箱的电源线与墙上插头连接；C连接大电机电缆到电机控制箱的电机端口；D确定电机控制箱上的电源开关处于关闭状态E插入安全锁钥匙；F打开安全开关，此时电机控制箱上的主电源指示灯呈开启状态（红色）；G确定电机附近没有人；H 打开电机电源开关。电机将很快加速到全速，并以定速运转。8 执行下列步骤测量电机在不同载荷下的转速A 观察带式制动器上刻度的读数；初始状态应该是0，如果不是，则调整其上的加载螺钉；B 用转速表测量电机转速，并在下列表格中将各读数记录下来；表格1：加载载荷（N）转速（RPM
22、）扭矩（nm）82.4616690.39104.4616550.50126.4616400.61148.4616230.71170.4616230.81192.4616180.91225.4616080.05 注：加载载荷根据制动器实际加载范围进行调节。C 在电机运转过程中，把制动器上的载荷由0逐渐增加到满量程的1/3左右（每次增加的量相同）；D 在各种载荷情况下测量电机转速，并将不同情况下的载荷和转速记录在表格中；E 通过加载螺钉将载荷卸载到0。9 关闭电机电源及安全开关，电机将逐渐停止10. 将安全开关锁钥匙抽出来，11. 计算电机在各载荷下的力矩力矩所加载荷（N）加载力臂（m） 其中加载
23、力臂由刻度盘到加载螺钉中心的距离，约为152。12. 保留现有的安装，下个实验将用到现有装置。实验5 测量电机的电流大致步骤：在这个实验中，将使用电机控制箱内置的电流表测量使用带式制动器加载时电机的电流。1 确定电机和带式制动器按照实验4安装2 执行安全检查 佩戴防护眼镜 穿着合身的衣服（不可穿较宽松的） 项链，手表，戒指、领带等饰品必须摘下 将长发盘起或置于帽子中 穿厚底鞋 穿短袖衣服，或将长袖挽起来 地面不可潮湿3 将安全开关打开4 执行下列步骤打开电机A. 观察带式制动器上刻度的读数；初始状态应该是0，如果不是，则调整其上的加载螺钉；B. 检查轮毂中的水位，如有必要应加水；轮毂的凹槽中水
24、的高度应保持约为0.6厘米，且轮毂中必须加水进行降温！C. 将电机电源打开，使其加速到全速运转；5 电机空载运转时，将电机电流读数开关打开并保持其开启状态，记录下电流读数。从0开始对电机逐渐加载（加载至满量程的1/2左右，每次所加载荷量应相等），按照下表依次测量并记录电机电流和转速。 表格2：外加载荷（N）电流(A)转速(RPM)82.460.301669104.460.401655126.460.501640148.460.601623170.460.701623192.460.801618225.460.951608258.461.101600注意：在电机的运转过程中要经常检查轮毂中的水位，及时加水。6 观察电流随载荷增加的变化趋势7 测量完毕，将电机上的载荷卸载8 关闭电机电源开关警告：重载和高速导致制动器的轮毂非常热，所以避免用手触摸电机和轮毂的任何部分，以免烫伤！9 关闭安全开关并抽出钥匙10. 拆卸组件并将各部件及仪器放回原处
