实验一 机构运动简图测绘
分析机构的组成可知,任何机构都是由许多构件通过运动副的联接而构成的.这些组成机构的构件其外形和结构往往是很复杂的,但决定机构各部分之间相对运动关系的是原动件的运动规律,运动副类型及运动副相对位置的尺寸,而不是构件的外形(高副机构的轮廓形状除外),断面尺寸以及运动副的具体结构.因此,为了便于对现有机构进行分析或设计新机构,可以撇开构件,运动副的外形和具体构造,而只用简单的线条和符号代表构件和运动副,按比例定出各运动副的位置,以此表示机构的组成和运动情况.这种表示机构相对运动关系的简单图形称为机构运动简图.掌握机构运动简图的绘制方法是工程技术人员进行机构设计,机构分析,方案讨论和交流所必需的.
一,实验目的
1.对运动副,零件,构件及机构等概念建立实感;
2.熟悉并运用各种运动副,构件及机构的代表符号;
3.学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图;
4.验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法.
二,实验设备及用具
1.各种机构和机器的实物或模型
2.直尺,圆规,铅笔,橡皮,草稿纸(自备)
三,机构运动简图绘制的方法及步骤
1.了解待绘制机器或模型的结构,名称及功用,认清机械的原动件,传动系统和工作执行构件.
2.缓慢转动原动件,细心观察运动在构件间的传递情况,了解活动构件的数目.
3. 根据相连接的两构件间的接触情况和相对运动特点,判定机构中运动副种类,个数和相对位置.
在了解活动构件的数目及运动副的数目时,需注意以下两种情况:
①当两构件间的相对运动很小时,勿认为一个构件.
②由于制造误差和使用日久,同一构件各部分之间有稍许松动时,易误认为两个构件.碰到这种情况,要仔细分析,正确判断.
3.要选择最能表示机构特征的平面为视图平面,同时,要将原动件放在一适当的位置,以使机构运动简图最为清晰.
4.在草稿纸上按规定的符号绘制机构运动简图,在绘制时,应从原动件开始,先画出运动副,再用粗实线连接属于同一构件的运动副,即得各相应的构件.原动件的运动方向用箭头标出.在绘制时,在不影响机构运动特征的前提下,允许移动各部分的相对位置,以求图形清晰.初步绘制时可按大致比例作图(称之为机构示意图).图作完后,从原动件开始分别1,2,3……标明各构件,再用A,B,C……表明各运动副.
5.仔细测量机构的各运动尺寸(如:转动副间的中心距,移动副导路的位置等),对于高副机构应仔细测量出高副的轮廓曲线及其位置.然后以一适当比例尺μl作出正式的机构运动简图.
6. 计算机构的自由度,判断被测机构运动是否确定,并与实际模型或实物相对照,观察是否相符.
对于平面机构其自由度可按如下公式计算:
在计算时要注意机构中出现的复合铰链,局部自由度,虚约束等特殊情况,并应指明,若计算的机构自由度与实际机构的自由度不一致时,应找出错误原因,加以纠正.
四,思考题
1.为什么说作为一名工程技术人员,必须熟练的掌握机构运动简图的绘制
2.一个正确的机构运动简图应说明哪些内容
3.在绘制机构运动简图时,原动件取不同的位置,会不会简图的正确性
4.机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助
五,注意事项
1.每人应按上述方法完成四个机构的运动简图绘制及自由度计算;
2.绘制运动简图时注意一个构件在中部与其它构件用转动副相联的表达方法;
3.绘制运动简图时注意高副中的滚子与转动副的区分,可用大些的实心圆表示高副滚子,用小些的空心圆表示转动副;
4.注意构件尺寸,尤其是固定铰链之间的距离及相互位置;
5.注意运动简图的标注,包括:构件序号,原动件,运动副字母等.
实验报告(一)
一,实验目的
二,实验设备
三,实验结果
1. 机构名称:
自由度计算(公式):
比例尺:
运动是否确定:
机构运动简图:
2. 机构名称:
自由度计算(公式):
比例尺:
运动是否确定:
机构运动简图:
3. 机构名称:
自由度计算(公式):
比例尺:
运动是否确定:
机构运动简图:
4. 机构名称:
自由度计算(公式):
比例尺:
运动是否确定:
机构运动简图:
四,简答题
1. 一个正确的平面机构运动简图应能说明哪些内容
2. 机构自由度大于或小于原动件数时,各会产生什么结果
实验四 减速器的拆装和结构分析
一,概述
减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件,为了提高电动机的效率,原动机提供的回转速度一般比工作机械所需的转速高,因此齿轮减速器,蜗杆减速器常安装在机械的原动机与工作机之间,用以降低输入的转速并相应地增大输出的转矩,在机器设备中被广泛采用.例如宝山钢铁公司就有10多万台减速器,在其他机器中减速器也有大量应用.作为机械类专业的学生有必要熟悉减速器的结构与设计,本实验是为了解减速器的结构,主要零件的加工工艺性,对于详细的减速器技术设计过程在"机械设计课程设计"这一课程中予以介绍.
齿轮减速器,蜗杆减速器的种类繁多,但其基本结构有很多相似之处.本实验为了使同学了解减速器的一般结构设计,主要零件加工工艺而设立的.实验中应注意掌握减速器的结构,主要零件的加工工艺.减速器的结构随其类型和要求不同而异,其基本结构由箱体,轴系零件和附件三部分组成.图4-1,图4-2为单级圆柱齿轮减速器,现结合该图简要介绍一下减速器的结构.
图4-1 减速器的结构
图4-2 减速器的结构
1.箱体结构
减速器的箱体用来支承和固定轴系零件,应保证传动件轴线相互位置的正确性,因而轴孔必须精确加工.箱体必须具有足够的强度和刚度,以免引起沿齿轮齿宽上载荷分布不匀.为了增加箱体的刚度,通常在箱体上制出筋板.
为了便于轴系零件的安装和拆卸,箱体通常制成削分式.剖分面一般取在轴线所在的水平面内(即水平剖分),以便于加工.箱盖(件4)和箱座(件20)之间用螺栓(件17,18,19和件31,32,33)联接成一整体,为了使轴承座旁的联接螺栓尽量靠近轴承座孔,并增加轴承支座的刚性,应在轴承座旁制出凸台.设计螺栓孔位置时,应注意留出扳手空间.
箱体通常用灰铸铁(HTl50或HT200)铸成,对于受冲击载荷的重型减速器也可采用铸钢箱体.单件生产时为了简化工艺,降低成本可采用钢板焊接箱体.
2.轴系零件
图中高速级的小齿轮直径和轴的直径相差不大,将小齿轮与轴制成一体(件10).大齿轮与轴分开制造,用普通平键(件15)作周向固定.轴上零件用轴肩,轴套(件22),封油环(件24,30)与轴承端盖(件21,13,12,27)作轴向固定.两轴均采用角接触轴承(件25,28)作支承,承受径向载荷和轴向载荷的联合作用.轴承端盖与箱体座孔外端面之间垫有调整垫片组(件16,29),以调整轴承游隙,保证轴承正常工作.
该减速器中的齿轮传动采用油池浸油润滑,大轮齿的轮齿浸入油池中,靠它把润滑油带到啮合处进行润滑.滚动轴承采用润滑脂润滑,为了防止箱体内的润滑油进入轴承,应在轴承和齿轮之间设置封油环(件24,30).轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件,图中采用的内包骨架旋转轴唇型密封圈(件11,23),对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘,异物浸入箱体,具有良好的密封效果.
3.减速器附件
(1)定位销(件6):
在精加工轴承座孔前,在箱盖和箱座的联接凸缘上配装定位销,以保证箱盖和箱座的装配精度,同时也保证了轴承座孔的精度.两定位圆锥销应设在箱体纵向两侧联接凸缘上,且不宜对称布置,以加强定位效果.
(2)观察孔盖板(件2):
为了检查传动零件的啮合情况,并向箱体内加注润滑油,在箱盖的适当位置设置一观察孔,观察孔多为长方形,观察孔盖板平时用螺钉固定在箱盖上,盖板下垫有有纸质密封垫片(件3);以防漏油.
(3)通气器(件1):
通气器用来沟通箱体内,外的气流,箱体内的气压不会因减速器运转时的油温升高而增大,从而提高了箱体分箱面,轴伸端缝隙处的密封性能,通气器多装在箱盖顶部或观察孔盖上,以便箱内的膨胀气体自由溢出.
(4)油面指示器(件9):
为了检查箱体内的油面高度,及时补充润滑油,应在油箱便于观察和油面稳定的部位,装设油面指示器.油面指示器分油标和油尺两类,图中采用的是油尺.
(5)放油螺塞(件7):
换油时,为了排放污油和清洗剂,应在箱体底部,油池最低位置开设放油孔,平时放油孔用油螺塞旋紧,放油螺塞和箱体结合面之间应加防漏垫圈(件8).
(6)启箱螺钉(件5):
装配减速器时,常常在箱盖和箱座的结合面处涂上水玻璃或密封胶,以增强密封效果,但却给开启箱盖带来困难.为此,在箱盖侧边的凸缘上开设螺纹孔,并拧人启箱螺钉.开启箱盖时,拧动启箱螺钉,迫使箱盖与箱座分离.
(7)起吊装置:
为了便于搬运,需在箱体上设置起吊装置.图中箱盖上铸有两个吊耳,用于起吊箱盖.箱座上铸有两个吊钩,用于吊运整台减速器.
二,实验目的
1. 熟悉减速箱的基本结构,了解常用减速箱的用途及特点.
2.了解减速箱各组成零件的结构及功用,并分析其结构工艺性.
3.了解减速箱中零件的装配关系及安装,调整过程.
4.了解轴承和齿轮的润滑.
5.学习减速箱的基本参数测定方法.
6.为课程设计时,能设计一台合理的减速器打下良好的基础.
三,实验设备与工具
1.二级圆柱齿轮减速器.
2.锥齿轮—圆柱齿轮减速器.
3.蜗轮蜗杆减速器.
4.拆装工具.
5.测量工具.
四,实验步骤
1.课前仔细阅读实验指导书,结合图4-1了解减速器的使用场合,作用及其主要结构特点.
2.观察减速器的外形,用手来回推动减速器的输入输出轴,体会轴向窜动;打开观察孔盖,转动高速轴,观察齿轮的啮合情况.注意观察孔开设的位置及尺寸大小;通气器的结构及特点;螺栓凸台位置(并注意扳手空间是否合理);轴承座加强筋的位置及结构;吊耳及吊钩的型式;减速器箱体的铸造工艺特点以及加工方法.特别要注意观察箱体与轴承盖接合面的凸台结构.
3.观察定位销孔的位置,取出定位销,再用扳手旋下箱盖上的有关螺钉,借助启盖螺钉将箱盖与箱体分离.利用起吊装置取下箱盖,并翻转180°一旁放置平稳,以免损坏结合面.
4.观察箱体内轴及轴系零件的结构,各零,部件间的相互位置,分析传动零件所受的径向力和轴向力向机体基础传递的过程,并进行必要的测量,将测量结果记于实验报告的表格中.画出传动示意图.
5.取出轴承压盖,将轴系部件取出并放在木板或胶皮上,详细观察轴系部件上齿轮,轴承,封油环等零件的结构,分析轴及轴上零件的轴向定位方法及轴上零件的周向定位方法;分析由于轴的热胀冷缩时轴承预紧力的调整方法和零件安装,拆卸方法.
6.观察减速器润滑与密封结构装置,分析齿轮与轴承的润滑方法及轴承的密封方法;油槽及封油环,甩油环的应用;加油方式,放油塞,油面指示器的位置和结构.
7.利用钢皮尺,卡尺等简单工具,测量减速箱各主要部分参数与尺寸.将测量结果记于实验报告的表4-1,表4-2中.
(1)测出各齿轮的齿数,求出各级分传动比及总传动比.
(2)测出中心距,并根据公式计算出齿轮的模数,斜齿轮螺旋角的大小.
(3)齿轮与箱壁间的间隙,滚动轴承型号及安装方式等.
(4)测量各种螺钉直径,根据实验报告的要求测量其它有关尺寸,并记录于表4-1中.
8.按拆卸的相反顺序将减速器复原,并拧紧螺钉.注意:安放箱盖前要旋回启箱螺钉.
9.整理工具,经指导老师检查后,才能离开实验室.
实验报告(四)
一,实验目的
二,实验设备与仪器
三,实验结果
1. 画出减速器传动示意图
2. 画出轴系部件的结构草图
3. 减速器各主要部分的尺寸与参数的测量结果.
表4-1 减速器箱体尺寸测量结果
序 号
名 称
尺 寸(mm)
1
地脚螺栓孔直径
2
轴承旁联接螺栓直径
3
箱盖与箱座联接螺栓直径
4
观察孔螺钉直径
5
箱座壁厚
6
箱盖壁厚
7
箱座凸缘厚度
8
9
箱盖凸缘厚度
9
箱座底部凸缘厚度
10
轴承旁凸台高度
11
轴承旁联接螺栓距离
12
地脚螺栓间距
表4-2 减速器的主要参数
齿
数
小齿轮
大齿轮
高速级
Z1=
Z2=
低速级
Z3=
Z4=
传动比
高速级i1
低速级i2
总传动比i
轴
承
第一根轴
第二根轴
第三根轴
型 号
安装方式
表4-3 减速器主要零部件作用
名 称
用 途
通气器
油标
放油螺塞
定位销
起吊装置
四,简答题
1. 轴承座孔两侧的凸台为什么比箱盖与箱座的联接凸缘高
3. 箱体凸缘的螺栓联接处均做成凸台或沉孔平面,为什么
4. 箱盖与箱体的联接凸缘宽度及地座凸缘宽度的确定,受何种因素影响
5. 滚动轴承的间隙是怎样调整的
6. 你所拆卸的减速器中,轴承用何种方式润滑 如何防止箱体的润滑油混入轴承中