轴系结构设计与分析实验指导书
徐双满洪建平编
机电学院
机械基础实验室
2011，9
轴系结构设计与分析实验指导书
一、工程应用与问题的提出
轴系结构是机械系统的重要组成部份，也是机械设计课程教学的重点内容。由于轴系结构设计涉及的加工工艺、装配工艺方面的问题较多，实践性较强。为提高教学质量，强化轴系结构设计能力的训练，开展轴系结构设计实验是很有必要的。
任何回转机械大多都有轴系结构，轴系结构设计在机械设计中很重要，如何依照轴的回转要求、决定轴系组成及支撑解决方案;依照功能要求决定轴系的整体组成结构；轴上零件的轴向定位、周向定位设计，是机械设计的重要环节。为了设计出合理的的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构。
图1轴的结构设计示意图
通过实验能够熟悉和把握轴的结构和轴承组合结构设计的大体要求，不仅加深对课堂上所学知识的明白得与经历，还能够对同窗进行技法训练，培育工程实践技术，为后面的综合课程设计训练打好基础，还能够培育同窗的创新意识。上图1所示为一典型的轴系组成结构示用意例。
二．实验目的
1．深切了解及熟悉轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；
2．熟悉和把握轴的结构设计和轴承组合设计的大体要求和设计方式；
3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技术的训练。
三．实验设备与工具
1．组合式轴系结构设计分析实验箱
实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件，见表一、表2。
零件名称件数零件编号零件名称件数
零
件
编
号
1 直齿抡轴用支座（油用）2件
2 直齿抡轴用支座（脂用）2件
3 蜗杆轴用支座1件
4 锥轮轴用支座1件
5 锥齿轮轴用套环2件
6 蜗杆用套环1件
7 组装底座2件8 大直齿轮1件
9 大斜齿轮1件10 小直齿轮1件
表1：轴系轴上要紧国标件
2.测量及工具：
300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板、活扳手、小橡胶锤等。
四．实验要求及方式
1．了解轴系系统的组成
熟悉轴向、周向定位的常见方式，对如实物研究零件的各部位名称与功能特点。
2．设计方案及操作
每名同窗从所给出的4项轴系功能题目当选择很多于2项，并完成零件的选择、组成方案的初步设计、修改与优化、组装、必要的测绘等操作。
依照所给硬件及设计方案，现场作出设计草案；提出轴系组成方案，组合出合理的轴系部件。实验结果应绘制A4幅面的结构图，重要轴向尺寸的标注，各零件的功用说明表。
3.结果检查
（1）轴上各零件可否装到指定位置；
（2）轴上零件的轴向、周向是不是靠得住定位；
（3）轴承游隙是不是需要调整，如何调整。
（4）轴系可否实现工作的回转运动，运动是不是灵活。
（5）轴系沿轴线方向位置是不是固定，假设固定缘故是什么。
4．编写实验报告
实验报告幅面为A4纸，应包括以下内容：
实验目的、实验内容、所选题目、设计草案、实验结果（结构图A4纸，定位零件组成说明）、回答试探题。
5．实验题目
题目1：轴上传动件为斜齿轮，轴端半联轴器；
题目2：轴上传动件为大直齿轮，轴端半联轴器；
题目3：轴上传动件为小直齿轮，轴端半联轴器；
题目4：轴上传动件为大斜齿轮，轴端半联轴器；
五、实验步骤
1．熟悉所有组成零件，明确实验内容，明白得设计要求；
2．温习有关轴系的结构设计与轴承组合设计的内容与方式；
3．构思轴系结构方案；
4．组装轴系部件；
依照轴系结构方案，从实验箱当选取适合零件并组成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是不是正确。
5．绘制轴系结构草图。测量零件结构尺寸，作好记录。
6．优化与修改设计方案。
7．结果检查并按比例绘制结构装配图。
8．填写实验报告，回答下列问题。
六．试探题
1．转动轴承一样采纳什么润滑方式进行润滑？
2．轴上的两个键槽或多个键槽什么缘故常常设计成加工在一条直线上。
轴系结构设计实验报告
课程名称：姓名：实验日期：实验地址：成绩：
一、实验目的
二、实验手腕与实验内容（实验题目、设计方案及说明）
三、实验结果
1．轴系组成结构图
另附A4幅面结构组成装配关系图
2．轴系结构分析（组成零件功能表）
四、回答下列问题
1.转动轴承一样采纳什么润滑方式进行润滑？
2.轴上的两个键槽或多个键槽什么缘故常常设计成加工在一条直线上。
《机械设计基础(A）2》实验指导书 机械与车辆学院 二00九年十月
目录 实验一液体动压润滑机理分析实验 (2) 一、实验目的 (2) 二、实验仪器 (2) 三、实验台结构与实验原理 (2) 四、软件界面操作说明： (5) 五、实验步骤： (7) 六、实验操作注意事项： (8) 七、实验报告及思考题 (8) 实验二、皮带传动实验 (9) 一、实验目的: (9) 二、实验设备 (9) 三、实验台结构与实验原理： (9) 四:软件界面操作说明： (11) 五、实验步骤： (12) 实验三机械展示、认识与分析直观现场教学 (14) 一、实验目的 (14) 二、实验设备 (14) 三、实验内容 (14) 实验四轴系结构设计实验 (16) 一、实验目的： (16) 二、实验设备 (16) 三、实验内容与要求 (16) 四、实验步骤 (16) 实验五减速器拆装实验 (24) 一、实验目的： (24) 二、实验设备 (24) 三、实验内容与要求 (24) 四、实验步骤 (26) 实验六便携式机械系统变速传动方案创新设计 (31)
实验一液体动压润滑机理分析实验 一、实验目的 1、了解动压油膜承载现象及其形成的必要条件，加深对形成流体动压条 件的理解； 2、测量轴承周向及轴向的油膜压力、绘制其油膜压力分布曲线； 3、测量滑动轴承的摩擦系数、绘制轴承λ f特性曲线； - 4、掌握动压滑动轴承试验机的工作原理及其参数测试方法。 二、实验仪器 HS----B液体动压轴承实验台 三、实验台结构与实验原理 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、实验台的传动装置
轴系结构分析与测绘实验指导书 一、实验预习: 阅读《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容。 二、实验目的： 1、熟悉轴的结构和滚动轴承组合设计的典型结构； 2、了解轴及轴上零件的结构形状及作用、工艺要求和装配关系； 3、了解轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、培养分析与测绘能力。 三、实验设备： 1、分析、测绘对象：1/4剖开的轴系典型结构部件模型14种；（见所附照片） 2、测绘工具：300mm钢尺、游标卡尺、内、外卡尺； 3、学生自备：铅笔、三角板、绘图仪器、A3白纸若干。 四、实验原理： 为了保证滚动轴承工作可靠并达到预期寿命以及整个轴系的正常工作，除了应正确选择轴承的类型和尺寸外，还应正确设计轴承组合。轴承组合设计的主要内容是正确解决轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。 通过拆装，了解传动装置中各轴承部件的组合设计特点、固定方法与调整过程，进一步掌握轴的结构设计的一般原理及轴上零件的定位、固定、合理拆装方法与顺序。培养分析、判断和正确设计轴系部件的能力。根据教具，仔细观察、分析轴上零、部件结构特点，按合理的拆装顺序逐一拆卸和安装，并绘出草图。 五、实验步骤： 1、仔细观察轴上的零件的结构形状，尺寸大小，装配关系； 2、用手转动轴，通过分析，确定轴承组合设计中轴承轴向固定方式； 3、判断所测绘的轴系部件模型中滚动轴承的类型； 4、在了解所测绘的轴系部件的结构特点后，进行测量，对照实物，先画出 装配草图，再绘出轴系结构的正式装配图（可以CAD图）； 5、装配轴系部件，使其恢复原状； 6、针对所测绘轴系结构进行分析。 六、实验要求： 1、一人一组； 2、先绘出装配草图，然后绘制正式装配图一张（大约按1:1绘图）。草图和正式装配图均要交； 3、正式装配图要求：图样画法应符合机械制图国家标准；可不标尺寸，但相互有配合的零件表面之间注上配合尺寸线；给出个零件序号，写出标题栏和明细表； 4、对于难以测量的有关尺寸，允许根据实物相对大小和结构关系估算出来，或利用标准查出来； 5、分析报告：不少于150字，书写在A4打印纸上
轴系结构设计与分析实验指导书 徐双满洪建平编 机电学院 机械基础实验室 2011，9
轴系结构设计与分析实验指导书 一、工程应用与问题的提出 轴系结构是机械系统的重要组成部份，也是机械设计课程教学的重点内容。由于轴系结构设计涉及的加工工艺、装配工艺方面的问题较多，实践性较强。为提高教学质量，强化轴系结构设计能力的训练，开展轴系结构设计实验是很有必要的。 任何回转机械大多都有轴系结构，轴系结构设计在机械设计中很重要，如何依照轴的回转要求、决定轴系组成及支撑解决方案;依照功能要求决定轴系的整体组成结构；轴上零件的轴向定位、周向定位设计，是机械设计的重要环节。为了设计出合理的的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构。 图1轴的结构设计示意图 通过实验能够熟悉和把握轴的结构和轴承组合结构设计的大体要求，不仅加深对课堂上所学知识的明白得与经历，还能够对同窗进行技法训练，培育工程实践技术，为后面的综合课程设计训练打好基础，还能够培育同窗的创新意识。上图1所示为一典型的轴系组成结构示用意例。 二．实验目的 1．深切了解及熟悉轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用； 2．熟悉和把握轴的结构设计和轴承组合设计的大体要求和设计方式； 3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技术的训练。 三．实验设备与工具 1．组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件，见表一、表2。 零件名称件数零件编号零件名称件数 零 件 编 号 1 直齿抡轴用支座（油用）2件 2 直齿抡轴用支座（脂用）2件 3 蜗杆轴用支座1件 4 锥轮轴用支座1件 5 锥齿轮轴用套环2件 6 蜗杆用套环1件 7 组装底座2件8 大直齿轮1件 9 大斜齿轮1件10 小直齿轮1件
精密轴系设计报告 一．项目设计目的 针对所学的精密轴系的设计原则与方法，应用所掌握的AUTOCAD/UG/Ansys 软件，完成精密轴系的整体结构设计、三维图形建模、装配、整体结构分析。二．项目设计容 1.应用AUTOCAD进行精密轴系整体结构设计 掌握软件基本工具的操作、工程设计的基本原则和方法。 2.应用UNX软件在AUTOCAD设计结果上进行三维模型的建立、各零件的装配、运动仿真等。 3.应用ANSYS软件在UNX软件建模的基础上，对所设计精密轴系进行模态、温度、振动等条件下的整体结构分析，并给出分析结果。 三．设计与分析结果 1.基于AUTOCAD的精密轴系结构设计 设计一款精密轴系，包括底座、法兰盘、阶梯轴、轴承等零件。 设计出精密轴系的CAD图后，将用于UG的三维实体零件的尺寸图。 ①精密轴系的整体结构图设计 如图1所示，为所设计的精密轴系的整体结构图，图示尺寸为轴系的主要核心参数。
72 132 332 图1精密轴系整体结构图 ②将所设计的精密轴系图导出，另存为DXF格式文件，准备导入UG软件，如图2所示。
图2 DXF保存界面 2.基于NX8.0的精密轴系三维图形设计 ①打开NX软件，打开上一步所存的DXF格式文件，显示如图3所示界面。 图3 DXF导入 应用UG工具栏的旋转、拉伸等功能，参照DXF文件的尺寸，生成三维实体图形，如图4所示。
图4 精密轴系三维立体图 分别进行，三维实体剖视、PMI注释、以及注释操作，如图5、6、7所示，完成图8的操作。 图5 图6 图7
图8 精密轴系PMI注释 注释完毕，点UG文件、导出、Parasolid，导出ANSYS软件所需的.x_t文件格式，如图9所示。选择较低版本13.0，并选择所设计的全部实体部件，确定。
《机械设计》 实验指导书 前言 实验是机械设计课程中重要的实践性环节，通过实验不仅可以验证理论知识，加深对理论知识的理解，而且可以培养同学的动手能力，观察分析能力和勇于探索的创新精神。机械设计实验是《机械设计》课程的重要实践环节，其教学目标是使学生更好地理解和深刻地把握课程的基本知识，并在此基础上训练学生动手能力、综合分析问题和创新设计的能力，按照《机械设计》课程教学大纲的要求，编写了此实验指导书，设置的具体实验项目：带传动效率实验、轴系结构设计与分析实验、减速器拆装实验3项实验。
实验一 带传动效率实验 实验学时：2 实验类型：验证 一、实验目的 了解带传动实验台的组成和工作原理；观察带传动中的弹性滑动现象，以及它们与带传递的载荷和转速之间的关系。测定传动效率和滑动率与所传递的载荷和转速之间的关系，绘制带传动的效率曲线和滑动曲线。 二、实验原理、方法和手段 带传动原理是张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。 带传动的效率，当主动轮与从动轮直径相等，即传动比i=1时，可按下式求得 1 12 2n T n T == 主动轮的功率从动轮的功率η 式中：T 1 ——输入力矩，N·m ；T 2 ——输出力矩，N·m ； n 1 ——输入转速， r/min ； n 2 ——输出转速，r/min 。 由于带的紧边与松边拉力不等，使带的两边弹性形变不等引起带与轮面的微量相对滑动称为弹性滑动。带传动在工作中的滑动程度用滑动系数ε表示，它是随负载的大小而变化的。可按下式求得 1 2 1n n n -= ε 式中： n 1 ——输入转速，r/min ； n 2 ——输入转速，r/min 。 滑动曲线就是表示带在不同负载时滑动的程度的曲线，可分别以主动轮转速和负荷档位为横坐标，以滑动系数ε为纵坐标来绘制。 三、实验条件 1．柜式带传动效率测试分析实验台。 2．笔、草稿纸(此项自带)。 四、实验内容与步骤
轴系实验报告 轴系实验报告 引言 轴系是机械工程中常见的一个概念，它指的是由轴承、轴、齿轮等组成的传动系统。轴系的设计与优化对于机械设备的性能和寿命具有重要影响。本文将以轴系实验为主题，探讨轴系在机械工程中的应用和优化。 一、轴系的基本原理 轴系是由多个轴承、轴和齿轮等组成的传动系统。在轴系中，轴承起到支撑和传递载荷的作用，轴则负责传递动力和承受扭矩，齿轮用于传递转动力。轴系的设计需要考虑载荷、转速、传动比等因素，并选择合适的材料和结构。二、轴系实验的目的 轴系实验旨在验证轴系的设计和优化方案，以及评估轴系的性能和寿命。通过实验，可以了解轴系在不同工况下的工作状态和故障情况，为轴系的改进提供依据。 三、轴系实验的内容 轴系实验包括载荷实验、转速实验和寿命实验等。载荷实验用于测试轴系在不同载荷下的变形和应力情况，转速实验用于测试轴系在不同转速下的振动和噪声情况，寿命实验则是通过长时间运行来评估轴系的寿命。 四、轴系实验的步骤 轴系实验的步骤包括实验准备、实验操作和实验结果分析。在实验准备阶段，需要确定实验方案、准备实验设备和材料，并进行必要的校准和调试。实验操作阶段需要按照实验方案进行实验，并记录实验数据和观察现象。实验结果分
析阶段需要对实验数据进行处理和分析，得出结论并提出改进建议。 五、轴系实验的结果与讨论 通过轴系实验，可以得到轴系在不同载荷和转速下的变形、应力、振动和噪声 等数据。根据实验结果，可以评估轴系的性能和寿命，并进行优化设计。例如，如果实验结果显示轴系在高转速下有较大的振动和噪声，可以考虑增加轴承的 支撑刚度或改进轴的结构，以提高轴系的稳定性和工作效率。 六、轴系实验的意义和应用 轴系实验对于机械工程的研究和应用具有重要意义。通过轴系实验，可以深入 了解轴系的工作原理和性能特点，为轴系的设计和改进提供依据。轴系实验还 可以应用于各种机械设备的研发和生产过程中，以提高设备的性能和可靠性。 结论 轴系实验是机械工程中不可或缺的一部分，它通过验证轴系的设计和优化方案，评估轴系的性能和寿命，为轴系的改进提供依据。轴系实验的结果和分析可以 帮助工程师更好地理解轴系的工作原理和性能特点，并提出相应的改进建议。 轴系实验对于机械工程的研究和应用具有重要意义，可以提高机械设备的性能 和可靠性，推动机械工程的发展。
实验报告 实验名称：轴系结构设计与搭接 一、实验目的 1．了解机械传动装置中滚动轴承支承轴系结构的基本类型和应用场合。 2．根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支承轴系结构设计的基本方法。 3．通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。 二、实验内容 轴系类型:蜗杆减速器输入轴轴系结构 方案编号:3-6 三、实验结果 1．轴系结构分析 1)分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。 蜗杆和轴一体，且蜗杆位于两轴承（支点）之间，因此蜗杆处弯矩最大。而轴呈中间大两头小的阶梯状，中间部分即蜗杆处的承载能力最强，因而有利于提高轴的强度。同时中间大两头小便于轴上零件的拆装；另外也能起到定位安装的作用。
2)分析轴上的零件的定位及固定方式。 ●固定端轴承：轴承座凸肩和轴环定位；套筒、端盖固定外圈，圆螺母（止动垫圈） 固定内圈； ●游动端轴承：轴环定位，弹性挡圈固定内圈，外圈由孔用弹性挡圈定位，由套筒和 端盖固定。 ●联轴器：轴肩轴向定位，键切向定位。 3)分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。 ●轴承类型：固定端轴承为深沟球轴承6026，游动端轴承为圆柱滚子轴承， 内径均为30mm，外径均为62mm，宽度均为16mm； ●布置：一端固定，一端游动。游动端和固定端分别位于蜗杆两端，联轴 器置于固定端外； ●固定：见上文； ●调整方式：调整固定端调整垫片。 4)分析轴系的装配与拆卸过程。 ●装配过程： a)安装游动端孔用弹性挡圈，再装入圆柱滚子轴承外圈至其与弹性挡圈 接触； b)套入游动端轴承内圈，至其与轴环接触，安装孔用弹性挡圈； c)从游动端将轴装进轴承座。从固定端套入轴承至内圈和轴环接触，拧 紧圆螺母，并用止动垫圈卡紧； d)调整轴的位置，使轴承外圈与轴承座凸肩接触； e)从固定端装入套筒；
机械设计实验报告 (机械类) 洪英刘文吉编 学院专业班 姓名 天津工业大学机电学院 机械基础实验中心
目录 螺栓组联接实验报告........................................................................................ 错误!未指定书签。带传动实验报告................................................................................................ 错误!未指定书签。齿轮（蜗杆）传动效率测试实验报告............................................................ 错误!未指定书签。液体动压滑动轴承实验报告（手工记录数据）............................................ 错误!未指定书签。轴系结构设计实验报告.................................................................................... 错误!未指定书签。
螺栓组联接实验报告 一、实验参数 1.螺栓中段直径：; 2.各螺栓的垂直间距 3.螺栓材料的弹性模量： 4.加载杠杆比： 5.被联接件悬臂长：； 二、实验纪录 见附表一 三、数据处理 1.根据实测结果，计算在翻转力矩作用下螺栓组联接的各螺栓的实测总拉力的大小以及拉 力增量∆的大小和受力图。 1)预紧力 ' •ε预• 各螺栓的总拉力 •ε• 式中：—螺栓材料的弹性模量 [] —螺栓测试段的截面积 [] ε—第个螺栓在翻转力矩作用下的总拉应变量[με] 2)各螺栓的拉力增量∆ ∆•∆ε• 式中：∆ε—在翻转力矩作用下的第个螺栓的拉应变增量。 [注] ∆也可以用∆ ' 来计算，式中的'为第个螺栓的预紧力。 3)绘制螺栓受力图 2.根据螺栓组联接的简单理论分析计算方法（作了简化和假设），计算出在翻转力矩作用 下，被联接件传给各螺栓的工作力的大小，并绘制出它们的分布图。 1)工作力的计算 ( ∙∙∙∙∙∙∙ ) — — 式中：，，∙∙∙∙∙∙∙，为各螺栓中心至翻转中心轴线的垂直距离。 2)工作力分布图
轴系结构设计实验报告 实验者：同组者： 班级：日期： 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、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。 试验箱提供能进行减速器援助齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件： 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方
法； 3、构思轴系结构方案 根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别选择依据确定支承轴向固定方式；轴承轴向固定方式选择依据根据齿轮圆周速度确定轴承润滑方式； 润滑方式选择依据选择端盖形式并考虑透盖处密封方式； 密封方式选择依据考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位选择依据 绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 轴系结构方案示意图 5、测量零件结构尺寸，并作好记录。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关 系表达正确，注明必要尺寸，填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。
轴系结构实验报告 轴系结构实验报告 引言： 轴系结构是机械工程中一个重要的概念，它在许多领域中都有着广泛的应用。本实验旨在通过对轴系结构的实验研究，探索轴系结构在机械传动中的作用和性能。 一、实验目的 1. 了解轴系结构的基本原理和组成； 2. 掌握轴系结构在机械传动中的应用； 3. 研究轴系结构的性能和影响因素。 二、实验器材和方法 1. 实验器材：轴系结构实验装置、测力计、转速计、示波器等； 2. 实验方法：通过调整实验装置的参数，观察和测量不同条件下的轴系结构的性能。 三、实验过程和结果 1. 实验一：调整轴系结构的参数 通过调整轴系结构的参数，如轴的直径、长度、材料等，观察其对传动性能的影响。实验结果显示，轴的直径和长度对传动效率和承载能力有着重要影响，而材料的选择则对轴的强度和耐久性起到决定性作用。 2. 实验二：测量轴系结构的转速和扭矩 利用转速计和测力计，测量轴系结构在不同转速和扭矩下的性能。实验结果表明，轴系结构的转速和扭矩之间存在着一定的关系，而扭矩的大小对轴的变形
和疲劳寿命有着直接影响。 3. 实验三：观察轴系结构的振动和噪声 通过示波器和声级计等仪器，观察轴系结构在运行过程中的振动和噪声情况。实验结果显示，轴系结构的不平衡、松动和磨损等因素都会导致振动和噪声的增加，从而影响机械传动的正常运行。 四、实验讨论 1. 轴系结构的优化 通过实验结果的分析，可以得出一些优化轴系结构性能的方法。例如，选择合适的材料和尺寸，加工精度要求，以及定期维护和检修等。 2. 轴系结构的应用 轴系结构在机械传动中有着广泛的应用，如汽车发动机、工业生产线等。实验结果的研究和分析，可以为这些领域的设计和制造提供参考和指导。 五、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了轴系结构的基本原理和性能。通过调整参数、测量性能和观察振动噪声等实验方法，我们对轴系结构的应用和优化有了更深入的认识。这将对我们今后的工程设计和实践有着重要的指导意义。 六、参考文献 [1] 张三，李四，王五. 轴系结构的研究与应用[M]. 机械出版社，2010. [2] 王六，赵七. 轴系结构的优化设计[J]. 机械工程学报，2008，30(2): 50-55. 结语： 通过本次实验，我们对轴系结构有了更深入的了解，并掌握了一些优化轴系结构性能的方法。希望通过这次实验报告的撰写，能够对读者对轴系结构的理解
轴系结构设计实验报告 一、实验目的 本实验旨在让学生通过设计轴系结构，掌握轴系结构的设计方法和技巧，了解轴系结构的基本原理，并能够进行轴系结构的计算和分析。 二、实验原理 1. 轴系结构的基本概念 轴系结构是由若干个轴承、联接件、传动件等组成的机械传动系统。它主要用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。 2. 轴系结构的设计方法 （1）确定传递功率和转速 （2）选择合适的电机和减速器 （3）根据传递功率和转速确定轴承类型和尺寸
（4）设计联接件和传动件，保证其强度和刚度满足要求（5）进行轴系结构的计算和分析，检查其可靠性。 三、实验内容及步骤 1. 实验材料准备： 电机、减速器、联接件、传动件等。 2. 实验步骤： （1）确定传递功率和转速，选择合适的电机和减速器。（2）根据传递功率和转速确定轴承类型和尺寸。 （3）设计联接件和传动件，保证其强度和刚度满足要求。（4）进行轴系结构的计算和分析，检查其可靠性。（5）制作轴系结构样品，进行实验验证。
四、实验结果及分析 1. 实验结果： 通过实验，我们成功地设计了一台轴系结构，将电机的旋转运动转化为直线运动，并且能够顺利地传递功率和转速。在实验过程中，我们还发现了一些问题，并进行了相应的调整和改进。 2. 结果分析： 通过本次实验，我们深入了解了轴系结构的设计方法和技巧，并掌握了轴系结构的基本原理。同时，在实际操作中，我们也发现了一些问题并进行了相应的调整和改进。这不仅增加了我们对机械传动系统的认识，也提高了我们解决问题的能力。 五、实验总结 通过本次实验，我们不仅学习到了轴系结构的基本原理和设计方法，还掌握了相关工具的使用技巧。同时，在实际操作中遇到问题时，我们也学会了如何快速定位并解决问题。这对于以后从事机械制造行业有着非常重要的意义。
轴系构造的分析与测绘 一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的构造设计以及轴承组合设计 的根本要求和方法。 2.了解并掌握轴系构造的根本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的构造、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容 1. 根据选定的轴系构造设计实验方案，按照预先画出的装配草图进展轴系构造拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的构造进展修改。 2.测量一种轴系各零、部件的构造尺寸，并绘出轴系构造的装配图，标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同构造形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的构造尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系构造设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要
求顺序装到轴上，完成轴系构造设计。 3. 检查轴系构造设计是否合理，并对不合理的构造进展修改。合理的轴系构造应满足下述要求： 1〕轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2〕轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1〕测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2〕查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系构造装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系构造装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求构造清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进展编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材"机械设计课程设计")。
机构现场认识实验报告、平面连杆机构 1.根据机构中移动副数目的不同，平面四杆机构可分为、、三种类型。 2.根据连架杆是否能整周转动， 、平面铰链四杆机可分为、 3.在平面四杆机构中，由主动件的转动转换为从动件的移动的机构 有、。 二、凸轮机构 1.凸轮机构是由、、三个基本构件组成 的高副机构。 2.凸轮机构按其从动件的基本形式可分为 ______________________________ 3. 凸轮机构按凸轮外形可分 为、、、。 4. 凸轮机构按凸轮与从动件保持高副接触的方式可分 为______________________________ 、______________________________________ 。 三、齿轮机构 1. _____________________________________________________________________ 在平面齿轮机构中，传递两平行轴间回转运动的齿轮机构有___________________________________ 、 2. 在平面齿轮机构中，由转动转换为移动的齿轮机构 是______________________________ 。 3. 在空间齿轮机构中，传递两相交轴间回转运动的齿轮机构有__________________________ 、 。 4. 在空间齿轮机构中，传动两交错轴间回转运动的齿轮机构 有__________________________ 、___________________________________ 。 四、轮系 1•你所观察到的轮系的功用有哪些？ 五、间歇运动机构 1. 常用的间歇机构_____________ 、________________ 、— 2. 能实现由连续转动转换为单向间歇回转的间歇机构有哪几类?
宿迁学院 机械设计实验指导书 机电工程系 2010年9月
实验一带传动弹性滑动测定 一实验问题的提出 由于皮带的弹性模量较低，在带传动过程中会产生弹性滑动，导致带的瞬时传动比不是常量。另外，当带的工作载荷超过带与带轮之间的最大摩擦力时，带与带轮间会产生打滑，带传动这时不能正常工作而失效。 二实验目的 观察带传动中的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。 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。 了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。 三实验台的构造和工作原理 由于弹性滑动率ξ的值与打滑现象的出现以及带传动的效率η都与带传递的载荷的大小有密切关系，本实验用灯泡做负载，实验台由主机和测量系统两大部分组成如下图所示。 主机 主机是一个装有平带的传动装置。 主电机是直流电动机装在滑座上，可沿滑座滑动，电机轴上装有主动轮，通过平带带动从动轮，从动轮装在直流发电机的轴上。在直流发电机的输出电路上，并联了八个灯泡，每个40瓦，作为带传动的砸在装置。砝码通过钢丝绳、定滑轮拉紧滑座，从而使带张紧，并保证一定的初拉力。，开启灯泡，以改变发电机的负载电阻，随着开启灯泡的增多，发电机的负载增大，带的受力增大，两边的拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。当带传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周力时，带开始打滑，当负载继续增加时则完全打滑。
测量系统 测量系统电转速测定装置和电机的测扭矩装置两部分组成。 （1）光电测速装置 在主动轮和从动轮的轴上分别安装一同步转盘，在转盘的同一半径上钻有一个小孔，在小孔一侧固定有光电传感器，并使传感器的测头正对小孔。带轮转动时，就可在数码管上直接读出带轮的转速。 （2）扭矩测量装置 主动轮的扭矩T1和从动轮的扭矩T2均通过电机外壳来测定。 电动机和发电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线摆动。当电动机启动和发电机加载后，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，电动机的外壳将向转子的反向倾倒，发电机的外壳将向转子旋转的同向倾倒，它们的倾倒力矩可分别通过固定在定子外壳上的测力计所测得的力矩来平衡。即： 主动轮上的扭矩T1=Q1K1L1(Nmm) 从动轮上的扭矩T2=Q2K2L2(Nmm) 式中 Q1，Q2-------测力计上百分表的读数 k1，k2-------测力计标定值 L1，L2-------测力计的力臂，均等于120mm 带传动的效率η=从动轮的功率/主动轮的功率=T1N1/T2N2 我们只要测得不同负载下主动轮的转速和从动轮转速以及主动轮的扭矩T1和从动轮的转矩T2，就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率ξ（ξ=V1-V2/V1×100%，在两个带轮的直径相同时ξ=n1-n2/n1×100%）以及效率η之值。以有效拉力F为横坐标，分别以不同载荷下的η和ξ为纵坐标，就可画出带传动的弹性滑动曲线和效率曲线 四实验步骤 1.接通电源前，检查调速旋钮是否处于零位置 2.接通电源，实验台的指示灯亮，检查百分表，使百分表指针调零 3.加砝码3Kg，使带具有初拉力。 4.慢慢地沿顺时针方向旋转调速按钮，使电机从开始运转逐渐加速到n1=1000转/分，记录n2, Q1，Q2一组数据。 5.打开一个灯泡（即加载），记录一组n1，n2, Q1，Q2一组数据,注意此时n1和n2之间的差值，也就是带的弹性滑动现象。
机械设计实验指导书 目录实验一轴系结构设计实验................................................................... ..................................................1实验二减速器拆装 实验................................................................... ....................................................5实验三带传动设 计与性能参数测试分析................................................................... ..........................9实验四链传动设计与性能参数测试23实验五齿轮传动设计与性能参数测试26实验六蜗杆传动设计与性能参数测试分析.29实验七综合传动系统设计与性能参数测试分析32 实验一轴系结构设计实验一、实验目的1．熟悉各种轴、齿轮、轴承等机械零件和部件；2．熟悉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；3．了解传动零件的润滑和密封方式；4．掌握轴上零件的定位和固定方法。 二、实验设备1．轴系结构组合设计实验装置2．实验工具：扳手、直尺、铅笔等。 三、实验原理本实验装置提供各类零件共计57种，有各种光轴、直齿轮轴、锥齿轮轴、滚动轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、透盖、闷盖、直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆、各种底座等零件。能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计及塔建。 1.传动件类型选择（1）直齿圆柱齿轮传动传动速度和功率范围很大；传动效率高（精度愈高，效率愈高）；对中心距的敏感性小，装配和维修比较简便；传动适应性好；易于进行精确加工，应用非常广泛。 （2）斜齿圆柱齿轮传动（平行轴）具有直齿圆柱齿轮的一些特点外，还具有齿面接触情况好，重合度大，传动平稳，承载能力高，结构紧凑的优点。 （3）圆锥齿轮传动锥齿轮用于传递两相交轴之间的运动和动力；轮齿刚度大端大，小端小，沿齿宽的载荷分布不均匀；和圆柱齿轮相比，直齿锥齿轮的制造精度较低，工作时振动和噪声都较大，故圆周速度不宜过高。 （4）蜗杆传动蜗杆传动用于交错轴间传递运动及动力；传动比大，工作较平稳，噪声小，结构紧凑，可以自锁；效率低，但需要贵重的减摩性有色金属。 2.轴的设计为保证装配质量和便于加工，轴一般设计成阶梯轴；为减小应力集中，在不同直径的过渡处应采用圆角，且圆角半径不宜过小。轴上被支承的部分叫轴颈，安装轮毂的部分叫轴头，连接轴颈、轴头的部分叫轴身。轴的结构应是尽量减小应力集中，受力合理，有良好的工艺性，并使轴上零件定位可靠，装拆方便。 3．轴承组合设计滚动轴承类型选择需要考虑多种因素，如轴承所受载荷大小、方向及性质；轴向固定形式；调心性能要求；刚度要求；转速高低；工作环境；经济性等。 （1）转速较高，载荷不大，旋转精度要求较高时，宜用球轴承。 （2）转速较低、载荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承。
机械设计综合实验指导书 及实验报告 武宁宁 2013年10月
第一章机械设计结构展示、分析与研究实验 机械设计结构展示、分析与研究实验是分析机械结构的基本实验，它是了解机械发展历史、提高机械结构设计能力以及进行机械结构创新性设计的重要实践基础。 “机械设计结构展示、分析与研究实验”包括机械发展史、机械设计结构展示与分析、2大基本模块，根据实验要求不同又分为感知(认知)型实验、基本型2种类型。 实实验一机械设计结构展示与分析实验(基本型) 一、实验目的 (1)了解常用联接件、轴系零部件的类型和结构，掌握其特点与应用。 (2)了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式。 (3)了解常用润滑剂及密封装置的类型、工作原理和组成结构。 (4)观察了解机械零部件的工作原理，加深与扩展理论教学内容。 (5)观察了解机械零件的失效形式，掌握机械设计的基本准则。 二、实验内容与要求 1．常用联接件、轴系零部件 (1)了解螺纹联接、键联接、花键联接、销联接的常用类型、结构形式、工作原理、受力情况、装配方式、防松原理及方法、失效形式及应用场合等。 (2)了解轴、轴承、联轴器与离合器等轴系零部件的类型、结构特点、工作原理、装配型式、常用材料、失效形式及应用场合等。 2．机械传动 (1)了解各种带传动的类型、结构特点、工作原理、运动特性、张紧方法及失效形式等。 (2)了解齿轮传动的类型、常用材料、加工原理、结构形式、工作原理、受力分析及失效形式等。 (3)了解蜗杆传动的类型、常用材料、结构形式、工作原理、受力分析、自锁现象及失效形式等。 (4)了解链传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。 (5)了解螺旋传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。 (6)了解摩擦轮传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。 3．润滑剂及密封装置 (1)了解润滑剂的类型、功用性能参数及应用场合等。 (2)了解润滑装置的类型、功用及应用场合等。 三、实验装置 实验装置采用青岛理工大学临沂校区机械基础实验教学示范中心机械展示厅陈列的