《机械设计及制造》实验报告-机构运动简图的测绘和分析 22页

CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY机械设计及制造基础实验报告_2017/_2018_年第_1_学期实验名称：机构运动简图的测绘和分析二级学院：经济与管理学院专业：工业工程班级：16工业学生姓名：\nCHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY机械设计及制造基础实验报告_2017/2018_年第_1_学期实验名称：减速器的拆装与结构分析二级学院：经济与管理学院专业：工业工程班级：16工业学生姓名：江蕾学号：\nCHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY机械设计及制造基础实验报告_2017/_2018_年第_1_学期实验名称：铁碳合金平衡组织分析二级学院：经济与管理学院专业：工业工程班级：16工业学生姓名：江蕾学号：\nCHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY机械设计及制造基础实验报告_2017/_2018_年第_1_学期实验名称：刀具几何角度测量二级学院：经济与管理学院专业：工业工程班级：16工业学生姓名：陈雪伟学号：\n实验一机构运动简图的测绘和分析一、实验目的1.掌握机构运动简困的测绘方法。2.验证机械具有确定运动的条件。3.熟练掌握机构自由度的计算。4.加深对机构组成及其结构分析的理解。二、实验任务1、仔细观察实验模型。2、分析其结构构件数，清楚构件数目。3、区分各种运动副类型，数清楚其数目。4、计算机构自由度，并且验证机构输出运动可行性。5、绘制机构运动简图。并与实际运动机构对照。三、实验设备转动导杆泵模型、铆机机构模型、颚式破碎机模型、单缸四冲程汽油机模型、刻度尺四、实验预习机构运动简图测绘原理由于机构的运动仅与组成机构的构件数目和运动副数目、类型及相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时可以撒开构件的复杂外形和运动副的具体构造，用保留机构运动特征的线条和各种运动副的规定符号来绘制机构的运动简图。这样做，既能使复杂机构结构图形筒化，又能保持原有的运动特征，便于今后的运动分析和动力分析。6\n实验步骤1.使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，根据相对运动分清各个运动构件，从而确定组成机构的构件数目，确定各个运动副的类型，逐步画出机构的运动简图计算所绘制的机构的自由度。思考题1、一个正确的“机构运动简图”应能正确反映实际机构中的那些项目？答：实际运动机构的构件数、运动副类型、及其数目，以及相对位置关系。2、机构自由度的计算对于测绘机构运动简图有哪些帮助？机构具有确定运动的条件是什么？答：验证运动简图的正确性，自由度=输入运动总数。3、绘制机构运动简图时，原动件的位置会不会影响简图的正确性？答：不会影响，原动件的位置并不影响机构运动简图的正确性。五、实验过程与结果实验步骤1.使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，根据相对运动分清各个运动构件，从而确定组成机构的构件数目。2.根据相互联接的两构件问的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的类型。3.按规定的运动符号及构件的联按顺序，从原动件开始到最后一个从动件，逐步画出机构的运动简图。4.计算所绘制的机构的自由度，并将结果与实际机构对照，观察是否相等。6\n具体实验结果如下：机构编号机构名称运动简图比例：（1）模型（2）机构运动简图活动构件数n=转动副数=移动副数=高副数=自由度计算：F=6\n机构编号机构名称运动简图比例：（1）模型（2）机构运动简图活动构件数n=转动副数=移动副数=高副数=自由度计算：F=6\n机构编号机构名称运动简图比例：（1）模型（2）机构运动简图活动构件数n=转动副数=移动副数=高副数=自由度计算：F=6\n机构编号机构名称运动简图比例：（1）模型（2）机构运动简图活动构件数n=转动副数=移动副数=高副数=自由度计算：F=6\n五、实验小结与体会平面连杆机构是由若干构件用低副转动副、移动副)连接组成的平面机构又称平面低面机构。平面连杆机构中构件的运动形式多样，可以实现给定运动规律或运动轨迹;低副以圆柱面或平面相接触，承载能力高，耐磨损，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械、仪器中获得了广泛应用。连杆机构的缺点是:不易精确实现复杂的运动规律，且设计较为复杂;当构件数和运动副数较多时，效率较低。最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。它的应用十分广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此，我们应着重学习平面四杆机构的基本类型、特性及其常用的设计方法。平面机械运动简图的优势主要体现在在研究机构运动时，能使问题简化，撇开那些与运动无关的构件和运动副具体构造，仅用简单线条和符号来表示构建和运动副，并按比例定出各运动副的位置。能反映各个构件之间的连接关系、运动关系；运动和动力的分析、求证机构上各点的力、运动轨迹、位移、速度和加速度，也可简明地表达复杂机器运动特征与传动原理。在分析一个机构的运动时，有化繁为简的好效果，在进行理论分析的过程中，所有的关键点也变得相当清晰。在今后的学习过程中，要结合生产生活实际来进一步学习有关方面的知识。6\n实验二减速器的拆装与结构分析一、实验目的减速器由于结构紧凑、率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单并可成批生产，故应用广泛。1.了解减速器的基本类型;2.了解圓柱齿轮减速器的结构。了解其中的几种布置形式“展开式、分流式和同轴式等数种;3.了解圆锥一圆柱齿轮减速器的结构。4.了解蜗杆减速器的结构;5.了解摆线针轮减速器的结构。二、实验任务1、观察减速器的箱体外部结构。2、用拆装工具按顺序拆卸减速器。3、观察内部结构，并测量其主要部件的尺寸。4、了解减速器润滑情况、并测量主要齿轮的重要参数。5、绘制减速器输入轴、输出轴的零件图。三、实验设备圆柱齿轮减速器数台、圆锥一圆柱齿轮减速器一台、蜗杆减速器数台、摆线针轮减速器一台、拆装工具。四、实验预习减速器由于结构紧凑、率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单并可成批生产，故应用广泛。6\n常用减速器的分类（1）圆柱齿轮减速器（2）圆锥、圆锥——圆柱齿轮减速器（3）蜗杆、齿轮——蜗杆减速器（4）行星减速器（5）摆线轮减速器。二、减速器的形式1．按减速级数分:(1)单级减速（2）两级减速〔3〕三级减速2．按装配形式分：（1）平行轴式（2）垂直轴式（3）同轴式其中我刚蜗杆、齿轮——蜗杆减速器的装配形式有：蜗杆下置式、蜗杆上置式、蜗杆侧置式、蜗杆——蜗杆式和齿轮——蜗杆式。注意事项1.禁止违反操作规程拆装以免损坏减速箱。2.拆装时注意轻拿轻放以保护实验者安全和实验室地面。一、实验过程与结果实验步骤1、在教师的指导下观察减速器箱体外部的结构。具体结构:箱体材料及表层涂漆状况;联接箱盖和箱座的螺栓布置情况;箱体上窥视孔盖及通气器结构;在箱盖和箱座的结合面上的起盖螺钉及定位销的结构;箱体上起重吊钩、油面指示器或油标及放油孔的结构。2、利用拆装工具按顺序拆卸减速器。先去除联接螺栓，再去除定位销，再进行内部拆卸，不同类型的减速器结构不同，可参考机械设计课程设计指导书中的具体结构及拆卸要求进行。3、观察内部结构。内部结构主要是轴系部分:齿轮的定位方式;轴承的定位及游隙调整;齿轮的安装布置;蜗杆及蜗轮的结构及轴向调整结构;摆线针轮减速器中摆线轮、转臂轴承、针齿等零部件结构;轴承类型选择等。6\n4、了解润滑情况观察了解减速器中采用油润滑的结构。如油池润滑、喷油润滑的结构区别，轴承润滑中的飞溅润滑、刮油润滑及滴油润滑的结构区别。5、按安装顺序把减速器重新装配。输入输出轴测绘图如下：输入轴：6\n输出轴：减速箱结构简图：减速器机械运动简图：传动效率计算：6\n一、实验小结及体会不夸张的说，需要动力的地方就需要减速器，小功率的电机，一般都是减速器和电机一体式的，叫减速电机，，圆柱齿轮减速器一般用在功率较大的场合，如7.5kw以上。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。它的种类繁多。（在实验预习部分已有介绍，这里不再赘述。）广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域。产品已从最初单一的摆线减速机，发展到现在五大类产品，即摆线减速机、无级变速器、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、电动滚筒。他的主要优势是占用空间及降低成本，所以也有人称减速机为齿轮箱。通常齿轮箱是一些齿轮的组合，因齿轮箱本身并无动力，所以需要驱动组件来传动它，其中驱动组件可以是马达，引擎或蒸汽机等。而使用减速机最大的目的有下列几种:1.动力传递2.获得某一速度3.获得较大扭矩。经上网查找资料，我了解到在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶，汽车，机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备上。6\n实验三铁碳合金平衡组织分析一、实验目的1.研究和了解铁碳合金在平衡状态下的显微组织。2.分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织和性能之间的相互关系。二、实验任务理解碳钢的各种平衡组织的形成条件，能看懂铁碳合金相图，掌握各种平衡组织的形成特点和组织形态特点，并且利用所学知识以及观测结果，绘画出对应的合金相图。三、实验设备400X、200X光学显微镜一台、工业纯铁样品1个、不同碳含量的碳钢样品6个、白口铸铁样品3个。四、实验预习实验原理铁碳合金的平衡组织是指铁碳合金在极为缓慢的冷却条件下所得到的组织。可以根据铁碳相图来分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织。铁碳合金主要包括碳钢和白口铸铁，其室温组成相由铁素体和渗碳体这两个基本相所组成。由于含碳量不同，铁素体和渗碳体的相对数量、析出条件及分布状况均有所不同，因而呈现各种不同的组织形态。铁碳合金在金相显微镜下具有四种基本组织:铁素体(F)、渗碳体()、珠光体(P)和莱氏体()。基本特征如下:铁素体(F)6\n铁素体是碳溶解于中的间隙固溶体。工业纯铁用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下呈现明亮的等轴晶粒:亚共析钢中铁素体呈块状分布;当含碳量接近共析成分时，铁素体则呈现断续的网状分布于珠光体周围。铁素体含碳量低，硬度很低，塑性极好，是钢中的一种很好的基体组织。渗碳体(FeC)渗碳体是铁与碳形成的金属间化合物，其含碳量为6.69%，质硬而脆，耐蚀性强，经4%硝酸酒精浸蚀后，渗碳体呈亮白色，若用苦味酸钠溶液热浸蚀，则被染成黑褐色，而铁素体仍为白色，由此可区别开铁素体和渗碳体。渗碳体可以呈现不同的形态:一次渗碳体直接由液体中结晶出，呈粗大的片状:二次渗碳体由奥氏体中析出，常呈网状分布于奥氏体的晶界;三次渗碳体由铁素体中析出，呈不连续片状分布于铁素体晶界处，数量极微，可忽略不计。珠光体(P)珠光体是铁素体和渗碳体呈层片状交替排列的机械混合物。经3~5%硝酸酒精溶液或苦味酸溶液浸蚀后，铁素体和渗碳体皆呈白亮色，但其边界被浸蚀呈黑色线条。在不同放大倍下观察时，组织具有不太一样的特征。高倍(600倍以上)观察时，珠光体中平行相间的宽条铁素体和细条渗碳体都呈白亮色，而其边界呈黑色。中倍(400倍左右)观察时，白亮色渗碳体被黑色边界所“吞食”而成为细黑条。这时看到的珠光体是宽白条铁素体和细黑条渗碳体的相间混合物。低倍（200倍以下)观察时，连宽白条的铁素体和细果条的渗碳体也很难分辨，这时，珠光体为黑块组织。珠光体既有良好的塑性和韧性，又有较高的强度和硬度，故其综合机械性能十分良好。莱氏体(L)6\n菜氏体在室温时是珠光体和渗碳体所组成的机械混合物。它的既硬且脆的特点十分突出。其组织特征是在亮白色渗碳体基底上相间地分布着暗黑色班点(块)。及细条状珠光体。亚共晶白口铸铁的组织包括:莱氏体、呈黑粗树枝状分布的珠光体及其周围白亮圈的二次渗碳体。二次渗碳体与莱氏体中的渗碳体相连，无界线，无法区别。过共晶白口铸铁的组织是:莱氏体和长白条一次渗碳体。根据含碳量及组织特点的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、钢和铸铁三大类。其中钢又可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢三种;铸铁又可分为亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁三种。一、实验过程与结果实验步骤：1.观察下表中所列样品的显微组织并联系铁碳相图分析各组织的形成过程。2.绘制出所观察图样的显微组织示意图。6\n样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________6\n样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________样品名称____________放大倍数____________浸蚀液______________6\n一、实验小结与体会在机械设计与机械制造这两方面，机械设计受到各种现实制造条件的制约，其中最重要的一个制约瓶颈就是材料性能。当设计一个零件或者机构时就必须考虑，我们的材料是否能满足设计需求。而对于应用最为广泛的金属材料，尤其是铁碳合金材料的性质应用更应着重把握。从某种意义上讲，铁碳合金相图是研究铁碳合金的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，也是制定各种热加工工艺的依据。而以基本材料理论依据为基础，深刻体会铁碳合金材料的平衡组织的显微分析更有助于我们了解各类平衡组织性能，更有利于今后的工作和实际生产应用。在本次观察实验中，有以下几点体会：1、含碳量对机械性能的影响渗碳体含量越多，分布越均匀，材料的硬度和强度越高，塑性和韧性越低；但当渗碳体分布在晶界或作为基体存在时，则材料的塑性和韧性大为下降，且强度也随之降低。2、含碳量对工艺性能的影响对切削加工性来说，一般认为中碳钢的塑性比较适中，切削加工性能最好。含碳量过高或过低，都会降低其切削加工性能。对可锻性而言，低碳钢比高碳钢好。锻造时必须根据铁碳相图确定合适的温度，始轧和始锻温度不能过高，以免产生过烧；始轧和温度也不能过低，以免产生裂纹。对铸造性来说，铸铁的流动性比钢好，易于铸造，特别是靠近共晶成分的铸铁，其结晶温度低，流动性也好，更具有良好的铸造性能。一般而言，含碳量越低，钢的焊接性能越好，所以低碳钢比高碳钢更容易焊接。6