机械设计实验指导书目录实验一机械零件列柜演示实验 (4)实验二带传动分析 (6)实验三轴系结构分析 (11)实验四减速器结构分析 (14)实验五滑动轴承实验 (16)实验六机械设计课程设计列柜演示实验 (22)实验七机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书 (24)学生实验守则一、学生实验前应认真预习相关实验容，明确实验目的、容、步骤，对指导教师的抽查提问回答不合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。

二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须按要求操作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。

三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要认真做好实验报告，认真分析实验结果、处理实验数据。

四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另行安排时间予以补做。

五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导教师检查合格后方可离开。

如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须追究责任，视情节按有关规定论处。

六、实验室应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。

实验时应注意安全，节约水、电、气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告实验一机械零件列柜演示实验一、实验设备：XJ-10B型精选机械零件列柜、铅笔、橡皮、直尺等绘图工具、钢笔或圆珠笔等二、实验目的：了解常用机械零件的构造及应用。

三、实验要求：1.回答每一柜中一个简答题；2.画出主动斜齿轮、主动锥齿轮、主动蜗杆的受力图。

四、实验容：实验二带传动分析一、实验设备：PC-B型皮带传动实验台、计算机、绘图工具等二、实验目的1．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。

2．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曲线。

3．了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。

4．掌握计算机在机械量检测与分析中的应用。

三、实验容1．测试在带初拉力为2.5 kg时，不同负载条件下的弹性滑动率ε和效率η之值。

2．测试在带初拉力为3 kg时，不同负载条件下的弹性滑动率ε和效率η之值。

3．绘出在不同带初拉力下带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。

１带传动实验台主要结构图l. 电机移动底扳 2. 砝码 3. 传感器 4. 弹性测力杆 5. 主动电动机6. 平带7. 光电测速装置8. 发电机9. 负载灯泡 10. 机壳 11. 操纵面板4．利用计算机软件，进行带传动的运动模拟，观察弹性滑动和打滑现象；5．依据实测的效率曲线和弹性滑动曲线对实验台的带传动情况进行分析；四、实验设备及工作原理1．设备简介本实验采用的实验设备为PC-B型带传动实验台，可进行带传动滑差率和效率曲线的测定。

该设备结构简洁，外形新颖别致，直流电动机可实现无级调速。

带轮转速和扭矩加载参数可直接在面板上准确读取，通过RS-232 接口将所测参数输出到计算机中进行测试分析，也可脱机（不需计算机）运行，人工纪录并进行测试分析。

实验台主要由两个直流电机组成，其中一个为主动电机5，另一个为从动电机8，作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，主动电机固定在一个以水平方向移动的底板1上，发电机由一根平带6连接。

在与滑动底板相连的砝码架上加上砝码，即可拉紧带6。

电机定子未固定可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器上，通过计算即可得到电动机和发电机的转矩。

两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测转速由面板上对应的各自的数码管显示。

2．工作原理本实验台主要有主机和测量控制两大系统组成，其工作原理为： 1） 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。

在直流发电机的电枢绕组两端连接了负载灯泡，作为带传动的加载装置。

砝码通过钢丝绳、定滑轮拉紧滑座，从而使带紧，并保证一定的初拉力。

开启灯泡，以改变发电机的负载电阻，随着发电机的负载增大，带的受力增大，两边拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。

当带所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。

2）测量控制系统测量系统由电机转速测定装置和电机的测扭矩装置两部分组成。

A ．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，就可直接读出带轮的转速。

B ．扭矩测量装置主动轮的扭矩T ；和从动轮的扭矩T 。

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承载后，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旋转的反向倾倒，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安装的测力计所测得的力矩来平衡。

即：主动轮上的扭矩 T 1＝F 1L 1（N ·mm ）从动轮上的扭矩T 2＝F 2L 2（N ·mm ）式中 F 1、F 2——压力传感器所得的力，L 1、L 2——测力臂长度。

112212n T nT N N ==主动轮的功率从动轮的功率带传动的效率η我们只要测得不同负载下主动轮(电动机)的转速n 1和从动轮（发电机）的转速ｎ2以及主动轮的扭矩T 1和从动轮的扭矩T 2，就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率ε（%100v v v 121⨯-=ε，在两带轮的直径相同时，%100n n n 121⨯-=ε）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ε和η之值为纵坐标，就可画出带传动的弹性滑动曲线和效率曲线，如图２所示。

３．主要技术参数直流电动机功率： 355W调速围： 50----1500rpm传感器量程： 50N（5 kg）最大负载转速下降率：≤5％初拉力最大值为： 3kg杠杆测力臂长度： L1＝L2＝120mm（ L1、L2一—电动机中心至测力杆支点的长度）带轮直径： D1＝D2＝120mm图２带传动弹性滑动曲线和效率曲线1．通电前的准备：1）面板上的调速旋钮逆时针旋到底（转速最低），连接地线。

2）加上一定的砝码（3 kg或2.5 kg）使带紧，具有初拉力。

2．接通电源，检查实验台各仪表显示是否正常，调整负载按钮，使发电机负载为零。

3．缓慢调节调速旋钮，使电机启动，并将电动机和发电机转速调至1000转/分。

4．打开计算机中的带传动应用软件，仔细阅读其使用说明，尔后进行带传动的弹性滑动曲线和效率曲线的测量和绘制。

六、实验步骤：1．打开计算机，单击“带传动”图标，进入带传动的封面。

单击左键，进入带传动实验说明界面。

2．在带传动实验说明界面下方单击“实验”键，进入带传动实验分析界面。

3．启动实验台的电动机，调节电动机转速至1000转/分，待带传动运转平稳后，可进行带传动实验测试阶段。

4．单击“稳定测试”键，稳定记录空载时的实测结果。

5．单击“加载”键（每加载一次发电机可增加10W的载荷），等待一定时间，待带传动运转平稳后，单击“稳定测试”键，记录该载荷下实时显示的带传动的实测结果。

6．重复第5项工作，不断均匀加载、测试（注意不要漏测），当测试结果ε≥3%时，说明带传动已进入打滑区，停止加载。

7．单击“实测曲线”键，显示带传动滑动曲线和效率曲线。

8．在带传动实验分析界面下方单击“运动模拟”键，观察带传动的运动和弹性滑动及打滑现象。

9．如果要打印带传动滑动曲线和效率曲线。

在该界面下方单击“打印”键，打印机自动打印出带传动滑动曲线和效率曲线。

10．如果实验结束，单击“退出”，返回windows界面。

七、软件界面操作说明：1．带传动实验台软件封面图3 带传动操作软件封面在封面上非文字区单击左键，即可进入带传动实验说明界面。

2．带传动说明界面（见图4）[实验]：单击此键，进入带传动实验分析界面。

[关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐]变为[打开音乐]；反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐]变为[音乐关闭]。

[说明]：单击此键，弹出带传动实验说明框。

[返回]：单击此键，返回带传动实验台软件封面。

[退出]：单击此键，结束程序的运行，返回WINDOWS界面。

图4 带传动实验说明界面3．传动实验分析界面图 5 带传动实验分析界面[加载]：单击此键，实现从动轮的负载自动控制，每单击一次增加 10w负载。

[稳定测试]：单击此键，稳定记录实时显示带传动的实测结果。

[实测曲线]：单击此键，显示带传动滑动曲线和效率曲线。

[关闭音乐]：单击此键，音乐关闭，同时[关闭音乐]变为[打开音乐]：反之，单击[打开音乐]，音乐打开，[打开音乐]变为[关闭音乐]。

[说明]：单击此键，弹出带传动实验说明框。

[打印]：单击此键，弹出打印对话筐，将带传动滑动曲线和效率曲线打印出来或保存为文件。

[返回]：单击此键，返回带传动实验说明界面。

[退出]：单击此键，结束程序的运行，返回 WINIDOWS界面。

实验三轴系结构分析一、实验设备及工具1．组合式轴系结构设计分析实验箱该实验箱按照组合设计法，采用较少的零件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。

实验箱有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类50多种零件，，提供了可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，其零件明细表见表1。

2．测量及绘图工具300mm钢板尺、游标卡尺、外卡钳、铅笔、三角板等。

二、实验目的1．熟悉并掌握轴与轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系；2．熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；3．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。

三、实验容及要求1．依据指导教师给每组指定实验容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系）观察组装后的轴系结构，绘制轴系部件的装配草图。

2．测量轴系的主要装配尺寸，分析并测绘轴系零件，绘制主要零件的结构草图。

四、实验准备①从轴系结构设计实验方案表中选择设计实验方案号；②根据实验方案规定的设计条件确定需要哪些轴上零件；③绘出轴系结构设计装配草图并注意以下几点：a.应满足轴的结构设计、轴承组合设计的基本要求，如轴上零件的固定、装拆、轴承间隙的调整、密封、轴的结构工艺性等；（暂不考虑润滑问题）b.标出每段轴的直径和长度，其余零件的尺寸可不标注。

各项准备工作应在进入实验室之前完成。

五、实验步骤1．提前预习，明确实验容，复习轴的结构设计及轴承组合设计等与实验相关的教学容；2．观察与分析轴系结构的特点，绘制轴系装配示意图或结构草图；3．测量轴系主要装配尺寸（如支承跨距）；4．对轴系部件进行拆解，观察和分析轴系各零件的结构，对其主要的结构尺寸进行测量（支座不用测量）。