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机械基础实验指导书讲解

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机械基础实验指导书讲解

机械基础实验指导书

房强汉景艳

山东交通学院

二〇一四年二月

实验要求

1.实验课是巩固课堂理论教学、培养实际工作能力的重要方面。因此学生在实验前必须认真复习与本次实验有关的教材和预习实验指导书,明确实验目的,了解实验内容、操作步骤及注意事项等。

2.按规定时间准时进入实验室。有特殊情况必须请假,并及时与实验室联系,尽快补做,不能无故缺席。为保证测量结果的正确性和仪器的正常使用,入室必先换拖鞋或穿上鞋套,入室后必须保持安静、清洁、卫生,不得随地吐痰,严禁吸烟。

3.必须听从实验指导教师指挥,严格遵守纪律;不准打闹、大声喧哗,不得随意动用与本次实验无关的设备、试样等,严格遵守操作规程,切实注意人身及设备、仪器安全。

4.实验时应按操作程序正确使用量具、量仪,不得任意拆卸、摆弄。实验所用量具、量仪,在使用中发生故障时,应立即报告指导教师,不得自行处理。损坏仪器、设备根据情节轻重按学校规定须进行全部或部分赔偿。

5.实验时专心、细心。对量仪、量具要轻拿轻放,调整仪器的活动部分动作要缓慢,对锁紧机构锁紧时用力不要过大。

6.实验完毕后,按量具、量仪等保养要求,进行清洗保养,将所有物品归还原位,并整理工作现场。按时完成并上交实验报告,并须经指导教师评阅。

实验一铁碳合金平衡组织和铸铁组织的观察与分析

一、实验目的

1. 观察和分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织和铸铁的显微组织结构。

2. 了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征。

3. 进一步熟悉金相显微镜的使用。

二、实验说明

碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料,它们的性能与组织有密切的联系。因此,熟悉并掌握它们的组织结构是对钢铁材料使用者最基本的要求。

1. 碳钢和白口铸铁的平衡组织

平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。从相图可知,所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)组成。但是,由于碳质量分数的不同、结晶条件的差别,铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布和混合情况均不一样,因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的显微组织见表1-1。

表1-1 各种铁碳合金在室温下的显微组织

2. 各种相组分或组织组分的特征

碳钢和白口铸铁的金相试样经浸蚀后,其组织中各相组分和组织组分的形状和性能如下:

铁素体:铁素体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后,在显微镜下观察呈白亮色多边形晶粒,如图1-1所示。随着钢中碳质量分数的增加,铁素体质量分数减少,当其质量分数较多时呈块状分布(图1-2),碳质量分数接近共析成分时,铁素体往往呈断续的网状分布在珠光体的周围。铁素体具有良好的塑性和韧性,但硬度较低,

一般为80-120HBS,强度也较低。

图1-1 工业纯铁的显微组织图1-2w(C)==0.45%碳钢的显微组织

渗碳体:渗碳体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后,也呈白亮色。一次渗碳体呈长条状分布在莱氏体之间,如图1-3所示;二次渗碳体呈网状分布在珠光体的边界上,如图1-4所示;三次渗碳体分布在铁素体晶界处;珠光体中的渗碳体一般呈片状,如图1-5、1-6所示。

图1-3 过共晶白口铸铁组织中的一次渗碳体图1-4 过共析钢(w c=1.2%)组织中的二次渗碳体

铁素体和渗碳体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后都呈白亮色,若用苦味酸纳溶液热浸蚀,则渗碳体被染成黑褐色,而铁素体仍为白色。用此方法可以区别铁素体和渗碳体。渗碳体的硬度为800HBW,强度、塑性、韧性都很差,它是一个硬、脆相。

珠光体:珠光体是由铁素体片和渗碳体片相互交替排列形成的层片状组织。它经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后,其组织中的铁素体和渗碳体都呈白亮色,而铁素体和渗碳体的相界被浸蚀后呈黑色线条。在600倍以上的显微镜下观察时,珠光体中的片状渗碳体呈白亮色分布在白亮色铁素体的基体上,而其相界是黑色线条,如图1-6所示。

图1-5 中倍下的珠光体图1-6 高倍下的珠光体

在200倍以下的显微镜下观察时,由于放大倍数低,难以分辨出哪是铁素体,此时珠光体是一片黑暗,成为黑块的组织,如图1-2中黑色部分。珠光体硬度为190-230HBS,随片层间距的变小,硬度升高。

莱氏体:莱氏体在室温时是珠光体和渗碳体的机械混合物。渗碳体中包括共晶渗碳体和二次渗碳体,两种渗碳体相连在一起,没有边界线,无法分辨开。莱氏体经w(HNO3)=3%-5%酒精溶液浸蚀后,其组织特征是在白亮色渗碳体基体上分布着许多黑色点(块)状或条状珠光体,如图1-7所示。莱氏体硬度为700HBS,性脆。它一般在w(C)>2.11%的白口铸铁中,在某些高碳合金钢的铸造组织中也常出现。

在亚共晶白口铸铁中,莱氏体被黑色粗枝状的珠光体所分割,而且可以看到在珠光体周围有一圈白亮的二次渗碳体,如图1-8所示。

图1-7 共晶白口铁(莱氏体)组织图1-8 亚共晶白口铸铁组织

3. 铸铁的显微组织

依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同,可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁。白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨,碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在;灰口铸铁没有莱氏体,而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。因此,灰口铸铁的组织可以看成是由钢基体和石墨所组成,其性能也由这两个组织的特点

所决定;麻口铸铁的组织介于灰口铸铁与白口铸铁之间。白口铸铁和麻口铸铁由于莱氏体的存在而有较大的脆性。

(1) 石墨石墨本身的强度、硬度、塑性都很低,几乎等于零。因此,石墨对铸铁性能的影响极大。石墨的形状愈细长、粗大或分布不均匀,则产生应力集中的程度就愈严重,从而大大降低铸铁的强度和塑性。

(2) 基体组织根据石墨化程度不同,铸铁的基体组织不同,一般情况下,可分为三种:铁素体、珠光体+铁素体、珠光体。

(3) 各种铸铁的显微组织特征

普通灰铸铁:石墨呈粗片状析出,如图1-9所示。

变质灰铸铁:在铸铁浇注前,往铁水中加入变质剂增多石墨结晶核心,使石墨以细小片状析出。

(a) F灰铸铁 (b) F+P灰铸铁 (c) P灰铸铁

图1-9 灰铸铁的显微组织

球墨铸铁:在铁水中加入球化剂。浇注后石墨呈球状析出,如图1-10所示。

(a)F球墨铸铁 (b)F+P球墨铸铁 (c)P球墨铸铁

图1-10 球墨铸铁的显微组织特征

可锻铸铁:将白口铸铁石墨化退火,使石墨呈团絮状析出,如图1-11所示。

三、实验内容

1. 观察表1-2中所列试样的显微组织,研究每一个试样的组织特征,联系

Fe-Fe3C相图分析其组织形成过程,并绘出所观察试样的显微组织示意图。

2. 熟悉金相显微镜的构造和正确使用。

(a) F可锻铸铁 (b) P可锻铸铁

图1-11 可锻铸铁的显微组织

表1-2 铁碳合金试样牌号及处理状态

四、实验方法指导

1. 操作金相显微镜时,应先了解显微镜的原理、构造、各主要附件的作用和位置等,并要了解显微镜使用注意事项,要按显微镜操作程序细心操作。

2. 观察试样的组织时,先明确材料成分、处理条件及浸蚀剂等。动用试样时,不能用手摸试样磨面,或将试样磨面随意朝下乱放,或将试样叠起来,以免损坏试样。

3. 观察组织前先选显微镜放大倍数,其选用原则是先用低倍观察,找出典型组织,然后再用中、高倍对这些典型组织进行仔细观察,这样,整体和局部观察结合起来,才能对一块金相试样做出全面分析。金相显微镜放大倍数小于200倍时称

低倍,200~600倍时称中倍,大于600倍时称高倍。

4. 仔细阅览碳钢与白口铸铁的金相图片,认真观察每一个试样的组织,注意组织中每个相组分和组织组分,如铁素体、渗碳体、珠光体等的形态、数量、大小及分布特征。并联系铁碳相图分析其结晶过程及组织。

5. 待认识了各组织特征后,再画每个试样中典型区域的显微组织示意图,但注意不要把杂质、划痕等画在图上。

五、实验报告要求

1. 写出实验目的。

2. 画出所观察样品的显微组织示意图(用箭头和代表符号标明各组织组成物,并注明样品成分、浸蚀剂和放大倍数)。

3. 根据所观察的组织,说明碳质量分数对铁碳合金的组织和性能的影响的大

致规律。

六、思考题

1. 珠光体组织在低倍观察和高倍观察时有何不同?为什么?

2. 渗碳体有哪几种?它们的形态有什么差别?

3. 根据杠杆定律确定(或估算)未知样品的碳质量分数。

实验二 材料硬度实验测定

一、实验目的

1. 了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。

2. 学会正确使用硬度计。

二、实验原理

硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压人表面抵抗塑性变形的一种能力,是重要的力学性能指标之一。与其他力学性能相比,硬度试验简单易行,又无损于工件,因此在工业生产中被广泛应用。常用的硬度试验方法有:

布氏硬度试验——主要用于黑色、有色金属原材料检验,也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。

洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。

维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定,以及较精确的硬度测定。

显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。 1. 布氏硬度试验

(1) 原理 用载荷F 把直径为D 的硬质合金压头球压人试件表面,并保持一定时间,而后卸除载荷,测量压头在试样表面上所压出的压痕直径d ,从而计算出压痕球面积A ,然后再计算出单位面积所受的力(F /A 值),用此数字表示试件的硬度值,即为布氏硬度,用符号HBW 表示。布氏硬度试验原理如图2-1所示。

压痕平均直径 12

2

d d d +=

设压痕深度为h ,则压痕的球面积为

(

2

D

A Dh D ππ==

-

布氏硬度值

0.1200.102F HBW A =?

=

式中 F ——施加的载荷,kg ;

D ——硬质合金压头球直径,mm ; A ——压痕面积,mm 2; d ——压痕平均直径,mm 。

图2-1 布氏硬度试验原理

由于金属材料有硬有软,工件有厚有薄,有大有小,为适应不同的情况,布氏硬度的压头球直径有φ1mm、φ2.5mm、φ5mm、φ10mm四种。工作载荷有9.087N……、9807N、14700N、29400N等不同试验力。试验力的保持时间一般为10s~15s。当采用不同大小的载荷和不同直径的压头球进行布氏硬度试验时,只要能满足P/D2为常数,则同一种材料测得的布氏硬度值是相同的,而不同材料所测得的布氏硬度值也可进行比较。国家标准规定试验力-压头球直径平方的比率(0102P/D2的比值)应根据材料和硬度值,按照表2-1中的规范选择。在试样厚度和载面大小允许的情况下,尽可能选用直径大的压头和大的载荷,这样更易反映材料性能的真实性。另外,由于压痕大,测量的误差也小。所以,测定钢的硬度时,尽可能用φ10mm压头和3000kg的载荷。试验后的压痕直径应在0.24D

试样厚度至少应为压痕深度的8倍,试样最小厚度与压痕平均直径的关系见表2-2。试验后如果试样背后出现可见变形,则表明试样太薄。

任一压痕中心距试样边缘的距离至少为压痕平均直径的2.5倍,两相邻压痕中心间距离至少为压痕平均直径的3倍。

应在相互垂直方向测量压痕直径,用两个读数的平均值计算布氏硬度,或查附表一即得试样的布氏硬度值。

表2-1 布氏硬度实验规范

(1) 对于铸铁的试验,压头球直径一般为2.5mm、5mm和10mm。

布氏硬度值的表示方法是:若用10mm直径的硬质合金压头球在3000kg下保持10s,测得布氏硬度值为400时,可表示为400HBW。

在其他试验条件下符号HB应以相应的指数注明压头球直径、载荷大小及载荷保持的时间。例如,350HBW5/750,表示用5mm直径的硬质合金压头球,在7355N 试验力下保持10s~15s测定的布氏硬度值为350。

(2) 布氏硬度计的构造与操作。

① HB-3000型布氏硬度试验机的外形结构如图2-2所示,其主要部件及作用如下:

(a) 机体与工作台。硬度机有铸铁机体,在机体前台面上安装了丝杠座,其中装有丝杠,丝杠上装立柱和工作台,可上下移动。

(b) 杠杆机构:杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。

(c) 压轴部分:用以保证工作时试样与压头中心对准。

(d) 减速器部分:带动曲柄及曲柄连杆,在电机转动及反转时,将载荷加到压轴上或从压轴上卸除。

(e) 换向开关系统是控制电机回转方向的装置,使加、卸载荷自动进行。

表2-2 压痕平均直径与试样最小厚度的关系mm

② 操作前的准备工作:

(a) 把根据表2-2选定的压头擦拭干净,装入主轴衬套中。

(b) 安装工作台。当试样高度小于120mm 时应将立柱安装在升降螺杆上,再装好工作台进行试验。

(c) 接通电源,打开指示灯,证明通电正常。 (d) 确定试验力保持时间T ,一般10s~15s ,操作按键选择确定。

(e) 根据压头球直径确定试验力,按键选择相应工作载荷。

③ 操作程序:

(a) 将试样平稳地放在工作台上,顺时针转动手轮,待工件接触压头的同时试验力开始显示。

(b) 当试验力接近自动加荷值时须缓慢上升。当达到自动加荷值90(THB-3000的自动加荷值为90)时,仪器发出蜂鸣音,停止转到手轮,加荷指示灯亮,自动加载。

(c) 加载到所选定的力值,发出蜂鸣音,加荷指示灯灭,保荷指示灯亮,并进行倒计时。

(d) 保荷时间结束,发出蜂鸣音,保荷指示灯灭,卸荷指示灯亮开始卸荷;卸荷结束,反向转动手轮使工件与压头脱开,一次试验结束。

(e) 取下试样用读数显微镜测出压痕直径d 1、d 1,根据平均值d 值,查附表即得HBW 值。

2. 洛氏硬度试验

(1) 原理:用金刚石圆锥压头或一定直径的硬质合金球压头,在初试验力F 0 和主试验力F 1 先后作用下,压入试样表面,保持一定时间,卸除主试验力,测量在初试验力下的残余压痕深度h 。

根据h 值及常数N 和S ,用以下公式计算洛氏硬度值。

洛氏硬度S

h N -

= 式中 S ——给定标尺单位;

N ——给定标尺硬度数。

常用的洛氏硬度标尺的计算公式为:

图2-2 HB-3000布氏硬度试验机

1-操作显示面板 2-压头 3-工作台

4-丝杠 5-操纵手轮 6-电源

002.0100HRC HRA h -

=、,002

.0130HRB h

-=

图2-3 洛氏硬度试验原理图

1-在初试验力F 0下的压入深度 2-由主试验力F 1引起的压入深度 3-卸除主试验力F 1后的弹性恢

复深度 4-残余压入深度h 5-试样表面 6-测量基准面 7-压头位置

表2-3 各种洛氏硬度值的符号、实验条件与应用

(2) 洛氏硬度计的构造与操作 图2-4为操作面板显示窗口。

图2-4 操作面板

图中 1——洛氏硬度标尺,有HRA 、HRB 、HRC 等。

2——OVER 指示灯亮,表示本组N 次测试结束,可进行下一组测试。 3——操作键盘,按

选择每组测试次数,再按

->测试次数减少;

,显示平均值; 按,打印测试结果; 按清零。 4——显示保载时间s 。

5——显示试验力,有588N 、980N 、1471N 。 6——硬度测试数字显示。 图2-5为洛氏硬度计结构示意图。 其操作顺序如下:

① 将压头安装在测杆孔中,贴紧支承面,把压头紧固螺钉略为拧紧。 ② 根据试样大小和形状选用载物台,将试样上下两面磨平,然后置于载物台上。

③ 接通电源,启动开关,根据试件的技术要求按键选择标尺(表2-2),即压头类型和试验力大小。

④ 按键、键选择保荷时间;先按键,后按

6 4

1

2

3

5

键、键选择操作次数。

图2-5 洛氏硬度计的结构示意图

1-旋轮 2-保护罩 3-试台 4-压头 5-上盖固定螺钉 6-上盖 7-后盖固定螺钉 8-后盖 9-操作面板 10-压头止紧螺钉 11-变荷手轮 12-电源开关 13-RS232接口 14-电源插座 15-打印机

⑤顺时针转动旋轮1,升降丝杆上升,压头与试件接触时,缓慢平稳上升丝杆,直到显示窗口显示大约为600(THRS-150D约为300),硬度计开始加荷→保荷→卸荷,自动完成测试过程。

⑥当硬度计主试验力完全卸除后,听到蜂鸣音,显示窗口所显示的数值即为硬度值。此时才可以逆时针旋转旋轮使压头脱离被测试件,本机自动复零,则一次试验循环结束(有时如不自动复零则按键复零)。

⑦用同样方法在试样的不同位置再测三个数据,此时“OVER”指示灯亮,本组测试结束,取其算术平均值为试样的硬度。

⑧如果选择本机打印输出,等“OVER”指示灯点亮后,再直接按键,打印机会自动打印出统计数据。

三、实验内容及方法指导

1. 演示布氏硬度试验测定操作过程。

2. 演示洛氏硬度试验测定操作过程。

3. 指导学生实验操作。

学生分成若干组,利用备好的硬度试块或试样,在硬度计上测定其相应硬度值,使之学会硬度计的使用方法。

四、实验所用设备及材料

1. 布氏硬度计。

2. 读数放大镜。

3. 洛氏硬度计。

4. 硬度试块若干。

5. φ30×40mm的工业纯铁,20、45、60、T8、T10、T12等退火钢试样。

6. φ40×30mm的20、45、60、T8、T10、T12钢,正火态、淬火及回火态的试样。

五、实验注意事项

1. 试样两端要平行,表面应平整,若有油污或氧化皮,可用砂纸打磨,以

免影响测定。

2. 圆柱形试样应放在带有"v"形槽的工作台上操作,以防试样滚动。

3. 加载时应细心操作,以免损坏压头。

4. 测完硬度值,卸掉载荷后,必须使压头完全离开试样后再取下试样。

5. 金刚石压头系贵重物件,质硬而脆,使用时要小心谨慎,严禁与试样或其他物件碰撞。

(6) 应根据硬度实验机的使用范围,按规定合理选用不同的载荷和压头,超过使用范围,将不能获得准确的硬度值。

六、实验报告要求

1. 简述布氏和洛氏硬度试验原理。

2. 测定碳钢(20、45、60、T8、T12)退火试样的布氏硬度值(HBS)。

3. 测定碳钢(45、T8、T12)正火及淬火试样的洛氏硬度值(HRC)。

4. 测定45钢调质试样的洛氏硬度值(HRC)。

七、思考题

1. 试分别说明布、洛氏硬度的使用范围以及对比其优缺点。

2. 分析碳含量对钢组织和性能的影响。

实验五 车刀标注角度测量实验

一、实验目的与要求

了解车刀角度测量仪器的构造,掌握其正确使用方法;学会使用它测量车刀的标注角度;掌握车刀切削部分的组成要素、参考系中的坐标平面等概念。

二、实验仪器及测量原理

车刀角度测量仪,直头外圆车刀、弯头外圆车刀、端面车刀、切断刀及三角形螺纹车刀。

车刀角度测量仪是测量车刀标注角度的专用仪器,其结构如图5-1所示。装在支脚上的圆形底盘1上刻有从0°起向顺、逆时针方向各100°的刻度,其上工作台2可绕轴6转动,转动角度由随工作台联动的指针3与圆形底盘上的刻度线对齐指示出来。工作平台上的定位块4与其固连在一起的导条5可在导向槽内滑动。具有矩形螺纹的立柱10固定在圆形底座上。旋转大螺母12可以使扇形大刻度盘9、小刻度盘11沿立柱上下移动,大刻度盘上的特制指针8可绕轴7顺、逆时针方向转动。

图5-1 车刀量角台

1—圆形底盘 2—工作平台 3—工作台指针 4—定位块 5—导条 6—小轴 7—螺钉轴 8—特制大指针 9—大刻度盘 10—立柱 11—小刻度盘 12—大螺母

10 9 8 7

6

5 4 3 2 1

11 12

图5-2 测量前的初始位置

图5-3 测量车刀主偏角

图5-4 测量车刀刃倾角

λ

r '

图5-5 测量车刀副偏角

r 图5-7 测量车刀后角

p o

s

r 图5-6 测量车刀前角

p o

当车刀角度测量仪的三个指针都与零线对齐时,则大指针的前面a和测面b与工作台的平面垂直,而底面c与工作台平面平行。用车刀角度测量仪测量车刀角度时,是使特制大指针的a面、b面或c面与被测车刀的面或刃紧密贴合,而由圆形底座或刻度盘上的指针指示出车刀标注角度的数值。

三、测量方法与步骤

测量前,先将车刀角度测量仪的三个指针调至与各自的零线对齐,把被测车刀如图5-2所示放置在工作平台上。此种状态称为测量前的初始位置。

1. 测量主偏角κr自测量前的初始位置,顺时针转动工作台,当主切削刃与大指针的a面贴合,则工作台上的指针在圆形底座上指示的刻度值,就是主偏角κr值。工作台平面相当于基面Pr,见图5-3。

2. 测量刃倾角λs主偏角测完后,如图5-4所示,使大指针的底面c与主切削刃贴合,则大指针在刻度盘上指示的是刃倾角λs的数值。当大指针在零线的左边λs>0°,反之λs<0°,而大指针对准零线λs=0°,大指针的a面相当于Ps。

3. 测量副偏角κr' 如图5-5所示,自初始位置,逆时针转动工作台,使副切削刃与大指针的a面贴合,则工作台指针在圆形底座上所指示的为副偏角κr'的数值。

4. 测量前角γo测完主偏角后,工作台逆时针转过90,使大指针底面c和前刀面贴合,则大指针在刻度盘上指示的是前角γo的数值。大指针在零线右边γo >0°,反之γo <0°,若大指针对准零线γo =0°。大指针的a面相当于Po,见图5-6。

5. 测量后角αo测完前角后,调整车刀,使大指针的侧面b与后刀面贴合,则大指针在大刻度盘上指示的就是后角αo的数值,见图5-7。

四、主要仪器设备及耗材

1. 刀具角度测量仪、卡尺;

2. 车刀,棉纱布。

五、实验报告

1. 实验目的与要求。

2. 绘制被测弯头外圆车刀几何形状,标注其基本角度。

3. 分析讨论各车刀五个标注角度的作用。

4. 实验心得与体会。

《机械设计基础》实验

《机械设计基础》实验 实验归属:课内实验 课程编码:0BH01207 课程性质:专业基础课 实验学时:8 适用专业:工业工程 一、实验教学的地位、任务及作用 实验教学是本课程教学体系的重要组成部分,是对学生进行科学试验训练、使学生对所学理论知识强化音响、深化理解并从中传授实用仪器设备、探索试验科学理论的基本方法。实验与工程实践教学,是培养学生实践能力和创新能力,提高学生综合素质的重要环节。 二、实验教学的目的及学生应达到的实验能力标准 通过实验课使学生获得实验技能和科研能力的基本训练,提高学生观察分析事物和动手解决问题的能力,使学生养成实事求是和严肃认真的科学作风,巩固、深化和验证课堂教学中掌握的机械设计基本理论和方法。 三、实验内容及基本要求 序号 实验项目名称 学 时 实验内容与要求 必开 / 选开 1 机构运动简图绘 制与结构认识实 验 2 绘制插齿机、小型冲床、油泵模型、摆动导杆机构、内燃机模型、 缝纫机的机针机构、缝纫机的脚踏驱动机构、缝鞋机的机针机构、 机车驱动机构等机构的机构运动简图,并计算自由度,分析机构 的运动,机构的组成,了解组成机构需要的各种结构。 必开 2 渐开线齿轮范成 实验 2 在一张图上,一半画标准齿轮的范成图,另一半画变位齿轮的范 成图;并计算所画的标准齿轮和变位齿轮的基本参数,并分析实 验结果。 必开 3 带传动实验 2 测定带传动主、从动轮的转速n1、n2,测定带传动主、从动轮的 转转矩T1、T2,绘制带传动的滑动率和效率随带传动负载的变化 测定带传动主、从动轮的转速曲线,分析带传动的涨紧力对这些 曲线的影响。 必开 4 轴系结构测绘与 分析实验 2 分析和测绘轴系模型,明确轴系结构设计需要满足的要求(固定 与定位要求,装拆要求,调整要求,加工工艺性要求等),画两种 轴系的结构装配图。 必开四、主要设备与器材配置 主要设备有用于测绘与分析的机构25个:缝纫机,插齿机,抛光机,牛头刨床,颚式 破碎机,机械手腕部机构,制动机构,急回简易冲床,步进输送机,假支膝关节机构,装订 机机构,铆机机构等;齿轮范成仪10个;插齿演示机一台 ;用于齿轮参数的测定与分析的 齿轮啮合对12个;机构运动参数测定实验台两台;机械原理陈列柜一套;带传动实验机三 台;拆装减速器8种:单级直齿圆柱齿轮减速器,单级斜齿圆柱齿轮减速器,单级直齿圆锥 齿轮减速器,双级同轴式圆柱齿轮减速器,双级展开式圆柱齿轮减速器,双级分流式圆柱齿

机械设计试验指导书

上海百睿机电设备有限公司– https://www.wendangku.net/doc/8515689680.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式; 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式; 3.了解常用的润滑剂及密封装置; 4.了解常用紧固联接件的类型; 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析,增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型;典型机械零件实物;若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧,具体内容如下: 1.各种类型的螺纹联接实物,各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物,螺纹联接的失效实物,各种类型的键、销实物,各种类型的键、销失效实物,各种类型的焊接、铆接实物; 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物,失效零件实物; 3.各种类型的轴、轴承实物,轴上零件的轴向固定和周向固定实物,轴瓦和轴承衬实物,轴承、轴、轴瓦失效实物; 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物,各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型? 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种?带传动有哪几种失效形式? 2.传动链有哪几种?链传动的主要失效形式有哪些? 3.齿轮传动有哪些类型?各有何特点?齿轮的失效形式主要有哪几种? 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种?蜗杆传动的主要失效形式有哪几种? 5.轴按承载情况分为哪几种?轴常见的失效形式有哪些? 6.联轴器与离合器各分为哪几类?各满足哪些基本要求? 7.弹簧的主要类型和功用是什么? 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些? 9.零件和构件的本质区别是什么? 常用带传动效率测试分析实验台

机械工程材料范文

核壳微粒型磁性液体的制备及其流变性能 顾瑞1,龚兴龙1,江万权2,郝凌云3,张忠4 (1.中国科学技术大学近代力学系,中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥 230027;2. 中国科学技术大学化学系,安徽合肥 230026;3.阜阳师范学院,安徽阜阳 236032;4.国家纳米科学中心,北京 100080) 摘要:使用单分散Fe/SiO2椭球型微纳复合胶粒作为磁性微粒,将其用吐温20做表面修饰并分散于油性基液中制备得到磁性液体;使用流变仪对这种新型磁流体的流变性能进行了研究。结果表明,这种磁流体在承受垂直磁场方向的小剪切载荷时,其粘度会随磁感应强度的增加而变大;而当剪切率大于25s-1,其粘度又将减小并趋近于一个恒定值约0.5Pa·s;另外,其在承受小幅振荡剪切载荷时会表现出与典型磁流体不同的粘弹性特征。 关键词:磁性液体;核壳颗粒;流变性能 中图分类号: 文章编号: Preparation and Mechanical Characterization of Magnetic Fluid with Core-Shell Particles ,ZHANG Zhong GU Rui 112 ,GONG Xing-long ,JIANG Wan-quan , HAO Ling-yun 34 (1. CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China;2. Department of Chemistry, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China; 3. Fuyang Normal College, Fuyang 236032, China; 4. National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100080, China) Abstract: Magnetic fluids were prepared by using monodispersed iron/silica (Fe/SiO2) ellipsoidal composite nanospheres as the magnetic materials,which were modified by Tween-20 and dispersed in an oily medium. The rheological properties of the magnetic fluids were studied in detail by rheometer. The Experimental investigation showed that increasing the magnetic field strength yielded an increase of the viscosity, while increasing shear rate leaded to a decrease of the viscosity and the value became a constant about 0.5 Pa·s when shear rate was larger than 25s-1; it was also indicated that the viscoelastic behavior of the magnetic fluids was different with that of the normal ones. Key words: Magnetic fluid; Core-shell particle; Rheological property 0 引言 磁性液体(又称磁流体),是一种胶体溶液,它兼具液体的流动性和固体的磁性,拥有十分独特的物理性能,且在重力场和磁场下不易沉淀和凝聚,因而在航空﹑电子﹑机械﹑冶金﹑石油化工 ﹑仪表等领域中得了广泛的应用。同他胶体体系一样,磁性液体在热力学上是不稳定体系,并具有凝结不稳定性和动力学不稳定性[1]。为使磁性颗粒能长期稳定地处于胶体状态,研究者对磁性颗粒、表面活性剂和基液作了很多研究,研究表明超微磁性颗粒的稳定性是磁流体研究的关键[2]。磁性微粒既需要有较高的 饱和磁化强度,又要有很强的抗氧化能力,因而可供选择的种类非常有限[3]。而Fe O作为传统磁流体的 34————————————————————— 收稿日期:2007-08-30 修订日期:2008-2-29 基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB936803);中国科学院“百人计划”项目。

《机械设计基础》实验报告

. 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称: 指导教师: 班级: 姓名: 学号: 成绩评定: 指导教师签字: 年月日

实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的: 1、根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图; 2、学会分析和验证机构自由度,进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自 由度的计算方法; 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具; 1、缝纫机头; 2.学生自带三角板、铅笔、橡皮; 三、实验原理: 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关,因此,在绘制机构运动简图时,可以撇开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略符号(见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定)来代替构件和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特征。

四、实验步骤及方法: l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动,从原动件开始,仔细观察机构的运动,分清各个运动单元,从而确定组成机构的构件数目; 2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质,确定各个运动副的种 类; 3、选定投影面,即多数构件运动的平面,在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序,从原动件开始,逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件,用英文字母A、B、C、,……分别标注各运动副; 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸,即转动副间的中心距和移动副导路的方 向等,选定原动件的位置,并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求: l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a.压布、b走针、c.摆梭、d.送布,只绘出机构示意图即可,所谓机构运动示意图是指只凭目测,使图与实物成比例,不按比例尺绘制的简图; 2、计算每个机构的机构自由度,并将结果与实际机构的自由度相对照,观察计 算结果与实际是否相符; 3、对绘制的机构进行结构分析(高副低代,分离杆组;确定机构级别等)。 六、思考题:

螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书

《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月

螺栓联接实验指导书 一.实验目的 1.掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线(即变形协调图)。 2.掌握求联接件(螺栓)刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3.了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响,以考察对螺栓疲劳的影响。 二.实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图,手轮1相当于螺母,与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件,拧紧手轮1就可将联接副预紧,并且联接件受拉力作用,被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片,用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮(螺母)6使拉杆5产生轴向拉力,经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 1.螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1).螺栓材料为45号钢,弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2,螺栓杆直径d=10mm ,有效变形计算长度L 1=130mm 。 2).套筒材料为45号钢,弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2,两件套筒外径分别为D=31和32,径为D 1=27.5mm ,有效变形计算长度L 2=130mm.。 2.仪器 1)YJ-26型数字电阻应变仪。 2)YJ-26型数字电阻应变仪。 3)PR10-26型预调平衡箱。

ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4-3 力-变形协调图 图4-2 LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三.实验原理 1.力与变形协调关系 在螺栓联接中,当联接副受轴向载荷后,螺栓受拉力,产生拉伸变形;被联接件受压力,产生压缩变形,根据螺栓(联接件)和被联接件预紧力相等,可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中,如4-3所示。当联接副受工作载荷后,螺栓因受轴 向工作载荷F 作用,其拉力由预紧力Qp 增加到总拉力Q ,被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ,这时,螺栓伸长变形的增量Δλ1,等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2,即Δλ1=Δλ2=λ,也就是说变形的关系是协调的。因此,又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小,即力与变形之比Q/λ称

机械设计基础实验(一)

实验一机构的认知及运动简图的绘制实验 一、实验目的 1、了解常用基本机构的结构特点、主要类型及应用实例。增强对机构与机器的感性认识。 2、了解机械运动简图与实际机械结构的区别,掌握根据实际机械或模型绘制机构运动简图的技能和正确标注运动尺寸。 3、进一步加深理解机构的组成原理和机构自由度的含义,掌握机构自由度的计算方法及其具有确定运动的条件。 二、实验设备和工具 1、机构陈列柜和各种机构模型、实物。 2、测量工具:钢尺、内外卡规。 3、绘图工具(学生自备):三角板、直尺、圆规、铅笔、橡皮擦、草稿纸(供测绘、画草图用)。 三、实验原理 通过观察机构陈列室展示的各种常用机构的模型以及动态展示,增强学生对机构与机器的感性认识。通过观察,对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解。 由于机构的运动仅与机械中所有的构件数和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关。因此,在绘制机构运动简图时可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造,而用简略的符号来代表构件和运动副,并按一定的比例尺绘出各运动副的相对位置和机构结构,以此表明实际机构的运动特殊,从而便于进行机构的运动分析和动力分析。 四、实验方法和步骤 实验前先由指导老师对实验过程讲解示范,然后分组进行。每组同学应测绘2~3个机构,应认真测量其有关尺寸,按比例尺作出正规的机构运动简图。 1、机构的认识 通过实物模型和机构运动的观察,了解平面四杆机构、凸轮机构、齿轮机构、以及其他常用机构(如棘轮机构、槽轮机构、摩擦式棘轮机构、不完全齿轮机构、 1

万向联轴器及非圆齿轮机构等)组成、类型、传动特点、运动状况及应用等。 2、机构运动简图的绘制 (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,分清各个运动构件,从而确定组成机构的构件数目。对于两个构件的相对运动非常微小而不易察觉到的地方应特别加以注意,切不可误认为刚性联接。 (2)根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质,确定各个运动副的类型。 (3)选择恰当的视图,并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图,用数字1,2,3……分别标出各构件,用字母A、B、C……分别标出各运动副,然后用箭头标出原动件。 (4)计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当注意,在计算自由度时应除去局部自由度及虚约束。 (5)自由度检查无误后,仔细测量机构各运动副间相对位置(即运动尺寸),最后按一定比例尺将草图绘成正式的机构运动简图。 实际长度(米) 比例尺u l = 图上尺寸(毫米) 五、实验报告及基本要求 实验后,学生应将实验数据,计算结果等直接填入实验报告内,绘制好机构运动简图,独立完成实验报告【见附录】交老师批阅。 六、思考题 1、在本次实验中你感兴趣的机构有哪些?请予以简单介绍。 2、一个正确的机构运动简图应包含哪些内容? 3、绘制机构运动简图,原动件的位置是否可以任意确定?若任意确定会不会影响简图的正确性? 4、自由度大于或小于原动件数会有什么结果?

机械设计基础实训指导书

《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月

机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 (1)按各次实训的预习要求,认真阅读实训指导复习有关理论知识,明确实 训目的,掌握实训原理,了解实训的步骤和方法。 (2)对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理,以及操作注意 事项。 (3)必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 (1)课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 (2)未经许可,不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 (3)作实训时,应严格按操作规程操作机器、仪器,如发生故障,应及时报告,不得擅自处理。 (4)实训结束后,应将所用机器、仪器擦拭干净,并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 (1)接受教师对预习情况的抽查、质疑,仔细听教师对实训内容的讲解。 (2)实训时,要严肃认真、相互配合,仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 (3)实训过程中,要密切注意观察实训现象,记录好全部所需数据,并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写,培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此,要求学习者在自己动

手完成实训的基础上,用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法,所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容,独立地写 出实训报告,并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

机械工程材料实验与实践教学

《机械工程材料》实验与实践教学 实验一铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 1. 熟练运用铁碳合金相图,提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。 2. 掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。 二、原理概述 铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。按组织标注的铁碳相图见图。铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。高温下还有奥氏体(A)和δ固溶体相。 利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时,需了解相图中各相的本质及其形成过程,明确图中各线的意义,三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态,并能做出不同合金的冷却曲线,从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。 根据含碳量的不同,铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类,现分别说明其组织形成过程及特征。 1. 工业纯铁 碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。见图1-1。当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时,将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体,铁素体的硬度在80HB左右,而渗碳的硬度高达800HB,因工业纯铁中的渗碳体量很少,故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。

图1-1 工业纯铁组织 2. 碳钢 碳的质量分数C w 在(0.0218~2.11)%之间的铁碳合金称为碳钢,根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。 (1)共析钢 成分为%77.0=C w ,在727℃以上的组织为奥氏体,冷至727℃时发生共析反应: {}{}C Fe F A C C 3%0218.0%77.0+→ 将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体(P )。室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%,慢冷所得的珠光体呈层片状。 图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组 织 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度,图1-2中窄条为Fe 3C ,

《机械设计基础》本科实验报告汇总

实验一:平面机构认知实验 一、实验目的和要求 目的:通过观察机械原理陈列柜,认知各种常见运动副的组成及结构特点,认知各类常见机构分类、组成、运动特性及应用。加深对本课程学习内容及研究对象的了解。 要求:1、认真观察陈列柜,仔细揣摩分析 2、结合有关的实验展柜和教材的相关章节内容回答下列简答题,完成实验报告。 二、实验原理 分批地组织学生观看、听讲陈列柜的展出和演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、组成、运动特性及应用。 三、主要仪器设备及材料 JY-10B型机械原理陈列柜,共10柜,有近80个常用机构。 四、试验方法与步骤 第1柜机构的组成 1 机构的组成:蒸汽机、内燃机 2 运动副模型:平面运动副、空间运动副。 第2柜平面连杆机构 1 铰链四杆机构三种形式:①曲柄摇杆机构;②双曲柄机构;③双摇杆机构 2 平面四杆机构的演化形式 ①对心曲柄滑块机构②偏置取冰滑块机构③正弦机构④偏心轮机构⑤双重偏心机构⑥直动滑杆机构⑦摇块机构⑧转动导杆机构⑨摆动导杆机构⑩双滑块机构 第3柜连杆机构的应用 1 鄂式破碎机、飞剪; 2 惯性筛; 3 摄影机平台、机车车轮联动机构; 4 鹤式起重机; 5 牛头刨床的主体机构; 6 插床模型。 第4柜空间连杆机构 RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构第5柜凸轮机构 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮和主回凸轮等多种形式;移动和摆动从动件;尖顶、棍子和平底从动件等;空间凸轮机构 第6 柜齿轮机构类型 1 平行轴齿轮机构;2相交轴齿轮机构;3交错轴齿轮机构

机械设计基本实训指导书

《机械设计基础》实验指导书

二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 (1)按各次实训的预习要求,认真阅读实训指导复习有关理论知识,明确实训目的,掌握实训原理,了解实训的步骤和方法。 (2)对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理,以及操作注意事项。 (3)必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度

(1)课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 (2)未经许可,不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 (3)作实训时,应严格按操作规程操作机器、仪器,如发生故障,应及时报告,不得擅自处理。 (4)实训结束后,应将所用机器、仪器擦拭干净,并恢复到正常状态。三、认真做好实训 (1)接受教师对预习情况的抽查、质疑,仔细听教师对实训内容的讲解。 (2)实训时,要严肃认真、相互配合,仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 (3)实训过程中,要密切注意观察实训现象,记录好全部所需数据,并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写,培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此,要求学习者在自己动手完成实训的基础上,用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法,所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容,独立地写出实训报告,并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

《机械工程材料》实验指导书-江洁实验一硬度试验

机械工程材料 实 验 指 导 书 红河学院机械系

实验一硬度实验 【实验目的】 1.进一步加深对硬度概念的理解。 2.了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。 3.熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。 【实验设备及材料】 布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。 【实验原理】 硬度计的原理是:将一定直径球体压入试样表面,保持一定的时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径,用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。 1.布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ,布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。 2.洛氏硬度(HR)当HB大于450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、 3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的硬度标尺HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。HRB:是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。 一、布氏硬度实验 【布氏硬度计】 THBS-3000DA采用电子自动加荷,计算机软件编程,高倍率光学测量,采用自动数字式编码器直接测量,测试结果LCD显示。 图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机 【试样的技术条件】

机械设计实验指导书(1)

机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年

目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)

实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构,并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器(每试验小组) 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途,结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距,中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置,包括外密封的型式,轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

四、实验步骤 1.拆卸。 (1)仔细观察减速器外部各部分的结构,从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 (2)用板手拆下观察孔盖板,考虑观察孔位置是否恰当,大小是否合适。 (3)拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上,下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓,螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中,以免丢失,然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离,卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置,并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖,将轴和轴上零件一起从箱内取出,按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好,装配时按先内部后外部的合理顺序进行,装配轴套和滚动轴承时,应注意方向,注意滚动轴承的合理装拆方法,经指导教师检查合格后才能合上箱盖,注意退回启盖螺钉,并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销,最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装,拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置,考虑好拆装顺序,拆下的零、部件要统一放在盘中,以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备,小心仔细拆装避免损坏

机械工程材料习题答案

机械工程材料习题答案 第二章作业 2-1常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构? 答:常见晶体结构有3种: ⑴体心立方:-Fe、Cr、V ⑵面心立方:-Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方:Mg、Zn 2---7为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性? 答:因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。 第三章作业 3-2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件;⑷浇注时采用振动与不采用振动;⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。 答:晶粒大小:⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒

小 第四章作业 4-4 在常温下为什么细晶粒金属强度高,且塑性、韧性也好?试用多晶体塑性变形的特点予以解释。 答:晶粒细小而均匀,不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好,即强韧性好。原因是: (1)强度高:Hall-Petch公式。晶界越多,越难滑移。 (2)塑性好:晶粒越多,变形均匀而分散,减少应力集中。 (3)韧性好:晶粒越细,晶界越曲折,裂纹越不易传播。 4-6 生产中加工长的精密细杠(或轴)时,常在半精加工后,将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天,然后 再精加工。试解释这样做的目的及其原因? 答:这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来,是细长工件的一种存放形式吊个7天,让工件释放应力的时间,轴越粗放的时间越长。 4-8 钨在1000℃变形加工,锡在室温下变形加工,请说明它们是热加工还是冷加工(钨熔点是3410℃,锡熔点是232℃)? 答:W、Sn的最低再结晶温度分别为: TR(W) =(0.4~0.5)×(3410+273)-273 =(1200~1568)(℃)>1000℃TR(Sn) =(0.4~0.5)×(232+273)-273 =(-71~-20)(℃) <25℃ 所以W在1000℃时为冷加工,Sn在室温下为热加工

《机械设计基础》实验报告.

广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称: 指导教师: 班级: 姓名: 学号: 成绩评定: 指导教师签字: 年月日

实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的: 1、根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图; 2、学会分析和验证机构自由度,进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自 由度的计算方法; 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具; 1、缝纫机头; 2.学生自带三角板、铅笔、橡皮; 三、实验原理: 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关,因此,在绘制机构运动简图时,可以撇开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略符号(见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定)来代替构件和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特征。 四、实验步骤及方法: l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动,从原动件开始,仔细观察机构的运动,分清各个运动单元,从而确定组成机构的构件数目; 2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质,确定各个运动副的种 类;

3、选定投影面,即多数构件运动的平面,在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序,从原动件开始,逐步画出机构运动简图。用数字1、2、 3、……。分别标注各构件,用英文字母A、B、C、,……分别标注各运动 副; 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸,即转动副间的中心距和移动副导路的方 向等,选定原动件的位置,并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求: l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a.压布、b走针、c.摆梭、d.送布,只绘出机构示意图即可,所谓机构运动示意图是指只凭目测,使图与实物成比例,不按比例尺绘制的简图; 2、计算每个机构的机构自由度,并将结果与实际机构的自由度相对照,观察计 算结果与实际是否相符; 3、对绘制的机构进行结构分析(高副低代,分离杆组;确定机构级别等)。 六、思考题: 1、一个正确的机构运动简图应能说明哪些内容? 2、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助?

机械设计基础实验室参观报告精编WORD版

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机械设计基础实验室参观 报告 班级:石工10-1班 姓名:王艺 通过一个学期的学习,我们已经初步掌握了一些机械设计基础的理论与常识。可是面对课本上的平面图形,我们仍然很难对各种机械链接与机构的运动关系及方式形成一个形象的、直观的画面与过程。于是机械设计机构陈列室便给了我们一个很好的学习机会,从中我也受益匪浅。 机构陈列室是根据机械原理课程教学内容设计的。它有十个陈列柜组成,主要展出常见的各类机构,介绍其基本类型和用途,演示传动原理。通过参观学习,有利于帮助我们加深对机构的认识和理解。 链传动的运动是不均匀的,选用小链结距,增加链轮齿数和限制链轮转速。图中我们看到了链传动的实际应用;曳引链和起重链。 我们看到几种螺纹的类型和螺纹连接的基本类型,比如螺栓连接,螺钉连接,双头螺柱连接等,加深了我们对圆柱螺纹和圆锥螺纹的各种参数的理解。

还有一些螺纹连接的预紧和放松的实物展示。 聚集人数最多的地方就是一些平面连接机构的模型展示了,大家开心的转动着各种连接机构,看到不同奇妙的连接方式与传动方法,一定激发了对机械设计课程学习的热情。我想这也是陈列室带给我们感受最深的地方。 机构陈列室的十个陈列柜分别向我们展示了不同种类的常用机构。从最基础的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构,到复杂的轮系和间歇运动机构等等,并且对应每一种机构都有其基本类型以及用途、功能、特点的介绍。清晰明了的向我们展示了我们本学期在书本上学习的各种机构。通过具体形象的实体机构,向我们阐述机构和零件的工作原理,促使我们进一步了解了我们所学的知识。

机械设计实验指导书

机械设计基础实验指导书 教师:李伟 2017年3月

实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识; 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜,主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理,增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍,学生的观察、思考和分析,对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 (一)机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察,我们可以看到,机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构,比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说,机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析,我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件,它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成;运动副是指两构件之间的可动联接,常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副,通称为低副;凡两构件通过点或线的接触而构成的

运动副,称为高副。 (二)平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构,其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求,而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类:即铰链四杆机构;单移动副机构;双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,即根据两连架杆为曲柄,或摇杆来确定。 2. 单移动副机构,它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为:曲柄滑块机构,曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到:曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例,我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所

机械工程材料综合实验心得体会

机械工程材料综合实验心得体会 篇一:机械工程材料总结 第01章材料的力学性能 静拉伸试验:材料表现为弹性变形、塑性变形、颈缩、断裂。 弹性:指标为弹性极限?e,即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度:材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。表示引起单位变形所需要的应力。 强度:材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 断裂的类型:韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、剪切断裂与解理断裂 布氏硬度 HB:符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。洛氏硬度 HR 、维氏硬度HV 冲击韧性:A k = m g H – m g h (J)(冲击韧性值)a k= AK/ S0 (J/cm2) 疲劳断口的三个特征区:疲劳裂纹产生区、疲劳裂纹扩展区、断裂区。 断裂韧性:表征材料阻止裂纹扩展的能力,是度量材料的韧性好坏的一个定量指标,是应力强度因子的临界值。K ? C a C 工程应用要求:? YIC

磨损过程分:跑和磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段阶段 蠕变性能:钢材在高温下受外力作用时,随着时间的延长,缓慢而连续产生塑性变形的现象,称为蠕变。(选用高温材料的主要依据) 材料的工艺性能:材料可生产性:得到材料可能性和制备方法。铸造性:将材料加热得到熔体,注入较复杂的型腔后冷却凝固,获得零件的方法。锻造性:材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。 决定材料性能实质:构成材料原子的类型:材料的成分描述了组成材料的元素种类以及各自占有的比例。材料中原子的排列方式:原子的排列方式除了和元素自身的性质有关以外,还和材料经历的生产加工过程有密切的关系。 第02章晶体结构 晶体:是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体有固定的熔点,具有各向异性。非晶体:是指原子呈无序排列的固体。各向同性。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 晶格:晶体中,为了表达空间原子排列的几何规律,把粒子(原子或分子)在空间的平衡位置作为节点,人为地将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架称

《机械设计基础实验》

《机械设计基础实验》 教学大纲 湖南农业大学工学院 2007 年 11 月 《机械设计基础实验》教学大纲 1、课程编号: 20192B6 2、课程属性:必修 3、实验属性:独立设课 4、学时: 28 学时 5、实验应开学期:第4、5 学期

6、先修课程:高等数学、机械制图、金属工艺学、理论力学、材料力学、金属材料及热处理、机械精度设计及检测、机械原理、机械设计。 一、课程的性质与任务 机械设计基础实验课是紧紧围绕机械原理、机械设计理论教学而开设的,其目的是让学生通过课堂理论教学后,经过实验教学更加深刻地理解教学的内容,验证理论教学中的重要结论,学会现代的实验方法和测试手段,提高学生的动手能力和创新设计能力,为今后的学习进行各种科学研究工作打下一定的基础。二、实验的目的与基本要求 1、进一步深刻理解理论教学的内容,验证理论教学中的重要结论; 2、掌握现代的实验方法和测试技术; 3、掌握各种实验设备的结构、工作原理以及使用调节方法; 4、提高学生的动手能力和创新设计能力。 三、实验考核方式及办法 1、根据学生参加实验的态度和表现,在教师批阅完实验报告的基础上,按优、良、中、及格、不及格五级评定实验成绩。 2、未完成所规定的实验或实验成绩不合格者,应补做或重作实验,否则不准参加本课程的期终考试。 3、本课程为考查课,根据学习态度、实验报告计成绩。 四、实验项目一览表 机械设计实验项目一览表 序号实验项目名称实验类型实验要求适用专业学时1机构认识、机构运动简图的测绘和分析综合性必做2 2齿轮几何参数测定与分析综合性必做机械类4 3刚性转子动平衡实验验证性必做2 4机械运动方案虚拟拼装与运动仿真设计创新性必做2 5机械传动系统方案的创新设计及分析设计创新性必做4 6螺栓联接综合测试与分析分析综合性必做2 7带传动实验基础验证性必做2 8齿轮传动效率实验基础验证性必做2 9液体动压滑动轴承实验基础验证性必做2 10轴系结构创意设计设计创新性必做4 11减速器拆装实验分析综合性必做2 12机械传动系统的设计与性能测试分析设计创新性选做4五、实验项目的具体内容 实验一机构认识、机构运动简图的测绘和分析1、实验目的

机械设计实验指导书(精)

本文由https://www.wendangku.net/doc/8515689680.html,【中文word文档库】收集 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。

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