机械精度实验指导书
机械精度设计与检测实验指导书
实验1 尺寸误差测量
1.1 用万能测长仪测量长度尺寸
1.1.1 实验目的
1、了解万能测长仪的基本结构及测量原理。
2、掌握万能测长仪的操作方法。
3、加深对轴、孔及尺寸公差带概念的理解。
4、掌握数据处理方法及尺寸合格性判断原则。
1.1.2 仪器介绍及测量原理
1. 万能测长仪结构组成
1-数显箱；2-阿贝头紧固螺钉；3-阿贝测量头；4-测量主轴；5-测帽；
6-万能工作台；7-尾管主轴；8-尾座；9、10-底座，11-工作台转动调节手柄；
12-工作台摆动调节手柄；13-工作台升降手轮；14 工作台测微鼓
图1.1.1 万能测长仪外形图
万能测长仪采用接触式测量，光栅尺的有效刻线长度为100mm，仪器设计符合阿贝测量原理。结构组成如图1.1.1所示，万能工作台6具有5个自由度，分别由各手柄调节，工作台升降手轮13调整万能工作台6的高度升降自由度；工作台测微鼓14调整万能工作台的前、后移动自由度；工作台转动调节手柄11调整万能工作台6绕竖直轴转动；工作台摆动调节手柄12调整万能工作台6摆动自由度；工作台左右移动自由度由测量力控制，不需要调整。尺寸测量值通过数显箱1读数。测量时，旋转各紧固螺钉固定阿贝测量头、尾管主轴、尾座的位置。测帽5安装于测量主轴及尾管主轴的测帽轴上。
2. 光栅测量系统原理
光栅测量系统原理如图1.1.2所示，由光栅尺3和读数头5组成。光栅读数头5中采用了红外发光二极管1做光源，通过聚光镜2，成平行光照在光栅尺3刻线面上。红外发光二极管1发光效率高，可在低电压、小电流下工作，并具有体积小、寿命长、可靠性高等优点。
光栅读数头5与测量主轴固连，随主轴一起做轴向移动，光栅尺固定在不动的框架上。光栅尺是黑白光栅，每毫米100条刻线；指示光栅4为四裂相型，当两者刻线调到相互平行时，由于这两块光栅相对移动时透光和遮光效应，形成了光闸莫尔条纹，位于指示光栅后方的硅光电池6便可接收到周期变化的光通量，并转化为依次相差0°、90°、180°、270°的电信号，送入数字显示系统。
1-发光二极管；2-聚光镜；3-光栅尺；4-指示光栅；5-光栅读数头；6-硅光电池
图1.1.2 光栅测量系统原理图
3. 仪器主要参数
测量范围
（1）外尺寸
绝对测量法 0~100mm，相对测量法 0~670mm。
（2）内尺寸
使用小测钩 10~400mm，使用大测钩 30~370mm。
测量准确度
外尺寸测量时，仪器准确度优于：（0.5+L / 200）μm
内尺寸测量时，仪器准确度优于：（1.0+L / 100）μm
其中：L—测量长度
1.1.3实验步骤
1. 轴尺寸（外尺寸）测量
（1）选择安装测帽、调整测量力，并注意温度情况，要求测试温度20°C±2°C。
（2）选择安装合适的工作台，并将零件固定在工作台上。
（3）打开数显箱开关，左右移动测量主轴，直至数显数字正常显示。
（4）调整阿贝测量头、尾座和尾管主轴到合适的位置，锁死各处3个紧固螺钉。
（5）施加测量力，并让两测帽相接触后，再拉开，重新接触几次，检查数显箱的显示数是否稳定。如显示数稳定，则进行数显箱清零。如不稳定，检查是否安装、紧固等存在问题。
（6）将工作台升起，使零件外尺寸处于两测帽之间，使接触稳定。微调万能工作台各自由度，同时眼睛看着数显箱找数值拐点。找到数显箱显示数值的最小值即为被测外尺寸的测量值。
2. 孔尺寸（内尺寸）测量
（1）选择安装测钩、调整测量力，并注意温度情况。
（2）选择安装合适的工作台及附件，并将合适尺寸的环规装夹在工作台上。
（3）打开数显箱开关，左右移动测量主轴，直至数显数字正常显示。
（4）调整阿贝测量头、尾座和尾管主轴到合适的位置，锁紧各处紧固螺钉。
（5）施加测量力，用测钩测量环规内径，调整万能工作台各自由度，眼睛看着数显箱找数值拐点，之后进行数显箱归零。
（6）卸下环规，将被测零件安装于万能工作台上，用测钩测量被测内尺寸，微调工作台，找数显箱数值拐点，记录下数显箱数值。
（7）被测零件内尺寸等于数显箱显示数加上环规尺寸。
1.1.4 检测内容
本次实验利用长度测量仪检测零部件外尺寸。被测零件为V型量块（其本身也是测量零部件的基准），测量它的外尺寸。要求测量2个平行外表面的实际尺寸，测量不同处多点的长度值da。
1.1.5 实验报告
写明实验仪器、测量原理，测量结果，并进行尺寸合格性的判定。
1.2 用测绘投影仪测量齿形链板孔径
1.2.1 实验目的
1. 了解测绘投影仪基本结构及测量原理。
2. 掌握测绘投影仪操作方法。
3. 加深对轴、孔及尺寸公差带概念的理解。
4. 掌握数据处理方法及合格性判断原则。
1.2.2 仪器介绍及测量原理
测绘投影仪（型号 JVP 300），主机结构如图1.2.1所示。该仪器可测量平面上的各种几何形状的点、线和深度尺寸，并可生成CAD图形。
1-显示器；2-平台水平移动调节手轮；3-电源开关；4-上光灯亮度调节旋纽；
5-上光灯开关；6-调焦手轮；7-键盘；8-下光灯开关；9-下光灯调节旋钮；
10-定位指示灯；11-平台前后移动调节手轮；12-平台；13-摄像头
图1.2.1 测绘投影仪
软件操作界面如图1.2.2所示。
图1.2.2 软件操作界面
图中：
区域1－为测量点坐标显示区域；
区域2－为零件投影显示区域；
区域3—为测试结果显示区域；
区域4—为测试结果二维CAD图的显示区域；
区域5—为测试工具模块区域；
区域6—为镜头对焦调整区域。
1.2.3 实验步骤
1. 开启计算机。
2. 开启仪器电源开关按钮3。
3. 放置零件，即将要检测零件放在平台玻璃板12上面，摄像头13的下面，注意零件不能碰撞摄像头。
4. 打开软件控制程序，即双击屏幕桌面图标“OVM”，出现图2界面。
5. 用鼠标左键点击工具条“档案”；再点击“建立专案”，即建立新的检测文件。
6. 在控制软件的工具条上，选择“影像校正”，使物镜的放大倍率与软件一致。
7. 调试光源，利用上光灯亮度调节旋纽4、上光灯开关5、下光灯开关8调整到亮度适宜；同时旋转平台水平移动调节手轮2、平台前后移动调节手轮11，调整被测零件在显示区域4内。
8. 对焦，将画面中的红十字虚线交点置于被测圆孔的边线上，点击区域6中的“启动”，再通过转动调焦手轮6，使区域6中绿线置于中间；再点“重置”，再转动调焦手轮6，使区域6中绿线与坐标十字线联动，得到清晰轮廓，完成调焦。关闭“启动”。
9. 开始测量，在测试工具模块中选择合适工具进行测量。鼠标左键进行选点，鼠标右键为测试结束键。
10. 输出二维CAD图形，鼠标左键点击工具条“档案”，再点击“DXF”；点“TXT”输出文本文件；点“W”输出word文件；点“X”输出Excel文件。
注意：AUTOCAD文件打开时，如果屏幕没有图形，可利用CAD命令调整显示大小和位置。在命令行键入“z”，再键入“a”，即可显示全部图形。
1.2.4 检测内容
被测零件为正时齿形链链板，要求测试链板的2个销轴安装孔的直径，以及2个孔的中心距的实际尺寸。
测量方法：分别用手动测量和自动测量方法测量2个孔径，每个孔在其边界上至少选5个点。
1.2.5 实验报告
写明测量仪器名称，测量原理，孔的公差要求，检测数据，分析被测尺寸是否合格。
实验2 几何误差测量
2.1 实验目的
1. 加深对课堂上讲述的几何公差特征项目的理解。
2. 了解三坐标测量机组成、测量原理及软件系统。
3. 掌握实验检测到的几何特征项目的三坐标测量过程和评定方法。
2.2 三坐标系统组成、功能、原理
本实验设备为德国蔡司公司生产的三坐标测量机SPECTRUM（图2.1所示），该三坐标测量机为桥式结构，量程X、Y、Z向分别为700mm、1000mm、600mm，长度测量精度为2.4+L/200μm（L为测量长度），单点测量精度2.4μm。
1. 三坐标测量系统组成
1-大理石平台；2-控制柜；3-抽湿机；4-控制面板；5-测头；
6-探针组；7-标准球；8-计算机；9-打印机
图2.1 三坐标测量系统
该三坐标测量机由硬件和软件组成，硬件包括主机、气源、工作站、打印机，其中主机包括大理石平台、测头、探针组、控制面板、三个方向气浮导轨及驱动电机、控制柜等。配套软件系统安装于计算机上，对测量数据进行记录、处理及几何误差评定。另外，应用软件可实现三坐标测量脱机编程。
2. 三坐标测量机各硬件功能
（1）大理石平台
大理石平台用于摆放被测零件，固定夹具或作为测量基准。大理石平台上具有间距300×300mm的M12螺纹连接孔，用于固定夹具或零件。
（2）气浮导轨及电机
三坐标测量机的导轨有气浮、液压和机械滚动式三种型式。气浮导轨移动时摩擦阻力小，轻便灵活，对导轨表面精度影响小。但是，气浮导轨易受空气温度、湿度和清洁度的影响，因此对气源要求较高。
三个方向的移动由电机驱动。
（3）探针、探针组及测头
探针具有一个尖端，大多数情况是一个红宝石球，被粘在硬金属杆一端。红宝石为人工制造，具有高硬度。探针具有多种类型的测头，由一个或几个探针构成一个探针组。
探针组通过适配盘安装在测头上。
（4）控制面板
三坐标测量机开、关机，手动测量需通过控制面板实现。右侧手柄左右摆动，控制测头的X向移动；前后摆动，控制测头的Y向移动。左侧手柄前后摆动控制测头的Z向移动。
（5）控制柜
控制柜为三坐标测量机的核心控制部件，另兼有黑匣子的作用，可以记录下测量机的一切操作情况。
3. 测量原理
任何形状都是由空间点组成，所有的几何量测量都可归结为空间点的测量，因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。三坐标测量机的基本原理是将被测零件置于它允许的测量空间，测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置误差及其他几何量数据。
2.3 实验步骤
1. 开机
开机前，用专用纸蘸酒精擦拭大理石平台滑轨及上导轨。然后进行如下步骤：（1）放出空气压缩机内存水，连上电源、高压空气输出管，打开开关，空气压缩机开始工作。
（2）当空气压缩机压力达到5bar时，按下三坐标测量机控制面板电源按钮，则测量机主机启动。
（3）启动工作站，双击三坐标测量机软件系统图标，启动软件。软件启动过程中，测头回到零位再回到指定坐标。
2. 校探针
探针分主探针和工作探针，主探针用于校核工作探针，实际测量时使用工作探针。校核探针目的是找到工作探针红宝石球心相对于主探针红宝石球心位置，并获得工作探针实际球径。校核探针步骤如下：
（1）将主探针安装到测头上，然后点击软件中主探针安装。
（2）将标准球固定在大理石平台上，调整好软件中对应的标准球方向。
（3）点击软件界面中校主探针，操控控制面板手柄使探针红宝石球平稳接触标准球最高点(目测最高点)，三坐标测量机会自动进行6点测量，寻找标准球位置。
（4）卸下主探针，安装上工作探针，并对应的在软件界面中点击安装工作探针，然后校核工作探针。
校针完成后即可进行测量。另外，不需每次测量都进行校针，隔一定的时间，工作探针磨损时进行校针。
3. 零件装夹
将被测零件摆放于大理石平台上，并通过夹具固定，避免测量时零件位置变动影响测量精度。实际工程测量中，零件装夹的稳固性是个重要问题，影响到测量过程和精度。
4. 测量
测量过程如下：
（1）建立零件坐标系
通过一定的测点，建立零件坐标系，使被测零件上的测量值都在零件坐标系下。三坐标测量机有多种建立零件坐标系的方法，如面、线、点法，一面两销法等。面、线、点法建系过程为：①操控控制面板手柄控制探针在零件一个较大面上测量至少三个点，形成一个面。软件系统中会生成一个面元素。②在与此面相垂直的面上测量两个点，形成一条线。软件系统中会生成一条线元素。③在与以上两面相垂直的面上测量一点。软件系统中会生成一个点元素。④在软件系统中点击建立坐标系图标，依次选择上述建立的面、线、点。建立零件坐标系结束。
（2）建立安全平面组，设置安全参数
通过建立安全平面组和设置安全参数可防止三坐标测量机自动测量过程中发生撞针事故。
（3）元素测量及输入测量策略
通过手动测量提取各个元素，然后编制测量策略进行自动测量。
①平面元素测量
在软件系统中建立一个平面元素，然后双击打开，开始测量平面，至少测量3个点。或者直接测量4点，软件会自动识别建立的平面。并点击上strategy 编辑测量策略。
②圆柱元素测量
在软件系统中建立一个圆柱元素，然后双击打开，手动操控控制面板在圆柱面的两个截面圆上分别测量3个点和1个点，形成一个圆柱元素。点击上strategy编辑测量策略。
③对称面测量
提取两平行平面对称面，在软件系统中建立一个对称面元素，然后双击打开，手动操控控制面板在其中一个平面上测量至少3点，在另一个平面上测量至少1点，形成对称平面。点击上strategy编辑测量策略。
（4）尺寸公差输入
（5）几何公差评定项目建立及几何公差值输入
（6）设置自动测量参数，自动测量并输出测量报告
5. 关机
先关软件，再关硬件。
2.4 检测内容
本实验被测零件为某单级圆柱齿轮减速器下箱座、低速轴，具体检测项目为：
1. 下箱座被检测项目有，结合面的平面度、低速轴两轴承孔相对于其公共轴线的同轴度、轴承孔公共轴线分别在公共平面与其垂直平面内的平行度、外壳孔轴线相对于结合面的对称度、轴承座端面相对于轴承孔轴线的垂直度。
2. 低速轴被检测项目有，与轴承配合处圆柱面的圆柱度、与齿轮配合处键槽两侧面相对于轴线的对称度。
2.5 实验报告
写明实验目的，三坐标测量机功能结构介绍及检测步骤、测量结果，并判定零件几何误差是否超差。
实验3表面粗糙度的测量
3.1实验目的
1. 了解用针描法测量表面粗糙度轮廓幅度参数的原理。
2. 了解触针式轮廓仪的结构并熟悉它的使用方法。
3. 加深对表面粗糙度轮廓幅度参数Ra、Rz的理解。
3.2仪器介绍及测量原理
本实验所用仪器为TR200手持式粗糙度测量仪如图3.1所示，属于接触测量，测量零件表面粗糙度时，将触针放在零件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行，使触针划过被测表面，传感器通过触针感受被测表面的粗糙度，零件被测表面的粗糙度引起触针产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面粗糙度成比例的模拟信号，经过放大及电平转换之后进入数据采集系统，再进行数字滤波和参数计算，在液晶显示器上读出结果，也可以在打印机上输出结果。
图3.1 仪器结构图
操作界面如图3.2所示。
图3.2 仪器正面
实验台是将TR200手持式粗糙度测量仪安装在TA620测量平台上，如图3.3所示。
图3.3 试验台组合图
3.3 实验步骤
1. 测量前的准备。
（1）开机检查电池电量是否满足工作要求；
（2）擦净零件被测表面；
（3）传感器的滑行轨迹必须垂直于工件被测量表面的加工纹理方向。
2. 进入准备测量状态。
（1）按下电源键“”后，仪器开机，自动显示型号、名称及制造商信息，然后进入基本测量状态。
（2）按菜单键“”进入菜单操作状态，设置取样长度、评定长度。
（3）按回车键“?”，并轻轻拧动“升降手轮”，调整“传感器”测针高度，使之置于“0”刻度线的上、下1格内；
3. 测量。
（1）按启动键“?”开始测量，在显示器上依次显示正在测量、正在滤波、正在计算参数，之后，显示本次测量结果（例如Ra 0.008μm）。运行过程如图3.4所示。
（2）观察检测结果，第一次按参数键“Ra|???”显示本次测量的全部参数值，按滚动键“?”或“?”可以滚动翻页；第二次按参数键“Ra|???”显示本次测量的轮廓曲线，按滚动键“?”或“?”可显示其它取样长度上的轮廓曲线；第三次按参数键“Ra|???”显示本次测量的tp曲线和
tp值；再按“Ra|???”键将重复前述内容，在每个状态下按退出键“”都返回到基本测量状态。
注：在按“Ra|???”键显示轮廓图形时，可按“?”键改变图形放大倍数；在基本测量状态下，按键“?”可以快捷方式显示触针位置，在实际测量操作中很方便。
图3.4 测量结果
3.4检测内容
TR200手持式粗糙度测量仪能够在测量表面粗糙度之后，根据选定的测量条件自动计算相应的参数，在液晶显示器上显示全部测量参数和轮廓图形。所以，只需将被测零件表面粗糙度的测量结果与设计要求进行比较，即可得出该零件表面粗糙度是否合格的结论。
检测平面或轴颈的表面轮廓精度的2个高度特征值。
（1）表面轮廓算术平均偏差Ra的测量
（2）表面轮廓最大高度Rz的测量
3.5 实验报告
写明测量仪器名称，测量原理，表面粗糙度公差要求，分析被测表面粗糙度是否合格。
实验4 齿轮误差测量
4.1 用万能测齿仪测齿轮齿距偏差
4.1.1 实验目的
1. 了解万能测齿仪结构、工作原理。
2. 掌握万能测齿仪使用方法。
3. 掌握相对测量法进行齿轮单个齿距偏差、齿距累积总偏差的数据处理方法。
4.1.2 仪器介绍及测量原理
万能测齿仪的结构如图4.1所示。
3-上顶尖；4-测头座及可更换测头；5-指示表；6-操作拨板；7-径向移动滑板；10-弹簧定位装置
图4.1.1 万能测齿仪的示意图
1. 仪器介绍
万能测齿仪可测量齿轮的多个参数，如齿距、基节、公法线、齿厚、径向跳动等。本实验采用万能测齿仪测量齿距偏差和齿距累积总误差。
万能测齿仪的基本技术性能指标如下：
分度值 0.001mm
示值范围±0．1mm
测量范围模数m＝1~10mm
最大齿顶圆外径300mm
2. 测量原理
测量齿距时多采用比较法(相对法)，即先以任意一个齿距为基准，对其它齿距进行比较，从而得到相对齿距偏差(见数据处理)，再由该偏差计算实际齿距偏
差和实际齿距累积总偏差。图4.1.1所示为万能测齿仪：它是以内孔定位方式工作的。图中件3为上顶尖，它与下顶尖一起用于安装被测齿轮；件4为测头座和可更换测头，测量时右边测头定位，左边的测头和它的测头座—起微动，用于感受尺寸变化(反映齿距变化)，并由指示表5显示出来。
测量低精度齿轮时，要将仪器按图4.1.2(a)调整。测量并读数时，应将弹簧定位装置10的圆球定位头插入齿间，且按下操作拨板6；换齿测量前要放松操作拨板6，且退出圆球定位头，转动到下一个要测齿距。
测量高精度齿轮时，要将仪器按图4.1.2(b)调整。图4.1.2(c)为仪器的尺寸传感系统结构简图。
图4.1.2 万能测齿仪测量示意图
4.1.3 实验步骤
1. 适当调节两测量爪的位置，使两测量爪大致在分度圆附近与两同侧齿面接触。
2. 任取一齿距作为基准齿距，调整测微计的微调装置，使指针对零。
3. 依次测得其它齿距相对于基准齿距之差，此差值即为相对齿距偏差。
4.1.4 数据处理
齿距偏差为实际齿距与公称齿距的代数差。当用绝对法测量齿距时，必须将仪器准确调到分度圆周上，且基准齿距等于公称齿距。由于调整困难，实际上通常采用相对法测量。相对法测量齿距偏差是将被测齿轮任意一个实际齿距作为基准齿距，其余齿距逐个与之相比，求其差值，取测量齿距偏差的平均值为公称齿距偏差。在一般情况下，作为基准的实际齿距与公称齿距不等，所以由此得到的差值不符合齿距偏差定义，故称相对齿距偏差。
显而易见，各相对齿距偏差中均包含了同一个误差值，在测量误差分析中它属于系统误差(系统误差可以消除)。
齿距偏差处理依据是圆周封闭原则，对于圆柱齿轮，理论上各齿距相等。实际上，由于存在加工误差，齿距大小并不相等；齿距偏差有正有负，实际齿距大于公称齿距为正偏差，实际齿距小于公称齿距为负偏差。尽管如此，所有齿距之和仍是一个封闭的圆周，齿距偏差之和必等于零。
计算法的数据处理步骤：
1、测量所有齿距偏差（即相对齿距偏差）值；
2、将所有测量齿距偏差相加求和，即，并求出平均齿距偏差K，
；
3、求各齿的实际齿距偏差，即实际齿距偏差为
确定齿距偏差测量结果：取各齿距偏差中绝对值最大者作为测量结果。注意，单个齿距偏差有正、负之分，故不能略去正、负符号。
4、计算齿距累积总误差：将各齿距偏差依次累加，累
加数值系列中的最大和最小累加值之差，即为齿距累积误差。其计算法示例
如表4.1所示。
表4.1.1 数据处理示例
齿距序号
测量齿距
偏差
读数（μ
m）
平均齿距
偏差
（μm）
实际齿距偏
差
（μm）
齿距累积
偏差
（μm）
1 0
K=0.5 －0.5 －0.5
2 +
3 +2.5 +2.0
3 +2 +1.5 +3.5
4 +1 +0.
5 +4
5 －1 －1.5 +2.5
6 －2 －2.5 0
7 －4 －4.5 －4.5
8 +2 +1.5 －3
9 0 －0.5 －3.5
10 +4 +3.5 0
实际单个齿距偏差Δfpt =－4.5（μm）；齿距累积偏差ΔFp =+4－（－4.5）= 8.5（μm）。
4.1.5 检测内容
按被测齿轮的图纸要求，测量出所有齿的齿距偏差，记录测量结果。课下按4.1.4 数据处理方法求出实际单个齿距偏差Δfpt，齿距累积偏差ΔFp。
4.1.6 实验报告
写明实验目的、原理，介绍所使用仪器、实测数据以及数据处理表格，并判定合格与否。
4.2 用渐开线测量仪测齿轮齿廓误差
4.2.1 实验目的
1. 了解渐开线测量仪结构、原理。
2. 掌握渐开线测量仪使用方法。
3. 加深对齿廓总偏差的理解。
4.2.2 仪器介绍及测量原理
单盘式渐开线测量仪结构图如图4.2.1所示。
1-被测齿轮；2-基圆盘；3-直尺；4-滑板；5-丝杠；6-杠杆（带测头）；
7-指示表；8-被测齿轮上、下运动手轮；9-直尺运动手轮
图4.2.1 单盘式渐开线测量仪
该仪器采用比较法进行渐开线齿廓偏差的测量，即将被测齿轮的齿廓与理论渐开线比较，从而得出齿廓偏差。被测齿轮1与基圆盘2固装在同一轴上，基圆盘直径应精确等于被测齿轮的理论基圆直径，并与装在滑板4上的直尺3以一定的压力相接触。当转动手轮9带动丝杠5旋转，使滑板4移动时，直尺3则与基圆盘2进行纯滚动，此时被测齿轮也与基圆盘同步转动。在滑板4上装有测量杠杆6，它的一端为测头，与被测齿面接触，其接触点刚好在直尺3与基圆盘2相切的平面上，它相对于基圆盘的轨迹为理论渐开线，但由于齿面存在齿廓偏差，因此在测量过程中，测头产生了偏移并通过指示表7显示出来，或由记录器画出齿廓偏差曲线。
4.2.3 实验步骤
1、接通电源，打开主机及显示器，启动控制软件，显示操控界面；
2、安装被测齿轮及基圆盘；
3、设置软件界面参数；
4、旋转手轮8，给直尺3和基圆盘2间施加压力；
5、调整测头置于被测齿轮的左齿面位置，并锁死被测齿轮与基圆盘；
6、开始测量左齿面，旋转手轮9；
7、同理，执行4、5、6步骤，再测量右齿面。
4.2.4 检测内容
针对被测齿轮，测等分的3个或4个齿的左右齿面，测量齿宽中间处渐开线。软件系统自动生成齿廓偏差测量报告，记录检测数据，或打印检测数据。
4.2.5 实验报告
写明实验目的、原理、使用的仪器及实测数据，并判定合格性。
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/8a16027924.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。
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
《机械制造工艺学》实验报告
《机械制造工艺学》实验报告
中北大学 《机械制造工艺学》实验报告
姓名： 学号： 学院（系）： 专业： 2011年12月 实验一刚度实验 一．实验目的 1.了解机床（包括夹具）—工件—刀具所组成的工艺系统是一弹性系统； 2.了解机床刚度对加工精度的影响； 3.熟悉机床动刚度的测定方法； 4.巩固和验证所学工艺系统刚度和误差复映的概念。 二．实验内容 用动载荷测定法测定机床部件刚度。 三．实验记录 1．实验条件： 机床名称、型号及规格：C620-1普通车床。 刀具名称及材料：硬质合金外圆车刀。几何形状及参数： K r=45°,r0=10°,λs=0°走刀量：0.1 量具：175-200千分尺、游标卡 毛坯（试件）材料：45号钢 2．实验记录及结果：
3．计算机床部件刚度（含计算过程）：
四．分析讨论题 1、机床刚度对加工精度有什么影响？ 2、减少误差复映的措施？ 实验二机床加工精度及尺寸分布规律 一．实验目的 1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律； 2．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。 二．实验内容 运用分布曲线法对100个工件进行统计分析。 三．实验记录 1．实验条件： 机床名称、型号及规格： 量具规格： 毛坯（试件）材料： 2．实验记录及结果： （1）磨削后的零件的尺寸 表1 全部零件磨削后的尺寸记录
（2）确定实验数据并记录表2 尺寸分散范围=(Xmax—Xmin)=
机械设计实验指导书1
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：
机械制造工艺学实验指导书样本
目录 实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践 (3) 实验二、机床夹具的设计观摩实践 (4) 实验三、机床刚度的测定 (5) 实验四、加工误差的统计分析 (10) 实验五、机器装配工艺过程设计实验 (14) 实验六、机械制造工艺理论和技术的发展观摩实践 (15)
实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践( 2学时) 一、实践目的 了解工艺规程在生产实践中的作用; 掌握高效自动化加工机床和普通机床 的加工特点和应用场合。 二、实践环境 机械加工车间, 包括通用机床加工环境和高效自动化机床加工环境及其典 型的工艺规程。 三．实践要求 1、学生在观摩实践之前, 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容, 带着若干相关问题在实践中求答案。 2、学生在实践中要做好记录, 按实践内容认真整理并写出实践报告。 四、观摩实践内容 1、经过观摩, 掌握机械加工工艺规程的几种格式, 分别适用于什么场合? 2、经过观摩, 分析对于不同生产类型, 工艺特点有何不同? 3、经过观摩, 总结分析高效自动化加工机床和普通机床的加工的工艺规程有何不同? 4、经过观摩, 总结工艺规程在生产实践中的作用。 5、对实践有何感想和建议? 五、考核方式与评分办法 由实验指导教师给出学生实验成绩( 优、良、中、及、差) , 其中差为不及格。实验报告占70%, 实验过程占30%。
实验二、机床夹具设计观摩实践( 2学时) 一、实验目的 了解常见通用和专用机床夹具的结构、组成及工作原理, 并能够根据需要设计夹具。 二．实验所用设备或模型 1、三爪卡盘、四爪卡盘、虎钳等通用夹具。 2、典型车夹具、铣夹具、钻夹具等专用夹具模型各一套。 3、普通卧式车床一台、铣床一台、摇臂钻床一台。 三．要求 1、学生在观摩实践之前, 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容, 带着若干相关问题在实践中求答案。 2、学生在实践中要做好记录, 要按实践内容认真整理并写出实践报告。 四、观摩实践内容 (1)经过观摩, 分析通用夹具和专用夹具的特点。 (2) 经过观摩, 分析车床夹具结构主要由哪几部分组成?, 与车床如何联接? ( 3) 经过观摩, 分析钻模结构主要由哪几部分组成? 观摩中见到的钻套结构形式有哪几种? 各有何特点? (4)经过实物观摩, 分析车床夹具结构主要由哪几部分组成? (5)实物观摩中见到的哪些夹具设有对刀装置, 以结构示意图的形式表示对
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 ，
机械制造工艺学实验指导书
机械制造工艺学实验指导书 南通大学 机械工程学院实验中心
实验一机床静刚度测定 在工艺系统（机床——夹具——刀具——工件）受到切削力作用时，将会产生一定的弹性位移，这对工件的加工精度有很大的影响，机床刚度在整个工艺系统刚度中占有较大的比例，他直接影响到机床加工中的精度、生产率和表面光洁度等。机床刚度是评定机床性能和质量的一项重要指标。 测定机床刚度，有静载荷测定和动载荷测定二种，由于静载荷测定的方法比较简单方便，所以目前在实际中应用较多。本实验是采用静刚度测定仪对车床进行静刚度测试。 一、实验目的 1、熟悉采用三向静刚度测定仪测定机床静刚度的方法： 2、掌握车床的部件刚度及机床综合刚度的计算方法： 3、分析机床静刚度对工件加工精度的影响，探讨提高机床刚度的 措施。 二、实验原理 机床处于静止状态，在常用切削位置处，用模拟正常切削时的切削力对机床施加静载荷，并测量在不同载荷下车床各部件在误差敏感方向上的变形量。所以载荷为总切削力，是一空间矢量。加载时，载荷由小逐步增大（最大载荷为机床所允许最大载荷的2/3），然后卸载，载荷由大逐步减小，就可以绘出加载，卸载的变形曲线——即静刚度曲线。 加载装置如图（1）所示，它主要由一个刚度很大的弓形支架以
及加力和测力装置组成。使用时，先将弓形支架1稳定地安装在前后顶尖之间。拧动加力螺钉2，就可以使圆形测力环3产生弹性力而旋加到模拟车力上，所以载荷由测力环中的千分表对应测力环已标定的数值。弓形支架1上开有不同α角度的螺孔。根据所需α角度的大小进行选用。β角也可以调整。α和β角决定了切削分力与总切削力之间的关系：（图2） P X=P·sinα P y = P·cosα·sinβ P z= P·cosα·cosβ 在模拟切削力的作用下，敏感方向分别由千分表测得床头、尾架刀架的变形量，得到： 床头刚度：K j 头==· 尾架刚度：K j 尾==· 刀架刚度：K j 刀= 则机床静刚度可用下式表示： =·（）2+（）2+ 式中x——弓形架左端面至弓形架受力点间的水平距离。 L——弓形架全长。 L值及不同加力角度下的x值见图1 当x=，即加力螺钉2处在0位时，此时有：
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
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
机械设计实验指导书(精)
本文由https://www.wendangku.net/doc/8a16027924.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。
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
机械制造工艺学课后习题及参考答案
机械制造工艺学复习题及参考答案 第一章 什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程 ？ 生产过程是指从原材料变为成品的劳动过程的总和。 在生产过程中凡属直接改变生产对象的形状、 尺寸、 性能及相对位置关系的过程， 称为工 艺过程。 在具体生产条件下， 将最合理的或较合理的工艺过程， 用文字按规定的表格形式写成的工 艺文件，称为机械加工工艺规程，简称工艺规程。 、某机床厂年产 CA6140 卧式车床 2000 台，已知机床主轴的备品率为 15%，机械加工废品 率为 5%。试计算主轴的年生产纲领，并说明属于何种生产类型，工艺过程有何特点？若一 年工作日为 280 天，试计算每月 (按 22 天计算 )的生产批量。 解：生产纲领公式 N=Qn(1+ a )(1+ 3 )= (1 + 15%) (1 + 5%) =2415 台/ 年 查表属于成批生产 , 生产批量计算 : 定位？各举例说明。 六点定位原理： 在夹具中采用合理布置的 6 个定位支承点与工件的定位基准相接触， 来限 制工件的 6 个自由度，就称为六点定位原理。 完全定位： 工件的 6 个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置， 定位。 不完全定位： 没有全部限制工件的 6个自由度， 但也能满足加工要求的定位， 定位。 欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位，称为欠定位。 过定位： 工件在夹具中定位时， 若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度， 称为过定 位。 (d ) —面两销定位，X,两个圆柱销重复限制，导致工件孔无法同时与两 销配合，属过定位情况。 7、 “工件在定位后夹紧前 , 在止推定位支承点的反方向上仍有移动的可能性 定” , 这种说法是否正确 ?为什么 ? 答：不正确， 保证正确的定位时， 一定要理解为工件的定位表面一定要与定位元件的定位表 面相接触， 只要相接触就会限制相应的自由度， 使工件的位置得到确定， 至于工件在支承点 上未经夹紧的缘故。 8、 根据六点定位原理 , 分析图中各工件需要限制哪些的自由度 , 指出工序基准 , 选择定位基准 并用定位符号在图中表示出来。 9、分析图所示的定位方案，指出各定位元件分别限制了哪些自由度，判断有无 欠定位与过定位，并对不合理的定位方案提出改进意见。 何谓零件、套件、组件和部件？何谓套装、组装、部装、总装和装配？ 零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料构成的。 称为完全 称为不完全 , 因此其位置不
机械设计实验指导书
机械设计实验指导书 实验一机械零部件认知试验 一、实验目的 1．初步了解《机械设计》课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及应用。 2．了解各种标准件的结构形式及相关的国家标准。 3．了解各种传动的特点及应用。 4．增强对各种零部件的结构及机器的感性认识。 二、实验设备与仪器 机械零件陈列柜。 图1-1 机械零件.机械原理陈列柜 三、实验内容 （一）螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件工作的，主要用作紧固零件。基本要求是保证联接强度及联接可靠性，同学们应了解如下内容： 1．螺纹的种类； 2．螺纹联接的基本类型；
3．螺纹联接的防松； 4．提高螺纹联接强度的措施。 通过参观螺纹联接展柜，同学应区分出：①什么是普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹；②能认识什么是普通螺纹、双头螺纹、螺钉及紧定螺钉联接；③能认识摩擦防松与机械防松的零件。 （二）标准联接零件 标准联接零件一般是由专业企业按国标（GB）成批生产，供应市场的零件。这类零件的结构形式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有哪些标准代号，以提高学生们对标准化意识。 （三）键、花键及销联接 参观展柜时，同学们要仔细观察以上几种联接的结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。 （四）机械传动 机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动等。各种传动都有不同的特点和使用范围，这些传动知识同学们在学习“机械设计”课程中都有详细讲授。在这里主要通过实物观察，增加同学们对各种机械传动知识的感性认识，为今后理论学习及课程设计打下良好基础。 (五)轴系零、部件 1.轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。根据摩擦性质不同轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 2．轴：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 (六)弹簧 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用产生较大的弹性变形。在各类机械中应用十分广泛。弹簧的种类比较多，按承受的载荷不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧四种；按形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面盘簧等。观看时要注意各种弹簧的结构、材料，并能与名称对应起来。
中南大学机械制造工艺学实验报告
机械制造工艺学实验报告 班级机械1301 姓名黄佳清 学号 07
中南大学机电学院 《机械制造工艺学》课程实验报告 实验名称：加工误差的统计分析 姓名：黄佳清班级：机械1301 学号： 07 实验日期： 2015 年 10 月 18 日指导教师：成绩： 1. 实验目的 （1）掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用。 （2）掌握样本数据的采集与处理方法，要求：能正确地采集样本数据，并能通过对样本 数据的处理，正确绘制出加工误差的实验分布曲线和图。 （3）能对实验分布曲线和图进行正确地分析，对加工误差的性质、工序能力及工艺 稳定性做出准确的鉴别。 （4）培养对加工误差进行综合分析的能力。 2. 实验内容与实验步骤
1．按加工顺序测量工件的加工尺寸，记录测量结果。 2．绘制直方图和分布曲线 1）找出这批工件加工尺寸数据的最大值x max和最小值x min，按下式计算出极差R。 R＝x max一x min 2）确定分组数K（K一般根据样本容量来选择，建议可选在8~11之间）。 3）按下式计算组距 d。 4）确定组界（测量单位：微米）。 5）做频数分布表。 6）计算x和 。 7）画直方图 以样本数据值为横坐标，标出各组组界；以各组频率密度为纵坐标，画出直方图。 8）画分布曲线 若工艺过程稳定，则误差分布曲线接近正态分布曲线；若工艺过程不稳定，则应根据实际情况确定其分布曲线。画出分布曲线，注意使分布曲线与直方图协调一致。 9）画公差带 在横轴下方画出公差带，以便与分布曲线相比较。 3．绘制图 1）确定样组容量，对样本进行分组
样组容量m 通常取4或5件。按样组容量和加工时间顺序，将样本划分成若干个样组。 2）计算各样组的平均值和极差 对于第i 个样组，其平均值和极差计算公式为： ∑==m j ij i x m x 1 1 式中 ——第i 个样组的平均值； ——第i 个样组的标准差； ——第i 个样组第j 个零件的测量值； ——第i 个样组数据的最大值； ——第i 个样组数据的最小值 3）计算图控制限（计算公式见实验原理） 4）绘制 图 以样组序号为横坐标，分别以各样组的平均值和极差R 为纵坐标，画出图，并在图上标出中心线和上、下控制限。 4． 按下式计算工序能力系数Cp 5． 判别工艺过程稳定性 可按下表所列标准进行判别。注意，同时满足表中左列3个条件，工艺过程稳定；表中右列条件之一不满足，即表示工艺过程不稳定。