重庆大学机械制造基础实验资料
重庆大学机械设计基础实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除重庆大学机械设计基础实验报告篇一：实验14实验指导书重庆大学机械基础实验报告实验14机械系统原理方案创新设计机械创新设计的目的是设计出工作机理独特有效、结构新颖巧妙的机械产品。
机械创新设计的关键是原理方案设计，它决定了产品的质量、性能、功效和性价比等。
原理方案设计的基本要求有许许多多，其中最重要的，一是机械产品能够实现预期功能，二是性能良好。
为达到第一个基本要求，常常采用“功能分析法”，将机械产品的总功能逐次分解成多个基本功能，进而找出实现这些基本功能的基本机构，将这些基本机构组合后形成创新设计的方案。
为达到第二个基本要求，常常是在多个方案中优选，并可用设问探求法优化方案。
所以设计者首先必须知道各种机构能够具有哪些预期功能，以及实现预期功能的性能如何，其次要了解创新设计的主要技法。
14.1实验目的1．了解机械原理方案设计的内容、过程及创新设计技法，巩固《机械创新设计》理论知识。
2．了解各种传动系统的功能及特点、各种机构的功能及特点、机构尺度综合的方法，巩固《机械原理》理论知识。
3．根据给定的设计平台和设计任务，设计出机器原理方案，训练创新设计方法启发创新思维、意识。
14.2实验器材JpYs-cD机械系统原理方案创新设计实验台1.机械结构（1）总体结构如图14-1所示。
JpYs-cD机械系统原理方案创新设计实验台总体结构如图14-1所示，主要由底座(安装平台)、驱动源、减速器、联轴器、带、链、过渡节、平面执行机构等传动部件组成。
可根据需要按一定的形式组合成不同的机械传动系统。
其中底座(安装平台)、驱动源、传动部件、负载部件为整体结构。
底座(安装平台)上有T形槽，可根据安装需要布置系统。
1图14-1JpYs-cD机械系统原理方案创新设计实验台总体结构（2）安装平台安装平台由机柜和铸铁平台组成，如图14-2所示，铸铁平台上有纵横间隔(100mm)的T型滑槽作为安装组件用。
机械制造技术基础实验二三指导书
实验二、车床及滚齿机传动分析实验项目（一）CA6140型车床传动系统剖析一、实验目的1．掌握主运动传动链传动路线及其功能；2．掌握进给运动传动链传动路线及其功能；3．了解离合器M1～M9的结构与功能，重点是M1、M6、M7；4．了解卸荷机构、基本组、增倍机构、互锁机构的结构与功能。
二、实验设备与用具1．CA6140型车床 1台2．CA6140型车床教学模型 1台3．CA6140型车床挂图 1套三、实验内容（一）主运动传动链1．主电机→皮带副→主轴箱轴I主轴箱的动力是从主电机经过皮带轮和三角带传给轴I并输进主轴箱，为防止轴I在三角带的张力作用下产生弯曲变形，设计时将皮带轮先通过花键套、滚动轴承和法兰盘安装在箱体上，从而使张力由床身承受，扭矩由花键套传给轴I，轴I不再因皮带的张力而产生弯曲变形，故轴I上的零件的工作条件得到改善。
双向多片式摩擦离合器M1具有使主轴正转、反转、停止及过载保护等四个功能，通过现场演示，介绍M1结构以及操作手柄控制的传动机构，突出其结构紧凑，动作灵敏的特点。
2．轴I→轴Ⅱ→轴Ⅲ通过现场演示，介绍轴Ⅱ上的双联滑移齿轮和轴Ⅲ上的三联滑移齿轮，它们同时由一个操作手柄实现调速功能。
3．轴Ⅲ→……→轴Ⅵ从轴Ⅲ传到轴Ⅵ（主轴）须经齿式离合器M2分成两条路线：（1）高速路线当M2脱开并与轴Ⅲ上齿轮（63）啮合时，将使轴Ⅲ直接传动主轴Ⅵ，使其获得6级较高转速（400～1400r/min）。
（2）低速路线当M2啮合时，轴Ⅲ须经Ⅳ、Ⅴ两轴传动主轴Ⅵ，使其获得18级低速转速（10～500r/min）。
现场演示M2啮合和脱开的情形，并展示三个滑移齿轮同时由一个操作手柄控制的情形。
（二）进给运动传动链进给运动传动链始环是主轴，终环是刀架。
刀架在丝杠传动下只能实现纵向进给运动，用于切削各种螺纹；刀架在光杆传动下实现纵向或横向进给运动，用于切削除螺纹以外的工件。
（1）丝杠传动刀架的进给运动传动链（以切削公制螺纹为例）预先设置：齿式离合器M3、M4脱开，M5啮合。
机械制造基础实验指导书(测径仪+万工显)
目 录实验 1 结构光法测量型钢表面尺寸实验 2 数控 YAG脉冲激光加工机实验因激光加工机及结构光仪器故障，实验 1 替换为：激光测径仪测量 实验（在实验报告中，实验名称统一写为：激光测径仪测量实验）； 实验 2 替换为：影像法测量零件尺寸实验（在实验报告中，实验名 称统一写为：影像法测量零件尺寸实验）激光测径仪测量实验一、实验目的1、了解激光测径仪原理2、学会使用激光测径仪测量工件3、学习轴类零件测量及数据处理4、学会分析实验误差二、仪器说明激光扫描测量技术利用激光光源优良的焦点特性，使用快速飞点光扫描测量原理、实 现对直径、厚度等几何量的精密测量，其应用系统是实施非接触精密测量和控制的重要 技术手段。
非接触测量已有效应用于实验室计量检测、钢厂/线材厂以及通光（电）缆生产过程 中对外径、厚度、宽度等的测量与控制，具有精度高、速度快、安全可靠的特点，是上 述生产领域中重要的测量监控手段。
激光测径仪测量原理：左右箱体内带有高速旋转的 HeNe 激光发射器和激光接收器,激 光发射器发出的激光束通过一组透镜处理变成平行光,工件只要挡住光束,在接收器上就 有信号产生。
接收器上面装有光电接收器，投射到光电接收器上的光线在光束扫描工件 时被逐渐遮断。
因此，光电接收器逐渐输出一个方波脉冲,其宽度与工件直径成正比。
若 扫描速度为 v,扫描时间为 t,则被测工件的尺寸D 为：D=v·t由于扫描速度由系统参数确定,那么工件尺寸就是扫描时间t的函数,式中t可通过对 时钟脉冲计数器来准确求得。
通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上,可读出所测量的直径值,圆度跳 动等参数。
测量原理示意图：图 1 测量过程示意图图 2 波形原理示意图图 3 轴类零件的测量图 4 其他应用范围本实验所用激光测径仪（LDM 50 测径仪）与 DDC6显示单元组合，可以对工件进行常 规的外直径测量（以下简称常规测量）；也可以通过旋转工件，在多个方向采样直径值 和中心位置，通过统计，计算和显示工件在一个截面的平均直径和径向综合跳动、最大 和最小直径（以下简称统计测量）。
实验9 机械传动性能参数测试分析(2)重庆大学机械基础实验报告
1.常见的机械传动装置的性能参数有哪些?
2.机械传动装置的效率与所传递的功率大小有没有关系?
3.影响传动装置效率的因素有哪些?
4.常见的机械传动装置机械性能测试实验台有哪些构造类型?
5.磁粉制动器具有哪些优缺点?
6.为什么在测试转矩之前需要对转矩转速传感器进行调零?
7.转矩转速传感器上的小电机有什么功用?在什么情况小需要开启小电机?小电机应与主轴同向转动还是反向转动?开启小电机对哪些测试参数有影响?
(9-9)
则两组交流电信号之间的相位差的增量为：
(9-10)
由材料力学知，在弹性变形范围内，转角 与力矩成正比，，即：
(9-11)
式中：K1——弹性系数，设弹性轴的直径为d,长度为L，弹性模数为G，则
(9-12)
M——作用于弹性轴的力矩
将 代入式(9-10)得：
(9-13)
式中：K——比例系数，
因此，由式(9-13)可以看出，测出两组交流电信号之间的相位差的增量即可测出对应的力矩的大小。
(2)磁粉制动器的特性
1）激磁电流——转矩特性
激磁电流与转矩基本成线性关系，通过调节激磁电流可以控制力矩的大小。其特性如图9-7示。
2）转速——转矩特性
转矩与转速无关，保持定值。静力矩和动力矩没有差别，其特性如图9-8示。
9.6实验步骤
（1）设备安装
根据不同的测试对象，参照附26种实验方案，将各设备安装接好。并注意各个设备之间的同轴度，以避免产生不必要的弯矩，从而保证测量精度。在有带、链传动的实验装置中，为防止径向力直接作用在传感器上影响传感器测试精度，在传感器前加一个过度节模块。安装完毕，正式实验前一般应开机试运转几分钟至半小时，考核设备安装可靠程度，发现异常振动和噪音等应立即停机予以排除。
机械制造技术基础-A-实验指导书
目录实验一车刀几何角度测量实验二车床三箱结构认识实验三滚齿机的调整与加工实验四机床工艺系统刚度测定实验五加工误差统计分析实验一车刀几何角度测量( 2 学时）一、实验目的1、加深对刀具几何角度及各参考坐标平面概念的理解；2、了解万能量角台的工作原理,掌握刀具几何角度的测量方法;3、学会刀具工作图的表示方法.二、实验设备1、万能量角台一台.2、测量用车刀若干把.三、实验原理刀具几何角度的测量是使用刀具角度测量仪完成的,刀具角度测量仪即万能量角台的测量原理如图1—1所示，立柱式万能量角台主要由台座、立柱、垂直升降转动套、水平回转臂、移动刻度盘和指度片等零件组成。
松开侧锁紧螺钉，可使垂直升降转动套带动水平回转臂上下移动,松开前锁紧螺钉,可使水1。
台座 2。
立柱 3.前锁紧杆 4.滑套 5. 侧锁紧螺杆 6.挡片 7.水平转臂 8。
挡片 9。
移动刻度盘10。
指度片 11。
紧固螺钉 12.定位销钉图1-1 万能量角台示意图平回转臂和移动刻度盘绕水平轴转动。
移动刻度盘可沿着水平回转臂上的水平槽水平移动，并根据测量需要紧固在某一确定位置。
指度片可绕螺钉销轴转动，其底部靠近被测量的表面，指针指示测量角度.用上述这些零件位置的变动，即可实现各参考平面内刀具角度的测量。
测量时,刀具放在台座上，以刀杆的一侧靠在两定位销内侧定位。
四、实验内容1)测量主偏角滑套上的“0”刻度对准立柱上的标定线,测量时只可上下移动，不得转动。
转动水平回转臂，使其上的“0”刻度线对准滑套上的标定线。
调整测量指度片，使指度片的底面与主切削刃重合，制度片的指针所指的角度为主偏角. 2）测量负偏角方法同上,只是让指度片的底面与副切削刃重合，指针所指读数为负偏角. 3）测量前角滑套上的“0”刻度对准立柱上的标定线后，再把滑套相对于标定线顺时针转动一个主偏角的余角，转动水平回转臂，使水平回转臂上的“90”刻度线对准滑套上的“90”刻度线,调整指度片，使指度片的底面与前刀面重合，制度片的指针所指的角度为。
机械制造基础综合实验报告
学生 学习 心得
学生（签名）： 年月日
本人郑重声明所呈交的实验报告是本人在指导教师指导下进行的研究工作及
诚信 承诺
取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同学对本文研究所做的贡献 均已在报告规程设计
1.1实验目的
1.运用机械制造技术课程中的基本理论和实践知识，正确地解决一个零件在加 工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等。 2.对一个零件可以确定出多种工艺路线，并进行择优选取。 3.提高学生实践能力与理论能力的结合。
1.2实验要求
能够正确选择定位基准；能够根据工件各加工表面的技术要求和规定的生产 条件合理选择表面加工方案并且确定工艺路线；能够运用查表的方法为各加工表 面确定加工余量；能够运用尺寸链理论解工序尺寸及公差；能够运用规定的定位 夹紧符号，正确绘制工序图，并能正确标注工序尺寸、尺寸公差、形位公差和表 面粗糙度。
3.然后加工其他位置的尺寸如162、86、93等尺寸
4.最后加工零件的其它圆角和倒角
1.4实验心得
在此次实验中，我运用机械制造技术课程中的基本理论和实践知识，正确地 解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定。学会了 对一个零件工艺路线的确定，并进行择优选取。这让我的实践能力与理论能力得 到了结合，能够更熟练的运用工艺知识。能够正确选择定位基准；能够根据工件 各加工表面的技术要求和规定的生产条件合理选择表面加工方案并且确定工艺 路线；能够运用查表的方法为各加工表面确定加工余量；能够运用尺寸链理论解 工序尺寸及公差；能够运用规定的定位夹紧符号，正确绘制工序图，并能正确标 注工序尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。此次实验让我受益匪浅。
重庆大学机械基础实验报告
n2=＿＿＿＿；n3=＿＿＿＿；
M2=＿＿＿＿；M3=＿＿＿＿；
Ⅱ轴旋向＿＿＿＿；Ⅲ轴旋向＿＿＿＿；
1.2在下图中z1=20、z2=40、z3=20、z4=60Ⅰ轴转速n1=1440（r/min）,主动齿轮转矩M1=2.3（N.m），计算传动比i12、i13、i14、i24，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴转速、转矩及旋向。
i12=＿＿＿＿；i13=＿＿＿＿；
n2=＿＿＿＿；n3=＿＿＿＿；
M2=＿＿＿＿；M3=＿＿＿＿；
Ⅱ轴旋向＿＿＿＿；Ⅲ轴旋向＿＿＿＿；
2.说明多轴传动系统的安装和调整过程
3．多轴传动的测试与分析
任选上面提供的二种安装形式（建议一种为纯齿轮传动、一种为带齿轮传动）进行安装和测试。分别测量
3.1、在空载时，各轴的转速。空载噪声。
3.2、在额定负载时，各轴的转速。工作噪声。
3.3、在额定转速时，负载变化对各轴的转速的影响。
自行设计表格并记录。
4.通过以上的测试，对测试数据及现象运用所掌握的知识进行分析并写出实验报告。（空间不够请自行加纸）
任务二曲柄滑块机构的应用与测试
1.齿轮传动-对心曲柄滑块机构传动系统测试
1.1将电机插头插入控制器指示的位置，解除安全开关，启动电机，待电机匀速运动后，将电机转速调至1000（r/min）。
分别测量主动轮的转速n1、从动轮的转速n2、电机电流I1、曲柄的转速n2/、摇杆的摆角ψ、连杆中点的加速度a中、摇杆最高点的加速度a摇基座的振动a基，滑块的速度，位移及加速度及噪声并记录于下表
n1
n2
I1
n2/
ψ
a中
a基
噪声
注：摇杆的摆角ψ需停机后用量角器手动测量。
机械制造基础实验指导书
机械制造基础实验指导书实验一：手工电弧焊实验目的了解手弧焊的基本理论，熟练掌握手工电弧焊的基本操作及焊接规范参数调整的方法。
观察焊接电流，焊接电压及焊条直径对焊缝成型的影响。
实验内容焊条类型的选择及焊接规范的正确预置，各种焊接位置的操作及焊接规范对焊接成型的影响。
实验要求1、在5秒钟内完成引弧，并建立稳定电弧。
2、能够将一根完整的焊条不断弧烧完。
3、焊缝熔宽、堆高均匀，无气孔、夹渣。
4、测试分析焊接电流对焊缝成型的影响。
5、其它同学观看电弧形态实验装置1、电焊机1台2、焊板若干3、焊条若干4、锤1把5、砂纸、钢丝刷 1把6、钢板尺1只实验步骤1、按下图将电焊机接好：12、选定焊条类型及直径。
3、预调焊接电流值。
4、采用短路或划擦方法引燃电弧。
实验数据及处理1、选择几组成型最好的焊接数据记录下表中。
2、记录所选焊件的堆高、熔宽、气孔、夹渣等。
电弧电压电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽电弧电流成型分析堆高熔宽电弧电压电弧电流成型分析堆高熔宽实验报告要求1、按以上记录说明最佳规范的参数。
2、分析手工电弧焊设备及工作原理。
3、说明焊接电流的调整方法。
4、说明手工电弧焊常见缺陷的种类。
2实验二： CO2气体保护焊接实验实验目的了解气体保护焊的基本理论，熟练掌握CO2焊接的基本操作及焊接规范参数的调整方法。
CO2电源与普通手工电弧焊电源的区别。
观察熔滴过度特点。
实验内容正确安装焊丝及焊接规范的正确预置，保护气体流量调节，短路过渡时可用全位置焊接及不同焊接电流对成型的影响。
实验要求1、能够使电弧稳定燃烧。
2、观察熔滴的过渡形态3、焊缝宽度、堆高均匀无气孔、夹渣。
实验装置1、电焊机2、焊板3、焊丝4、砂纸铁刷5、CO2气6、钢板尺1台若干 1盘 1把 1瓶 1把实验步骤1、按下图将电焊机接好。
2、预装已选定的焊丝。
33、预调焊接电压和焊接电流。
4、打开保护气减压阀。
实验数据及处理1、选择几组成型最好的焊件并将焊接数据记录下表中。
机械制造基础实验要点
机械制造基础实验(铸造、锻压、焊接、切削加工)指导书浙江科技学院金相、焊接、切削实验室目录前言实验一先进焊接技术--------------------------------------------------------------------------- 1 实验二焊接接头的组织和性能--------------------------------------------------------------- 4 实验三焊接试样的显微硬度试验------------------------------------------------------------ 7 实验四车刀几何角度的测量------------------------------------------------------------------ 10实验报告的撰写--------------------------------------------------------------------------------------- 12前言机械制造基础二(铸造、锻压、焊接、切削加工)是在若干基础科学和生产实践的基础上发展起来的一门学科，他的一些主要理论都是通过实验并总结了实验的规律而建立起来的。
实验能力的培养，是工科各专业的主要教学任务之一。
工程技术问题的研究，不外乎教学方法和实验方法，必须把两者有机地结合起来，才能取得理想的成果。
机械制造基础二实验由三部分组成：实验一由李勇老师负责编写，在焊接实验室完成。
实验二、实验三由喻彩丽老师负责编写，在金相实验室完成。
实验四由凌伟老师负责编写，在切削实验室完成。
浙江科技学院机电系2003年3月实验须知1．实验前必需预习实验指导书，了解实验目的、原理及实验步骤。
2．按时叁加实验，不得迟到和缺席。
因故不能叁加实验者，应事先向实验指导老师办理请假手续。
3．进入实验室，应衣着端正，保持室内安静，不准随地吐痰、吸烟、乱抛纸屑。
机械制造技术基础(1-4章,重庆大学,刘英)
零件的 常用表面
平面 圆柱面
圆锥面 成型表面 特殊表面
图2-1 机器零件上常用的各种典型表面
2. 工件表面的形成
工件表面可以看成是一条线沿着另一条 线移动或旋转而形成的。并且我们把这两
条线叫着母线和导线，统称发生线。
例、工件表面的形成
导线 母线
母线 导线
母线 导线 母线
合成切削速度ve：就是切削刃选定点相对
于工件的合成切削运动的瞬时速度。
图2-6 外圆车削时的加工表面、切削用量与切削层
二、切削运动与切削要素
3.切削层参数 切削层：切削过程中，由刀具的一个 单一动作
所切除的工件材料层。 切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该
合件1 组件1
合件2
组件2
合件3 组件3
部件1部件2部源自3机器汽车的组成：
汽车
发动机部件 变速箱部件
驱动桥部件
曲轴组件 连杆活塞组件 凸轮轴组件
转向器部件 车架 车厢 驾驶室
发动机缸体 发动机缸盖 飞轮 机油泵组件
连杆合件 连杆盖 活塞环
连杆体 铜套
活塞销 活塞
机器的组成： 零件
合件1 组件1
合件2
导线 母线
导线 导线
导线
导线 母线
母线
图2-2 组成工件轮廓的几何表面
3.发生线的形成
1) 成型法——利用成形刀具来形成发生 线，对工件进行加工的方法。
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
2) 轨迹法——靠刀尖的运动轨迹来形成 所需要表面形状的方法。
图2-3 形成发生线所需的运动
3.发生线的形成
刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述， 单位为mm / str。
机械制造基础实验指导书
实验一 材料的金相显微组织观察1.1 实验目的1、了解金相显微镜的结构及原理；2、熟悉金相显微镜的使用与维护方法； 1.2 金相显微镜的原理、构造和操作方法金相分析是研究工程材料内部组织结构的主要方法之一，特别是在金属材料研究领域占有很重要的地位。
而金相显微镜是进行金相分析的主要工具，利用金相显微镜在专门制备的试样上观察材料的组织和缺陷的方法，称为金相显微分析。
显微分析可以观察，研究材料的组织形貌、晶粒大小、非金属夹杂物在组织中的数量和分布情况等问题，及可以研究材料的组织结构与其化学成分之间的关系，确定各类材料经不同加工工艺处理后的显微组织，可以判别材料质量的优劣等。
1、金相显微镜的工作原理显微镜的简单基本原理如图1.1所示。
它包括两个透镜：物镜和目镜。
对着被观测物体的透镜，成为物镜；对着人眼的透镜，成为目镜。
被观测物体AB ，放在物镜前较焦点F 1略远一点的地方。
物镜使AB 形成放大倒立的实像A 1B 1，目镜再把A 1B 1放大成倒立的虚像A ’1B ’1，它正在人眼明视距离处，即距人眼图1.1 显微镜成像光学简图 图1.2 物镜的孔径角250mm 处，人眼通过目镜看到的就是这个虚像A ’1B ’1。
显微镜的主要性能有：① 显微镜的放大倍数：它等于物镜与目镜单独放大倍数的乘积，即物镜放大倍数M物＝A 1B 1/AB ；目镜放大倍数M 目＝A ’1B ’1 /A 1B 1；显微镜的放大倍数M ＝A ’1B ’1 /AB ＝M 物×M目。
② 显微镜的鉴别率：指显微镜能清晰地分辨试样上两点间的最小距离d 的能力，d 值越小，鉴别率就越高。
它是显微镜的一个重要性能，取决于物镜数值孔径A 和所用光线的波长λ，可用如下的式子表示：d ＝λ/2A③ 物镜的数值孔径：它表示物镜的聚光能力，其大小为：A ＝n ×sin α式中：n ——物镜与试样之间介质的折射率；α——物镜孔径角的一半(见图1.2)。
机械制造基础实验报告册
二、检测步骤 1、在《零件尺寸测量与检验组合训练装置》中找出轴、轴套零件，按图 2-2 组装好； 2、在《零件尺寸测量与检验组合训练装置》中找出图纸二、三，把轴与孔相对应的配
15 组装好； 2、在《零件尺寸测量与检验组合训练装置》中找出图纸六和图纸八，把内外花键的大
径、小径和键宽相对应的配合尺寸及公差代号标注在图 3-15 中；
图 3-15 花键配合图
3、大径配合尺寸检测 1) 在图 3-16 中画出大径配合公差图，并确定其配合性质。
7
图 3-16 大径配合公差图
2）将大径配合公差值及配合性质填入表 3-7 中；
三检测步骤1观察平面端铣削表面粗糙度对比样块在零件表面粗糙度对比与检验实训组合装置中找出平面端铣削表面粗糙度对比样块在表21中填入其名称作用及rara值2零件表面粗糙度对比在零件表面粗糙度对比与检验实训组合装置中找出平面端铣削检验零件端铣1端铣2端铣3端铣4分别与平面端铣削表面粗糙度对比样块对比将对比结果填入表22表22检验零件20实验十三液压传动实验实验日期
实验一 游标卡尺检测零件长（宽、高）度尺寸
实验日期： 年 月 日 评阅：__________ 成绩：
一、实验目的 1、掌握游标卡尺测量零件长（宽、高）度尺寸的方法和技能； 2、能正确判断零件长（宽、高）度尺寸是否合格。
二、实验步骤 1、在《零件尺寸误差测量与检验》组合训练装置中找出检测工具，并在表 1-1 中填入
3
8、自测实测尺寸：__________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________ 。将测量结果填入表 1-7 自测实测尺寸栏中；
《机械基础实验》学习指南
《机械基础实验》学习指南实验教学与理论教学不同，重在动手能力、分析问题和解决问题的能力培养，为使学生在上试验课前，对所进行的实验足够的认识。
根据实验教学的特点，本学习指南由两部分构成：1.介绍实验中心各实验室设备及开设的实验；2. 针对综合设计性实验和研究创新性实验提供实验指南。
结合实验教材的实验指导书、实验报告，学生可在实验前进行有成效的预习，也可根据预习时的疑问和实验后对个别问题需作进一步的探讨，来实验室验证。
实验室全天对外开放，欢迎学生前来实验室进行基于问题的探究性学习研究。
第一部分实验中心介绍1.1概述重庆大学机械基础实验中心于2006年由教育部批准为首批机械类国家级实验教学示范中心，《机械基础实验》课程2008年由教育部批准为国家级精品课程。
中心与课程转变实验教学观念，坚持实验教学与理论教学相结合、与科学研究相结合，注重实践和创新能力培养的建设思路，深入进行实验教学体系、内容和方法的改革，坚持以学生为本，重点研究开发创新性实验项目及其实验设备，探索创新实验和实践教学新方法,努力构建课内外结合、开放运行的机械基础实验教学平台。
1.2 实验室介绍实验中心由以下实验室构成：机械性能测试与综合分析实验室机电流体传动控制实验室机械创新设计实验室机械精度测试测绘实验室机械设计展示与分析实验室机械原理展示与分析实验室工程综合实践室1.2.1机械性能测试与综合分析实验室为学生提供对机构、机械传动系统及运动和动力参数、性能测试分析的实验条件。
主要设备有：机械传动性能测试试验台、动平衡机、液体动压滑动轴承试验台、轴系结构设计装置、各种折装用减速器、典型机械系统综合测试实验台、带链传动性能测试实验台等。
开设机械传动性能测试、机械动平衡等实验，滑动轴承实验、轴系结构实验、机械系统性能综合测试与分析等，提供现代测试技术的设备、和研究场地。
机械性能测试与综合分析实验室一角JLC-B型机械传动性能测试实验台带链传动性能测试实验滑动轴承实验台机械传动性能测试试验台新型机械式无级变速器测试机械拆装及结构分析轴系结构设计装置YYH-300硬支承动平衡机RYQ-10软支承动平衡机1.2.2机电流体传动及控制实验室开设“机电流体综合控制实验”,包括电控、气动等综合控制实验。
机械制造基础实验报告
实验一硬度试验
班级姓名学号实验日期：指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果
1.根据选用的试验规范和记录数据,填写下表。
（1）布氏硬度
（2）洛氏硬度
2.根据实验测得的硬度值,分析退火状态碳钢的含碳量与硬度间的关系,并画出其关系曲线图。
实验二铁碳合金平衡组织的显微分析班级姓名学号
实验日期：指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果
实验三碳钢的热处理班级姓名学号实验日期：指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果
（一）实验数据记录与整理
（二）分析结果
实验四刀具几何角度测量班级姓名学号
实验日期：指导教师
一、实验目的
二、实验装置
三、实验结果。
机械制造基础实验
实验一刀具认识实验报告一、实验目的1、了解常用刀具的结构型式；2、掌握常用刀具切削部分构成要素。
二、实验要求1、熟悉实验台摆设的刀具类型、用途；2、掌握其中两把刀具的切削部分构成要素；3、画出普通外圆车刀轴测投影图；三、回答问题1、指出所见车刀、铣刀的类型与还看见了哪些刀具？1、车刀：外圆车刀、内孔车刀、端面车刀、切断车刀、螺纹车刀；2、铣刀：圆柱铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀、模数铣刀、单角铣刀、铣刀；3、钻头：麻花钻、中心钻；4、螺纹刀具：丝锥、板牙；2、指出所见钻头刀具的切削部分构成要素名称轴测投影图普3、画出普通外圆车刀轴测投影图实验二 普通车床结构剖析实验报告一、 实验目的1、了解机床的用途以与机床的主要技术性能。
2、了解和分析机床主要零部件的构造和工作原理。
二、实验设备：普通CA6140车床普通车床是能对轴、盘、环等多种类型工件进行多种工序加工的卧式车床，常用于加工通 外 圆 车 刀工件的内外回转表面、端面和各种内外螺纹，采用相应的刀具和附件，还可进行钻孔、扩孔、攻丝和滚花等。
普通车床是车床中应用最广泛的一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平方式放置故称为卧式车床。
三、实验内容与步骤1、结合金工实习车间的车床，介绍车床的用途、工作原理与结构组成。
（1）挂轮架了解挂轮架的构造、用途和调整方法。
（2）进给箱结合进给箱展开图与传动系统图，观察基本组、增倍组操纵机构，螺纹种类转换机构以与光杆、丝杆传动的操纵机构。
（3）溜板箱纵向、横向的机动进给与快速移动的操纵机构，丝杆、光杆进给的互锁机构，对开螺母机构和超越离合器与过载保险装置。
（4）刀架刀架总体是由床鞍、横刀架、转盘、小刀架与方刀架五部分组成，结合这些部件的结构分析其工作原理。
（5）尾架观察尾架的构造、尾架套筒的确夹紧方法，尾架套筒与机床主轴中心线同轴度的调整方法。
（6）床身了解床身的结构，床身等导轨分几组。
四、回答问题1、简述普通车床的主要组成部件与作用？普通车床由床身、床头箱、变速箱、进给箱、光杆、丝杆、溜板箱、刀架、床腿和尾架等部分组成。
机械制造技术基础实验指导书正文
6
图 1.16 扩孔钻
图 1.17
图 1.18
7
(7)、镗刀 镗刀是对工件已有孔进行再加工的刀具，可加工不同精度的孔，加工精度可达 IT7~IT6 级，表面粗糙度 Ra 达 6.3μm~0.8(0.4)μm。镗刀也就是安装在回转运动镗杆 上的车刀。可分为单刃和多刃镗刀。 （见图 1.19） 。
图 1.19 镗刀 （三）认识铣刀 铣削是应用非常广泛的一种切削加工方法，不仅可以加工平面、沟槽、台阶，还可 以加工螺纹、花键、齿轮及其他成形表面。铣刀又是一种多刃刀具，铣削速度较高且无 空行程，因此是一种高效率的切削加工方法。
图 1.12
图 1.13
4
扁钻有整体式和装配式两种。前者适于数控机床，常用于较小直径(＜φ12mm)孔 加工，后者适于较大直径(＞φ63.5mm)孔加工。 （2） 、麻花钻（见图 1.14）
图 1.14
标准麻花钻
(3)、中心钻(见图 1.15) 中心钻是用来加工轴类工件中心孔的，有三种结构形式：带护锥中心钻(见图 1.15(a))．无护锥中心钻(见图 1.15(b)),弧型中心钻(见图 1.15(c))。
图 1.27 滚压螺纹
图 1.28 搓丝
（五）认识齿轮刀具 齿轮刀具的种类繁多, 按齿形形成原理分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具； 按被加 工齿轮分为渐开线齿轮刀具和非渐开线齿形刀具。 1、 成形齿轮刀具 成形齿轮刀具的齿形或齿形的投影与被加工直齿齿轮端面槽形相同。 常用的有： 盘 状齿轮铣刀和指状齿轮铣刀， 此外还有大量生产中使用的齿轮拉刀和插齿刀盘等。 用盘 状或指状齿轮铣刀加工斜齿轮时，被加工齿槽任何剖面中的形状并不和刀具齿形相同， 被加工齿轮齿面任何一处的形状都不是由刀具的一个刀齿切成的， 而是由刀具若干刀齿 齿形运动轨迹包络而成， 这种加工方法称为无瞬心包洛法。 由于其刀具结构与成形铣刀 相同，故将此类齿轮加工刀具归于成形齿轮刀具中。 2、展成齿轮刀具 展成齿轮刀具齿形或齿形的投影， 均不同于被切齿轮齿槽任何剖面的形状。 切齿时， 除刀具作切削运动外，还与工件齿坯作相应的啮合(展成)运动，被切齿轮齿形是由刀具 齿形运动轨迹包络而成。插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、弧齿锥 齿轮铣刀盘等均属展成齿轮刀具。但展成法加工齿轮需专门的齿轮加工机床(如：滚齿 机、插齿机等)，且机床调整也较复杂，故只宜在成批生产中使用。 3、渐开线齿轮刀具 (1)加工圆柱齿轮的刀具:如齿轮铣刀（图 1.29） 、齿轮拉刀、齿轮滚刀(图 1.30)、 插齿刀(表 1.1)、梳齿刀(齿条刀)、剃齿刀（图 1.31）等； (2)加工蜗轮的刀具：如蜗轮滚刀(图 1.32)、蜗轮飞刀和蜗轮剃齿刀等； (3)加工锥齿轮的刀具： ①加工直齿锥齿轮的刀具；如成形铣刀、成对刨刀和成对盘铣刀；
机械工程测试技术及机械制造基础实验指导书资料
机械工程测试技术及机械制造基础实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制霍尔传感器静态特性特性曲线，掌握数据处理方法。
二、实验原理当保持元件的控制电流恒定时，元件的输出正比于磁感应强度。
本实验仪为霍尔位移传感器。
在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件控制电流I不变时，Vh与B成正比。
若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数，则当霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K，K为位移传感器输出灵敏度。
霍尔电动势与位移量X成线性关系，霍尔电动势的极性，反映了霍尔元件位移的方向。
三、实验步骤1.有关旋钮初始位置：差动放大器增益打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置±2V档。
2.RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。
3.差动放大器调零，按图6－2接好线，装好测微头。
4.使霍尔片处于梯度磁场中间位置，调整RD使电压表指示为零。
5.上、下旋动测微头，以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm，从离开电压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动，建议每0.5mm读一数，记下电压表指示并填入下表6.用以上的位移和输出电压数据，绘出霍尔传感器静态特性的位移和输出电压特性V-X曲线, 指出线性范围。
7.将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点联线的斜率，即得到灵敏度值。
实验可见：本实验测出的实际是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它们的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。
实验二、电容传感器的直流特性1.实验内容：加深对电容传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制电容传感器静态特性曲线，掌握数据处理方法。
2.实验步骤1.按图7－1差动放大器“+”、“－”输入端对地短接，旋动放大器调零电位器，使低通滤波器输出为零。
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目录
●课题研究的背景及意义 (3)
●课题研究现状分析 (3)
●课题研究方案介绍 (4)
●实验结果 (15)
●数据处理 (14)
●实验总结 (16)
课题的研究背景及意义
背景：
高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。
在常规切削加工中备受困扰的一系列问题，通过高速切削加工的应用得到了解决。
近年来，由于变频控制的广泛应用，使得以高速电主轴为主导的高速切削技术迅速成为科学研究的焦点，从而进一步推动了高速加工技术的发展。
高速加工保证了加工精度，同时又提高了加工速度，因此，许多高级的制造业对此都很急需。
目前，高速加工已具备广阔的发展前景，以及一定的发展条件。
比如，航空航天业以及模具加工制造业就是高速加工的两个重要应用领域。
航空制造业虽然在20年前就进行铝件的高速加工，但一直未得到重视，随着科技的发展，产品的多样化小批量切削加工大量增加，保证高效率切削加工的同时达到高精度是高速加工的重要发展倾向。
世界各大机床制造国如美国、德国、日本等对此进行了大量研究，并不断的推出高技术的高精度高速加工机床。
近年来，国内高速电主轴研究已有较快发展，但与国外发达国家相比，还存在较大差距，因此，进一步研究高性能的主轴产品具有重大意义，本课题便是在此背景下进行的。
意义：
随着高速加工的迅速发展，对数控机床电主轴的要求也越来越高，从电主轴的结构特点分析，电动机的定子直接安装电主轴内，这对电动机的散热极其不利，热量积聚所引起的主轴热变形将严重降低机床的加工精度，所以，温升是衡量主轴高速性能的一个重要指标，过高的温度会影响主轴的旋转精度。
严重时会使轴承烧伤，所以主轴的热性能是制约其提高转速的重要因素之一。
课题研究现状分析
国际上Bernd Manns和Jay.f.tu建立了一个高速电主轴的热模型，此模型从功率分配角度来研究主轴的热源和散热，从而对主轴的传热机制进行理论计算和实际测验。
Chi-Wei.Lin等研究了在高速运转状态下主轴轴承所产生的离心力和陀螺力矩对轴承温升的影响，并因此建立高速电主轴轴承的热-机-动力学模型，定量描述了热变形引起的轴承预紧力对轴承整体刚度和整个主轴动态性能的影响。
以及高速旋转离心力和陀螺力矩的影响和主轴单元动态性能对切削区的影响。
Creighton等描述了一种可以因热导致的加工误差的主轴的热位移补偿方法，该方法本质上是简单的，且容易应用在使用较少投资的工业环境里。
国内的相关研究也有一定进展，蒋兴奇等考虑轴承载荷和变形的非线性特性以及热摩擦影响下，建立了主轴热变形和固有频率的计算模型。
何晓亮等将高速电主轴的轴承、轴承座和主轴作为一个整体，运用节点网络法建立
了轴承、主轴、轴承座的温度计算模型。
肖曙红等从理论上分析高速角接触球轴承的受力，计算滚珠与滚道的接触负荷，在此基础上，计算了轴承的摩擦发热，编写了高速角接触球轴承的计算机程序。
综上所述，要全面的描述高速电主轴的温升性能，需研究电主轴的实际运行状态。
课题研究方案介绍
电主轴简介概述：
电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”。
由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域非常广泛，特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。
于是，具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。
目前，国内外各著名机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构，特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中
工作原理：
电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。
实验装备：高速电主轴，ua306j数据采集器，电涡流传感器，热电偶，温度传感器及送变器，空气压缩机，油箱，信号采集系统，油雾发生装置，油水分离器等。
高速电主轴简图
热电偶探测位置
此即为本次试验的测试主体，电流导通时主轴开始高速旋转，图片上两条传感器传递温升信息，最终结果在电脑显示屏上显示。
高速电主轴实物图正面
高速电主轴实物图后面
信号采集系统
在此信号采集系统的操作页面上通过简单操作显示温升信号，该系统从传感器等被测单元中自动采集信息。
数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。
ua306j数据采集器:
电涡流传感器
热电偶的工作原理是：
两种不同成份的导体，两端经焊接，形成回路，直接测量端叫工作端（热端）接线端子端叫冷端，当热端和冷端存在温差时，就会在回路里产生热电流，接上显示仪表，仪表上就会指示所产生的热电动势的对应温度值，电动势随温度升高而增长。
温度传感器（左）和电涡流传感器（右）
导轨（隔离）温度变送器
●空气压缩机
✧主要技术指标：
1、输入：热电阻Pt100
2、输出：在量程范围内输出4～20mA直流信号可与热电阻温度计的输出电阻信号成线性，可与热电阻温度计的输入温度信号成线性；
3、基本误差：±0.2%
4、传送方式：二线制
5、工作电源电压DC24V。
✧pt100热电偶技术参数：
量程：0-150度。
它是将原动的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。
由以下系统组成:油循环系统、气路循环系统水路循环系统、配电系统、屏保护系统、直流电源系统、DTC控制系统。
油箱
冷却油箱
油液经过电主轴循环之后，带走电主轴旋转产生的热量将会发热，因此在油液再次进入循环之前需使其在图示冷却油箱中先冷却。
图示油箱缺点是：在油液冷却过程中因为与外界接触会受污染而影响冷却效果甚至影响主轴运转效率。
油雾发生装置
介于主轴运转速度高的特点，选择油雾润滑。
油雾润滑是一种先进的润滑方式,与传统润滑方式相比,能够使设备达到高效率、低故障、节能与环保运行。
润滑系统可连续、高效地自动将润滑油雾化成小颗粒，并精确地将新鲜、洁净的雾状润滑油传送到多个润滑点，均匀的覆盖被润滑部件，对部件进行润滑和冷却。
油雾喷嘴可根据被润滑体的运转速度选择适应的类型，每台润滑器可带多个喷嘴。
油水分离器
实验装置连接示意图
实验说明：
本实验是利用上述装置测高速株洲的温升实验，实验在室温条件下进行，分别测定主轴转速在2000r/min，4000r/min，6000r/min，8000r/min，10000r/min 条件的主轴温度.本小组测定6000r/min的温升，样频率10000HZ。
实验结果：
由于数据太多，不一一列出，格式如下：
数据处理：
数据加全求平均处理如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 组/
均值
前轴 1.28 1.28 1.30 1.30 1.30 1.30 1.31 1.31 1.31 1.32 后轴 1.27 1.28 1.29 1.29 1.29 1.29 1.30 1.30 1.31 1.33
11 12 13 14 15 16 17 18 19
前轴 1.32 1.32 1.32 1.33 1.32 1.33 1.32 1.30 1.31
后轴 1.31 1.32 1.31 1.32 1.31 1.33 1.31 1.29 1.30
数据分析：
实验开始温度不是从室温开始的，是由于在测量4000r/min的温度升温后没有经过完全冷却，随着时间的增加，温度（电压）逐渐上升，在15分钟后将趋于稳定状态.
实验总结：
本次试验了解了从高速电主轴的从设计到工作的过程，以及告诉电主轴在高速转动情况下会出现的问题，本实验主要是探究主轴的温升，温度过高对材料的影响较大，从而影响主轴的工作性能，所以如何减少主轴的产热和增加主轴的散热成一大难题，在今后研究高速主轴温升是一个科学研究方向。