机械工程基础实验指导书

机械工程基础实验指导书机电一体化教研室编福建工程学院目录实验一液压系统组成及工作原理实验·············（1）实验二液压系统中工作压力形成原理实验·········（3）实验三液压泵阀拆装实验························（9）实验四传动机构装置演示实验······················（11）实验五典型机床认识实验·······················（15）实验一液压系统组成及工作原理实验一、实验目的通过液压系统实验合的操作演示，加深理解液压系统的工作原理，分析液压系统的组成，各部分的作用，了解液压传动的优缺点。二、实验内容1、观察液压系统实验台的组成，各液压元件的外型及连接。2、掌握液压泵启动、停止开关的控制操作。3、各种液压阀的操纵。4、执行元件推力（转矩）、速度（转速）、方向（转向）的控制操作。三、实验方案1、液压泵的启动和停止先将溢流阀调压手柄放松，节流阀手柄关紧。启动液压泵电机，调整溢流阀调压手柄，至压力表压力达到0.8MPa。2、液压缸运动速度、方向的控制手动按钮控制电磁换向阀通电，慢慢打开节流闷，使活塞杆右行（或左行），开大（或关小）节流阀开口，观察活塞杆运动速度的变化。改用电气行程开关控制电磁换向阀通电，重复上述过程。3、液压马达转速的控制慢慢打开节流阀，使液压马达开始转动，开大（或关小）节流阀开口，观察液压马达转速的变化。液压传动实验报告（一）实验名称：液压系统组成及工作原理实验指导教师（签名）：实验日期：年月日系，专业，班，姓名：＿＿＿学号：一、实验内容二、实验设备三、思考题1、液压系统由哪几部分组成？各部分的作用？实验二液压系统中工作压力形成原理实验一、实验目的容积式液压传动中，工作压力的大小决定于外加负载，即决定于油液运动时所受的阻力。本实验通过各种负载对液压缸工作压力的影响，深入理解液压系统中工作压力和外加负载的关系，分析液压系统中的负载体现在哪些方面，进而理解液压系统中工作压力的组成：有效工作压力和压力损失（无效工作压力）。二、实验内容（一）液压缸中摩擦阻力变化时，对液压缸工作压力的影响液压缸的摩擦阻力指活塞与缸筒内壁和活塞杆与端盖密封处的摩擦阻力。活塞杆与端盖密封处的摩擦阻力，在实验装置中是可调的，以轴向机械力压紧或放松V形橡胶密封圈，从而改变摩擦阻力。摩擦阻力是液压缸的无效负载。此处，无效负载以液压缸工作腔的表压形式表示。液压缸的工作压力是指其工作腔的压力。活塞上行时下腔的表压P即为该液压缸的工作压力。液压缸的有效压力指其工作腔的压力与摩擦负载产生的（无效）压力之差。同时，通过实验可进一步加深对动、静摩擦阻力概念的理解。实验应在外加重力负载和液压阻力不变的情况下进行。（二）液压缸的外加负载变化时，对液压缸工作压力的影响实验应在正常摩擦阻力（使V形橡胶密封圈轻轻压紧）的情况下和液压阻力不变的情况下进行。外加负载指直接加在活塞杆上的有效负载一祛码。实验装里中液压缸铅直布局，砝码可直接作为外加负载使液压缸做出有效功。如加不同数里的祛码，即可有级的改变负载值。这样，可以通过增减祛码的数量来研究外加负载对液压缸工作压力的影响。（三）多缸并联系统中外加负载不同时，对系统工作压力的影响实验装里中采用三个液压缸的并联油路，在摩擦阻力和液压阻力基本相同的情况下，对三个液压缸施加不同的外加负载，系统启动进行观察，分析它们的运动状态和实验系统泵压调节的最低值。图2-1液压系统中工作压力形成原理实验液压系统原理图三、实验方案（参见图2-1)实验前的调试：系统启动前，先将调速闷5、6关死，并将溢流阀4手柄放松，然后启动液压泵，压紧溢流阀4调压手柄，调整压力至1.8MPa，再慢慢打开调速阀6。节流阀8、9和10均开至最大，不加砝码，扳动二位四通电磁阀7开关，使活塞往复运动到头，进行3～5次，排除系统内的空气。此时活塞运动速度不宜太快，应使其在端部冲击声最小且有充分时间在活塞单向行程中观察出压力表值。注：一块砝码重量100N。液压缸内径D＝40mm，活塞杆直径d=30mm。（一）液压缸中摩擦阻力变化时，对液压缸工作压力的影响1、从液压缸11、12和13中，任选一个缸（如缸11)作为实验缸，其它两缸油路应关闭（此时不要再动溢流阀4、调速阀6和节流阀8）。通过二位四通电磁阀7，使活塞处于下位，将实验缸下端盖处的调节螺母放松后再轻轻压紧。2、用电磁阀7使活塞上行，先观察清楚各有关压力表值的变化情况，再记下此时P1、P6和P8的压力值。通过电磁阀7，再使活塞处于下位。3、分多次，逐步旋紧实验缸下端盖处的调节螺母，重复上步2，至少作3次。记录下实验数据。4、上述实验完毕后，用电磁阀7使活塞处于下位，将液压缸下端盖处的调节螺母放松，然后再轻轻压紧，恢复正常状态。（二）液压缸的外加负载变化时，对液压缸工作压力的影响1、在实验缸的祛码托盘上，分别挂上不同的祛码，重复上述（一）中2的步骤，至少作3次。记录下实验数据。2、上述实验完毕后，取下祛码。（三）多缸并联系统中外负载变化时，对系统工作压力的影响1、使11、12和13缸的活塞全部处于下位，分别调节下缸盖处的调节螺母，使三个缸的摩擦阻力基本相等，在外加负载相同的情况下记录下三个缸起动时和运动中的压力（数值应当接近）。2、将溢流阀4调至三缸并联系统的最大负载所需的最低压力（实验者确定）。给三个缸分别施加不同的砝码重量，下腔通压力油，使活塞向上运动，分别记录三个缸的运动顺序，速度快慢及各缸运动时相应的工作压力P8、P9和P10（注意记录各缸的压力变化情况）。再使活塞处于下位。3、改变各缸的砝码重量，重复上步2，至少作3次。注意事项：调速阀6正常工作需要有△p＝0.5MPa的压力差，因此计算泵的出口工作压力即溢流阀4调定的最低值P1时，要将△p计入：液压传动实验报告（二）实验名称：液压系统中工作压力形成原理实验指导教师（签名）：实验日期：年月日系，专业，班，姓名：＿＿＿学号：一、实验内容二、实验设备三、实验记录表格数据整理四、思考题1、通过实验，说明液压系统的工作压力由什么决定？2、本实验装里的多虹并联系统中当负载不同时，出现什么样的顺序动作？3、分析液压系统工作时，泵的物出压力与实验缸工作腔的压力是否相同？为什么？实验二液压系统中工作压力形成原理实验记录表格实验内容：液压缸中摩攘阻力变化时，各测点的压力。实验条件：采用号液压缸；油温：ºC。表2-1实验内容：液压缸的外加负羲变化时，各测点的压力。实验条件：采用号液压缸；油温：℃；一块砝码的重量：N；液压缸下腔有效面积：cm2。表2-2实验内容：多缸并联系统中各缸负载变化时，泵出口压力和液压缸工作腔的压力。实验条件：油温：℃。表2-3实验三液压泵、阀拆装实验液压泵阀拆装一、实验目的通过常用液压泵的拆装，帮助学生建立感性认识，进而从结构、工艺和制造等方面深入理解液压泵的工作原理及其选用、安装和维护等问题。二、实验内容齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等液压泵的拆装。三、实验过程分析（一）齿轮泵1、齿轮泵由哪些主要零件组成？2、密封容积怎样围成，哪些容腔是变化的，哪些容腔是不变的？3、当齿轮转动后试分析吸油和压油的工作原理？4、吸油口和压油口开在什么地方，口径是否一样大？5、当一对轮齿尚未脱开而另一对轮齿又进入啮合时，两对啮合轮齿间会挂现怎样的密封区？6、两端盖上困油卸荷槽开在什么地方各通向哪里？7、泵体上两端面各开一道环形槽（卸荷槽）通向哪里？分析其起什么作用？8、齿轮泵吸压油腔的泄漏途径有3条，各在什么位置？（二）叶片泵1、叶片泵由哪些主要零件组成？2、密封容积怎样围成？3、定子内表面形状由几段什么样的曲线组成？4、转子转动时试分析吸油和压油的工作原理？5、观察转子上的叶片槽是否径向布置且与转向有何关系（倾向）？6、配油盘上有几种形式的槽、窗口、孔（环形槽、吸油窗口、压油窗口、三角槽），观察布置及互通情况？7、外反馈限压式变量叶片泵的流量螺钉和压力螺钉如何调节？8、分析内反馈限压式变量叶片泵的结构及工作原理？三）柱塞泵1、柱塞泵由哪些主要零件组成？2、密封容积怎样围成？3、当传动轴带动缸体转动时，试分析吸油和压油的工作原理？4、观察缸体中布置几个柱塞孔与转动轴是平行还是垂直？5、配油盘有几种形式的槽、窗口、孔，观察通向哪里及作用？6.斜盘的结构及怎样改变斜盘角度？对密封容积变化有什么影响？液压阀拆装一、实验目的通过常用液压阀的拆装，理论结合实际，使学生从液压阀结构、工艺和制造等方面深入理解液压阀的工作原理及其选用、安装和维护等间题。二、实验内容方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等液压阀的拆装。三、实验过程分析（一）方向控制阀1、单向阀阀芯形式有几种？弹簧刚度如何？2、液控单向阀与普通单向阀在结构上有何区别？3、换向阀的位、通、进出油口如何判断？为什么要有泄漏油口？4、手动、机动、电磁动、液动和电液动换向阀的结构特点及适用场合？5、滑阀机能结构区别、特点及如何应用？（二）压力控制阀1、直动式溢流阀由哪些零件组成？观察阀芯结构、调压弹簧刚度、弹簧腔泄油通道。2、先导式溢流阀由哪几部分组成？观察主阀芯结构、复位弹簧刚度。远控口起何作用？观察先导阀芯结构、调压弹簧刚度、弹簧腔泄油通道。3、减压阀由哪些零件组成？观察主阀芯结构、复位弹簧刚度、常态下进出口形式。观察先导阀芯结构、调压弹簧刚度、弹簧腔泄油通道。4、顺序阀由哪些零件组成？观察主阀芯结构、复位弹赞刚度、先导阀芯结构、调压弹簧刚度、弹簧腔泄油通道。5、单向顺序阀、外控顺序闷、卸荷阀在结构上有何区别？6、比较滋流阁、减压阀、顺序阀在结构上的异同点。7、压力继电器由哪些零件组成？如何实现压力信号与电气信号的转换？（三）流量控制阀1、节流阀由哪些零件组成？节流口采用何种形式？进出油口如何判断？2、调速阀由哪些零件组成？分析调速阀稳定流量的原理和条件，进出油口如何判断？实验四传动机构装置演示实验一、实验目的通过对平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇机构等常见机构工作原理的演示，帮助大家加强对常见机构的感性认识，并加深对机构设计问题的理解。二、实验内容按照陈列顺序观看演示机构和传动装置的基本类型和应用，并仔细听取同步讲解。三、实验过程（解说）第一柜机构的组成1·1请大家观看正在运动着的蒸汽机模型。蒸汽机主要由主传动的曲柄滑块机构、控制进排气和倒顺车用的配气连杆机构所组成。工作时，它把蒸汽的热能转换为曲柄转动的机械能。1·2再请看内然机的模型。它主要由主传动的曲柄滑块机构、控制进排气的齿轮机构、凸轮机构所组成。工作时，它将燃气的热能转换为曲柄转动的机械能。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。那么，机构又是怎样组成的呢？通过对机构的分析，我们可以发现它是由构件和运动副所组成的。1·3运动副，是指两构件之间的可动联接。这里陈列有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等模型。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。第二柜平面连杆机构平面连杆机构是应用广泛的机构，其中又以平面四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点是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。铰链四杆机构是连杆机构的基本型式。根据其两连架杆的运动形式不同，铰链四杆机构又可细分出曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。2·1在曲柄摇杆机构中，固定构件称为机架，两连架杆中能作整周回转的构件叫作曲柄，而只能在某一角度范围内摇摆的构件称为摇杆，与机架相对作平面运动的构件称为连杆。当曲柄为主动件时，可将它的连续转动转变为摇杆的往复摆动。2·2在双曲柄机构中，它两个的连架杆都是曲柄。当原动曲柄连续转动时，从动曲柄也能作连续转动。2·3在双摇杆机构中，两连架杆都不能作整周转动。当原动摇杆摆动时，另一摇杆也随之摆动。除上述三种类