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1、液体动压润滑轴承实验一、实验目的 1、学习动压轴承油膜压力分布的测定方法，绘制油膜压力径向和轴向图，验证理论分布曲线。 2、掌握动压轴承摩擦系数的测定方法，绘制摩擦特性曲线，加深对润滑状态与各参数间关系的理解。 3、了解实验台的构造和工作原理，通过实验进一步了解动压润滑的形成，加深对动压原理的认识。二、实验设备及原理实验台的结构如图1所示。1、 实验台的传动装置由直流电动机1通过V带传动2驱动轴沿顺时针（面对实验台面板）方向转动，由无级调速器实现轴4的无级调速。本实验台的转速范围是3500转/分，轴的转速由数码管直接读出。图1 实验台结构示意图2、 轴与轴瓦间的油膜压力测量装置轴的材料为45号
2、钢，经表面淬火、磨光，由滚动轴承支承在箱体3上，轴的下半部浸泡在润滑油中，本实验台采用的润滑油的牌号为N68（即旧牌号的40号机械油），该油在20时的动力粘度为0.34PaS。轴瓦的材料为铸锡铅青铜，牌号为ZCuSnPb5Zn5（即旧牌号ZQSn6-6-3）。在轴瓦的一个径向平面内沿圆周钻了7个小孔，每个小孔沿圆周相隔，每个小孔联接一个压力传感器，用来测量该径向平面内相应点的油膜压力，由此可绘出径向油膜压力分布曲线。沿轴瓦的一个轴向剖面装有两个传感器，用来观察有限长滑动轴承沿轴向的油膜压力分布情况。3、 加载装置本实验台采用螺旋加载，转动螺旋即可改变载荷的大小，所加载荷之值通过传感器数字显示，
3、直接在实验的操作板上读出（取中间值）。这种加载方式的主要优点是结构简单、可靠，使用方便，载荷的大小可任意调节。4、摩擦系数f的测量装置径向滑动轴承的摩擦系数f随轴承的特性系数值的改变而变化，其中是润滑油的动力粘度，n是轴的转速，p是轴承中的平均压强、即，是轴上的径向载荷，B是轴瓦的宽度，d为轴的直径，本实验台B是125mm，d为70mm。在边界摩擦时，摩擦系数f随轴承的特性系数的增大而变化很小（由于n值很小，建议用手慢慢转动轴）；进入混合摩擦后，值的改变引起摩擦系数f的急剧变化，在刚形成液体摩擦时，摩擦系数f达到最小值，此后，随的增大油膜厚度亦随之增大，因而摩擦系数f亦有所增大。摩擦系数f之值
4、可通过测量滑动轴承的摩擦力矩而得到。轴转动时，轴对轴瓦产生周向摩擦力，其摩擦力矩为，这导致轴瓦5翻转，其翻转力矩通过固定在弹簧片上的百分表9测出弹簧片的变形，并经以下计算就可得到摩擦系数f之值。根据力矩平衡条件，得到（71）式中，L是测力杆的长度，本实验中L=120mm；Q为作用在A处的反力。设作用在轴上的外载荷为，则（72）而，其中是百分表读数；K为测力计的刚度系数，N/格，详见实验台上的说明。可得（73）5、 摩擦状态指示装置指示装置的原理如图2所示。当轴不转动时，可看到灯泡很亮；当轴在很低的转速下转动时，轴将润滑油带入轴和轴瓦之间的收敛性间隙内，但由于此时的油膜厚度很薄，轴与轴瓦之间部分
5、微观不平度的凸峰高峰处仍在接触，故灯忽亮忽暗；当轴的转速达到一定值时，轴与轴瓦之间形成的压力油膜厚度完全覆盖轴与轴瓦两零件表面的微观不平度的凸峰高度，油膜完全将轴与轴瓦隔开，灯泡就不亮了。图2 灯泡电路图图3 实验台控制面板三、实验主要内容1、测定周向油膜压力，绘制周向油膜压力分布曲线，求轴承油膜的承载能力P；2、测定轴向油膜压力，绘制轴向油膜分布曲线，求轴向油压分布不均匀系数k；3、测定转速n，载荷P，摩擦系数f和润滑油黏度，绘制轴承的摩擦特性曲线。三、实验步骤：1、予运转：开启油泵后，空载低速启动，再逐渐增速。2、测量轴承油膜压力，并绘制轴承油膜压力径向和轴向分布曲线（1）将加载油压调至，
6、转速调至，稳定后将八只压力表的表值记入表I中。表I压力传感器读数（从左到右）12345678（2）在半径的延长线以一定的比例尺在实验报告上绘出油膜压力的径向分布曲线和轴向分布曲线，如图4所示。3、测定轴承摩擦系数和绘制摩擦特性曲线（1）将加载油压调至=；（2）改变轴头转速，测量各种转速下相应的拉力计读数Q，并记入表I中；（3）测量加载油腔回油温度，作为被试验轴承进油温度记入表I中，并根据，根据由图5查得轴承中润滑油的近似平均粘度，记入表I中。 图4 油膜压力周向分布曲线图 图5 油温和动力黏度的关系曲线（4）处理实验测量数据计算轴承摩擦系数f由轴承的摩擦系数定义知 式中 Q为拉力计读数（克）；
7、 F为总载荷 。 计算轴承特性值 四、实验报告 1、动压轴承油膜压力分布测定 （1）测试记录表1压力表读数（从左到右）12345678（2）绘制轴承油膜压力径向分布曲线（3）绘制油膜轴向压力分布曲线2、测定摩擦系数（1）将测试数据记入下列计算表格：表2Q（克）千克48006004002001005025（2）绘制轴承摩擦特性曲线轴系结构分析实验一、 工程应用实例任何回转机械都具有轴系结构，因而轴系结构设计是机器设计中最丰富、最需具有创新意识的内容之一，轴系性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。由于轴承的类型很多，轴上零件的定位与固定方式多样，具体轴系的种类很多。概况起来，主要有: (1)两
8、端单向固定结构；（2）一端双向固定、一端游动结构；（3）两端游动结构（一般用于人字齿轮传动中的一根轴系结构设计）。二、 实验问题的提出如何根据轴的回转转速、轴上零件的受力情况，决定轴承的类型；再根据机器的工作环境决定轴系的总体结构。轴上零件的轴向定位与固定、周向的固定等。为了设计出合适于机器的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构，在此基础上才能设计出正确的轴系结构，为机器的正确设计提供核心的技术支持。三、 实验目的1、 熟悉和掌握轴的结构与其设计。2、 熟悉轴上零件的常用定位与固定的技术方法。3、 熟悉和掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构。四、 实验设备及仪器1、 模块化轴段，用其可组装成不同结构
9、形状的阶梯轴。2、 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。3、 工具：活络扳手、游标卡尺、胀钳等。五、 实验方法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，并应使设计结构满足轴承组合设计的基本要求，即采用何种轴系基本结构；4、 考虑轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等；5、 滚动轴承与轴、滚动轴承与轴承座的配合如何选择。图91 轴系结构示例图92 轴系结构示例图93
10、 轴系结构示例图94 轴系结构示例表91 轴系结构设计实验方案表92 轴系结构设计实验方案六、 实验步骤1、 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或接近一致。2、 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的机械零件模型，按装配工艺要求顺序地装到轴上，完成轴系结构设计。3、 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理地结构进行修改。合理地轴系结构应满足下述要求：（1） 轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好；（2） 轴上零件的轴向固定、轴上零件的周向固定可靠；（3） 一般滚动轴承与轴过盈配合、轴承与轴承座孔间隙配合；（4） 滚动轴承的游隙调整方便；（5） 锥齿轮传动中，其中一锥齿轮的轴
11、系设计要求锥齿轮的位置可以调整。4、 测绘各零件的实际结构尺寸（对机座不测绘、对轴承座只测量其轴向宽度）。5、 将实际零件放回箱内，排列整齐，工具放回原处。6、 在实验报告上，按1：1比例绘出测绘轴系的设计装配图，应（1） 标出各段轴的直径和长度；（2） 标出滚动轴承与轴的配合、滚动轴承与轴承座的配合、齿轮（或带轮）与轴的配合；（3） 轴及轴上各零件的序号。机械传动性能综合测试实验指导书 一 实验目的1. 通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等),加深对常见机械传动性能的认识和理解
12、；2. 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线，掌握机械传动合理布置的基本要求；3. 通过实验认识智能化机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。 二 实验设备本实验在“机械传动性能综合测试实验台”上进行。本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。机械传动性能综合测试实验台各硬件组成部件的结构布局如图1所示。252262143378图1实验台的
13、结构布局1-变频调速电机 2-联轴器 3-转矩转速传感器 4-试件5-加载与制动装置 6-工控机 7-电器控制柜 8-台座 实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。表1序号组 成 部 件技 术 参 数备 注1变频调速电机550W2ZJ型转矩转速传感器.规格 10N.m ;输出讯号幅度不小于100mV.规格 50N.m;输出讯号幅度不小于100mV3机械传动装置(试件)直齿圆柱齿轮减速器 i=5摆线针轮减速器蜗杆减速器 i=10V型带传动齿形带传动 Pb=9.525 Zb=80套筒滚子链传动 Z1=17 Z2=251台1台WPA50-1/10O型带3根1根08A型3根4磁粉制动器额定转矩: 50 N.m激磁电流: 2A允许滑差功率: 1.1Kw5工控机为了提高实验设备的精度，实验台采用两个扭矩测量卡进行采样。测量精度达到0.2%FS，能满足教学实验与科研生产试验的实际需要。机械传动性能综合测试实验台采用自
