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 实验五
组合式轴系结构设计与分析实验.............................. 19 机械传动性能综合测试实验.................................. 32
实验一 平面机构运动简图的测绘和分析
一、实验目的
（1）学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图； （2）验证和巩固机构自由度计算。 二、实验要求
（1）正确判别两种运动副及其数量； （2）绘制出２～４种平面机构的运动简图； （3）对照实验机械，理解计算机构自由度的目的。 三、实验设备和工具 （1）各种机械实物； （2）各种机构模型； （3）钢板尺； （4）外卡钳；
（5）铅笔与橡皮（自备）； （6）草稿纸（自备）。 四、实验原理
在分析和研究机构运动时，为了使问题简化，便于分析，可以不考虑构件的外形、构件的截面尺寸和运动副的实际构造，只用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此来说明实际机构的运动特征。
五、测绘步骤和方法
（1）测绘时使被测的机器或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构运动，分清各运动单元，从而确定组成机构的构件数目；
（2）根据相互联接两构件的接触情况和相对运动的性质，确定各个运动副的种类；
（3）选取平行于机构运动的平面为视图平面，使其能表示某一个瞬时的机构位置，且要求在此位置时的各构件不相互重叠；
（4）在草稿纸上徒手按规定的符号和构件联接的次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字1、2、3„„分别标注各构件，用字母A 、B 、C „„分别标注各运动副；
（5）仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距，移动副导路间的夹角等），任意假设原动件的位置，并按一定的比例尺将草图苏画成规范的机构运动简
图，简图比例尺用μ表示，即
（6）计算各机构的自由度数，并将结果与实际相对照，观察是否相符。
六、思考题
1．1 一个正确的平面机构运动简图，应能说明哪些内容？
1．2 绘制平面机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意假定？会不会影响简图的正确性？
1．3 平面机构自由度的计算，对测绘平面机构运动简图有何帮助？
平面机构运动简图的测绘和分析
实验结果
实验结果分析和讨论
实验二 齿轮范成原理实验
一、实验目的：
1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线
的形成过程；
2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来避免发生
根切的方法；
3、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。
4、（选作）分析、比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的
异同点。
二、实验设备和用具：
1、齿轮范成仪；
2、自备：￠220㎜圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）； 3、HB 铅笔、橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。
三、实验原理：
范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿廓的方法。刀具刃廓为渐开线齿轮（齿条）的齿形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与相互啮合的一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合传动一样，显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。
本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m 1=20mm和m 2=8，
=20°，ha *=1，c *=0.25。仪器构造简图如图1所示。圆盘2代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮的轮坯，它们可以绕机架5上的轴线O 转动。齿条3代表切齿刀具，安装在滑板4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2与滑板4作纯滚动，用铅笔依次描下齿条刃廓各瞬时位置，即可包络出渐开线齿廓。齿条刀具3可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮坯分度圆之间移距为xm 时（由滑板4上的刻度指示）， 被切齿轮分度圆则和与刀具中线相平行的节线相切并作纯滚动，可切制出标准齿轮（xm =0）或正变位（xm ＞0）、负变位（xm ＜0＝齿轮的齿廓。
图1
1、 压板 2、圆盘 3、齿条刀 4、滑板 5、机架
四、实验内容：
本实验可分必做与选做两部分。
必须要求完成切制m =20mm、z =8的标准、正变位（x 1=0.5）和负变位（x 2=-0.5）渐开线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这三种齿廓。
选做要求完成切制m 1=20mm、z 1=8和m 2=8mm、z 2=20的标准渐开线齿廓，
两种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这两种齿廓。
五、实验步骤：
1、
按m =20mm、z =8、 =20°、ha *=1、c *=0.25、x 1=0.5、x 2=-0.5分别计算标准、正复位、负变位三种渐开线齿廓的分度圆直径d 、齿顶圆直径d a 、齿根圆直径d f 、基圆直径d b 和标准齿轮的周节P 、分度圆齿厚S 、齿间距e 。将作为轮坯的圆形绘图纸均分为三个扇形区，分别在三个扇形区内画出三种齿廓的上述四个圆d 、d a 、d f 、d b 。
此步骤应在实验课前完成。
2、
绘制标准齿轮齿廓
用压板1压紧圆纸；
（2） 调整齿条刀3位置，使其中线与轮坯分度圆相切，并将齿条刀3与滑板
4固紧；
（3） 将齿条刀推至一边极限位置，依次移动齿条刀（单向移动，每次不超过
（1） 将轮坯圆纸安装在范成仪上，使标准齿扇形区正对齿条位置，旋紧螺母
1mm ），并依次用铅笔描出刀具刃廓各瞬时位置，要求绘出两个以上完整齿形。
（4） 测量分度圆齿厚S 、齿间距e ，并观察根切现象。 3、
绘制正变位齿轮齿廓。
圆纸；
（2） 将齿条刀3中线调整到远离齿坯分度圆x 1 m =0.5×20=10mm处，并将齿
条刀3与滑板4固紧；
（3） 绘制出两个以上完整齿形（重复2（3）步）；
（4） 观察此齿形与标准齿形的区别（齿根、齿根及分度圆S 、e ）。 4、
绘制负变位齿轮齿廓。
圆纸；
（2） 将齿条刀3中线调整到靠近齿坯圆中心，距分度圆
（1） 松动压紧螺母，转动轮坯圆纸，将正变位扇形区正对齿条位置，并压紧
（1） 松动压紧螺母，转动齿坯圆纸，将负变位扇形区正对齿条位置，并压紧
m
处，并将齿条刀3与滑板4固紧；
（3） 绘制出两个以上完整齿形（重复2（3）步）； （4） 观察此齿形与标准、正复位齿形的区别及根切现象。 5、
选作部分
（1） 按m 1=20mm、z 1=8、α=20°、ha *=1、c *=0.25及m 2=8mm、
α=20°、ha *=1、c *=0.25 制作轮坯分别计算并画出上述两种廓标准齿轮
的分度圆d 、齿顶圆d a 、齿根圆d f 、基圆d b ；
（2） 绘制m 1=20mm、z 1=8、α=20°、ha *=1、c *=0.25的标准齿轮齿廓； （3） 绘制m 2=8mm、z 2=20、α=20°、ha *=1、c *=0.25的标准齿轮齿廓； （4） 比较上述两种标准齿轮齿廓的异同点。
六、思考题
1、 2、 3、 4、
用范成法加工齿轮时齿廓曲线是如何形成的？
试比较标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮的齿形有什么不同？并分析其原因。
产生根切的原因是什么？如何避免根切现象？
分度圆相同、模数不同的两标准齿轮齿形异同点是什么？
七、渐开线齿廓范成原理实验报告格式（附表） 八、范成齿廓的轮坯图样（见图2）
渐开线齿廓的范成原理实验报告
专业班级 姓名 日期 同组人指导老师成绩 1、
标准齿轮：
第一组 m 1=20mm、z 1=8、α=20°、ha *=1、c *=0.25 第二组 m
2、
变位齿轮：m =20mm、z =8、α=20°、ha *=1、c *=0.25； 正变位：x
3、心得体会
实验三 渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书
一、实验目的
1. 测定渐开线直齿圆柱齿轮的几何参数；
（1）通过测量公法线长度确定模数m 和压力角α：
（2）通过测量齿顶圆直径d a 和齿根圆直径d f ，确定齿顶高系数h a *和顶隙系数
c*；
（3）通过标准齿轮公法线长度与实测公法线长度的比较，判断齿轮的变位类型，并计算变位系数x ，确定齿轮是否根切；
2. 观察直齿圆柱齿轮的啮合传动过程，测定重合度。 3. 确定变位齿轮的传动类型及啮合参数。 二、实验仪结构及实验原理
1. 实验仪结构，如图1所示：
图1 实验仪结构图
齿轮轴1、2固定在台板上，其中心距为100±0.027mm ，齿轮1的轴颈上可分别安装2、3、5、6实验齿轮，齿轮2的轴颈上可分别安装1、4实验齿轮，1
#
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齿轮可分别与2#、3#齿轮啮合，4#齿轮可分别与5#、6#齿轮啮合，共组成四对不同的齿轮传动。实验仪还配有4块有机玻璃制的透明面板，面板相当于齿轮箱体的一部分，面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等，两孔同时安装在齿轮轴1、2的轴颈上。面板I 和面板II 分别用于齿轮1～2和齿轮1～3两对啮合传动，面板III 和面板IV 分别用于齿轮4～5和齿轮4～6两对啮合传动。
2. 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定原理
渐开线齿轮的基本参数有五个：z 、m 、α、h a *、c*，其中m 、α、h a *、c*均应
取标准值，z 为正整数。对于变位齿轮，还有一个重要参数，即变位系数x ，变位齿轮及变位齿轮传动的诸多尺寸均与x 有关。
（1）通过测量公法线长度确定模数m 和压力角α，见图2。 ① 确定跨齿数k ：k =
α
180
z +0.5+
2x
π
cot α
② 测量公法线长度W k '和W k '+1。 ③ 确定模数m 、压力角α：
图2 用游标卡尺测公法线长度
根据渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。 W k '=(k -1) p b +s b W k '+1=kp b +s b
'所以p b =W k '+1-W k =πm cos α
式中因α一般只为20。或15。，m 应符合标准模数系列，由此可试算确定齿轮的模数m 和压力角α。
（2）通过测量齿顶圆直径d a 与齿根圆直径d f ，确定齿顶高系数h a *和顶隙系数
c*：
a ）偶数齿齿轮 b）奇数齿齿轮
图3 齿轮d a 与d f 的测量
偶数齿齿轮的d a 、d f 可直接用游标卡尺测得，如图3（a ）示。奇数齿齿轮的
d a 、d f 须间接测量，如图3（b ）示。
d a =D+2H1 d f =D+2H2
则： h =（d a －d f ）/2= H1－H 2
对于标准齿轮h=（2h a *+c*）m ，分别将h a *=1、c*=0.25（正常齿制）或h a *=0.8、
c*=0.3（短齿制）代入，若等式成立，即可确定齿轮是正常齿或是短齿，进而确定h a *、c*。若等式都不成立，则齿轮是变位齿轮，根据等式接近成立的原则，可确定齿轮是正常齿还是短齿，进而确定h a *、c*。
（3）计算变位系数x ：
标准齿轮的公法线长度W k =mco s α [(k －0.5) π+zinvα]
变位齿轮的公法线长度W k '= mcos α [(k －0.5) π+zinvα]+2xm sin α 若测得W k '与计算值W k 相等，则x =0，该齿轮为标准齿轮； 若W k '≠W k ，则齿轮为变位齿轮，变位系数x ：x = （4）计算不根切的最小变位系数x min ：
要保证变位齿轮不产生根切，应满足：(h a *-x min ) m ≤标准齿轮不根切的最小齿数为：z min =所以：x min ≥h a *(z min -z ) /z min 3. 渐开线齿轮啮合传动过程
2h a *
sin 2α
mz
sin 2α 2
W k '-W k
zm cos α
图4 渐开线齿轮的啮合过程
N 1N 2，其实际啮合线是两齿顶圆与理论啮合线交点之间的线段B 2B 1（见图4），两轮轮齿在B 2点开始进入啮合，接触点为从动轮的齿顶圆齿廓与主动轮齿根部位齿廓。随着传动的进行，两齿廓的啮合点将沿着主动轮的齿廓，由齿根逐渐移向齿顶；沿着从动轮的齿廓，由齿顶逐渐移向齿根。当啮合进行到B 1点时，两轮齿廓即将脱离啮合。为使两轮能够连续啮合传动，实际啮合线B 2B 1长度应大于（至少等于）齿轮的法向齿距P n （亦即基节P b ），重合度εa ：εa =B 2B 1/p b ≥1 5. 变位齿轮传动类型及啮合参数的确定原理。
按照相互啮合的两齿轮变位系数和（x 1+x2）值的不同，可将变位齿轮传动分为三种基本类型：
（1）x 1+x2=0，且x 1=x2=0即标准齿轮传动。
（2）x 1+x2=0，且x 1=-x2≠0称等变位齿轮传动，又称高度变位齿轮传动，亦称
零传动。
（3）x 1+x2≠0，称不等变位齿轮传动，又称角度变位齿轮传动。 其中：① x 1+x2＞0，称正传动；
② x 1+x2＜0，称负传动。
三、实验步骤
1. 数出各轮齿数，确定测量公法线长度的跨齿k 。确定跨齿数是为了保证在测量时，跨k 及k +1个齿时卡尺的量爪均能与齿廓渐开线相切，并且最好能切于分度圆附近。因k =
αz
180
+0.5+
2x cot α
π
式中，各轮的变位系数x 和压力角α尚未
知，k 无法算出。现推荐各齿轮的跨齿数为：k 1=4；k 2=2；k 3=3；k 4=3；k 5=2；k 6=4。
2. 分别测出各齿轮的公法线长度W k 、W k '+1； 3. 通过P b = W k '+1－W k '=πm cos α确定各齿轮m 、α； 4. 测量各偶数齿齿轮的d a 、d f ；
5. 测量各奇数齿齿轮的D 、H 1、H 2 ，算出d a 、d f ； 6. 计算齿高，通过h=（2h a *+c*）m 确定h a *、c*；
7. 计算标准齿轮公法线长度W k =mcos α [(k －0.5) π+zinvα]； W k 与W k '比较：
若W k '=W k ，齿轮为标准齿轮 x =0；
若W k '≠W k ，齿轮为变位齿轮，x =（W k '－W k ）/（2mcos α） 8. 通过x min ≥h a *(z min -z ) /z min 判断各齿轮有无根切；
9. 分别将齿轮1、2，齿轮 1、3，齿轮4、5，齿轮4、6装在实验仪台板的齿
轮轴上，再装上相应的面板(将其刻画面朝下) ，转动各对中的小齿轮，观察齿轮传动的啮合过程，注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系；
10. 初测这四对齿轮的实际啮合线长度B 2B 1 (当齿项顶圆与理论啮合线交点
B 2超出N 1点位置时，实际啮合线长度为N 1B 1) ，并计算重合度εa ；
11. 判断这四对齿轮传动的类型，比较其特点，计算其啮合传动的几何参数。 四、注意事项
1. 实验仪台板、被测齿轮及卡尺等应轻拿轻放，不要掉下，以免砸脚及损坏实验器材。
2. 有机玻璃面板应将刻度面朝下（贴近齿轮端面）安装，板面应避免划痕。 3. 实验时应携带渐开线函数表、计算器、刻度尺等。
4. 实验步骤1～8为单个齿轮进行，9～11为装在实验台板上进行。
渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验
实验报告
专业班级 姓 名 日 期 同 组 人 指导教师 成 绩
实验仪器：
一、渐开线齿轮参数测定
二、外啮合直齿圆柱齿轮传动的几何参数计算值
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三、思考题
1. 齿轮的模数m 和压力角α是如何确定的？测量齿轮的公法线长度应注意什么？
2. 奇数齿齿轮的齿顶圆直径d a 、齿根圆直径d f 是如何测出的？ 3. 齿轮的齿顶高系数h a *、顶隙系数c *是如何确定的？ 4. 如何确定所测齿轮是否变位，变位系数如何确定？
5. 如何判断所测齿轮是否根切？这六个齿轮中有根切的是哪个（些）齿轮？ 6. 直齿圆柱齿轮传动的类型有哪些？实际中心距a' 与标准中心距a 有何不同？啮合角α'与压力角α有何不同？
7. 变位齿轮无侧隙啮合方程是什么？如何实现一对变位齿轮传动既满足无侧隙啮合，又能满足具有标准顶隙c*？
8. 变位齿轮传动的中心距变动系数y 和齿顶高变动系数△y 的含义是什么？ 9. 何为齿轮传动的理论啮合线、实际啮合线？它们是如何画出来的？ 10. 1齿轮在分别与2、3齿轮啮合时，计算出的齿顶圆直径d a 为何不一样？其实际的齿顶圆直径应如何选取？
12. 简述直齿圆柱齿轮传动的啮合过程，一对齿廓的啮合点位置在主、从动齿廓及啮合线上是如何变化的？
13. 何为齿轮传动的重合度εa ？它是如何计算的？
14. 试比较当其它参数相同时α=20︒与α=15︒齿轮、正常制与短齿制齿轮在渐开线齿形、主要几何参数及啮合传动性能方面各有何不同？
实验四 组合式轴系结构设计与分析实验
实验Ⅰ 轴系结构设计实验
一、实验目的
熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。 二、实验设备
1、组合式轴系结构设计分析实验箱。
实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具
300mm 钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验内容与要求
1、指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容(实验题号)
2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计
每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。
3、绘制轴系结构装配图
4、每人编写实验报告一份
四、实验步骤
1、明确实验内容，理解设计要求;
2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法(参看数材有关章节);
3、构思轴系结构方案
(1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号;
(2)确定支承轴向固定方式(两端固定:一端固定、一端游动);
(3)根据齿轮圆周速度(高、中、低) 确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑);
(4)选择端盖形式(凸缘式、嵌入式) 并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟);
(5)考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题;
(6)绘制轴系结构方案示意图
4、组装轴系部件
根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。
5、绘制轴系结构草图。
6、测量零件结构尺寸(支座不用测量) ，并作好记录。
7、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。
8、根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1:1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸(如交承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸) ，填写标题栏和明细表。
9、写出实验报告。
轴系结构设计实验报告
实验者: __________同组者: ____________
班 级: __________ 日 期: ____________
一、实验目的
二、实验内容
实验题号
已知条件
三、实验结果
1、轴系结构装配图(附3号图)
2、轴系结构设计说明(说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法)
实验Ⅱ 轴系结构分析实验
一、实验目的
1、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系;
2、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法;
3、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。
二、实验设备
1、轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件。
2、测量及绘图工具。如300mm 钢板尺、游标卡、内外卡钳、铅笔、三角板等。
三、实验内容
1、指导教师根据教学要求给每组指定实验内容(圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆分析);
2、分析并测绘轴系部件，画出轴系部件;
3、每人编写出实验报告。
四、实验步骤
1、明确实验内容，复习轴的结构设计及轴承组合设计等内容;
2、观察与分析轴承的结构特点;
3、绘制轴系装配示意图或结构草图。
4、测量轴系主要装配尺寸(如支承跨距) 和零件主要结构尺寸(支座不用测量) 。
5、装配轴系部件恢复原状，整理工具，实验结束;
6、根据装配草图和测量数据，绘制轴系部件装配图;
7、编写实验报告。
轴系结构设计实验报告
实验者: __________ 同组者: __________
班 级: __________ 日 期: __________
一、实验目的
二、实验内容
轴系类型
模型编号
三、实验结果
1、轴系装配图(另附)
2、轴系结构分析(简要说明轴上零件定位固定，滚动轴承安装、调整、润滑与密封等问题)
实验五 机械传动性能综合测试实验
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；
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。
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
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动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果，是高度智能化的产品。其控制系统主界面如图2所示。
图2 实验台控制系统主界面
机械传动性能综合测试实验台的工作原理如图3所示。
图3 实验台的工作原理
三、实验原理
运用“机械传动性能综合测试实验台”能完成多类实验项目（表2），教师可根据专业特点和实验教学改革需要指定，也可以让学生自主选择或设计实验类型与实验内容。
表
无论选择哪类实验, 其基本内容都是通过对某种机械传动装置或传动方案性能参数曲线的测试, 来分析机械传动的性能特点；
利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩M (N.m)、功率N (kw)。并按照以下关系自动绘制参数曲线：
传功比 i = n 1/n 2
扭矩 M = 9550 N/n (Nm) 传功效率 η = N 2/N 1 = M 1 n 2 / M 2 n 1
根据参数曲线（图4所示）可以对被测机械传动装置或传动系统的传动性能进行分析。
图4 参数曲线（示例）
四、实验步骤
1. 准备阶段
（1） 认真阅读《实验指导书》和《实验台使用说明书》； （2）确定实验类型与实验内容；
选择实验A(典型机械传动装置性能测试实验) 时, 可从V 带传动、同步带传动、套筒滚子链传动、圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器中，选择1-2种进行传动性能测试实验;
选择实验B （组合传动系统布置优化实验）时, 则要确定选用的典型机械传动装置及其组合布置方案，并进行方案比较实验。如表3所示。 表3
选择实验C(新型机械传动性能测试实验) 时, 首先要了解被测机械的功能与结构特点。
（3）布置、安装被测机械传动装置（系统）。注意选用合适的调整垫块，确保传动轴之间的同轴线要求；
（4）按《实验台使用说明书》要求对测试设备进行调零，以保证测量精度。 2. 测试阶段
（1）打开实验台电源总开关和工控机电源开关；
（2）点击Test 显示测试控制系统主界面，熟悉主界面的各项内容； （3）键入实验教学信息标：实验类型、实验编号、小组编号、实验人员、指导老师、实验日期等；
（4）点击“设置”，确定实验测试参数：转速n 1、n 2 扭矩M 1、M 2等； （5）点击“分析”，确定实验分析所需项目：曲线选项、绘制曲线、打印表格等；
（6）启动主电机，进入“试验”。使电动机转速加快至接近同步转速后，进行加载。加载时要缓慢平稳，否则会影响采样的测试精度；待数据显示稳定后，即可进行数据采样。分级加载，分级采样，采集数据10组左右即可；
（7）从“分析”中调看参数曲线，确认实验结果； （8）打印实验结果；
（9）结束测试。注意逐步卸载，关闭电源开关。 3. 分析阶段
（1）对实验结果进行分析；对于实验A 和实验C ，重点分析机械传动装置传递运动的平稳性和传递动力的效率。对于实验B, 重点分析不同的布置方案对传动性能的影响。
（2）整理实验报告；实验报告的内容主要为：测试数据（表）、参数曲线；对实验结果的分析；实验中的新发现、新设想或新建议。