【正文】 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)萬向節(jié)主軸轉(zhuǎn)速萬向節(jié)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)不勻率回轉(zhuǎn)不勻率平均轉(zhuǎn)速平均轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速最小轉(zhuǎn)速最小轉(zhuǎn)速 作出主軸轉(zhuǎn)速和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速曲線。右邊用圖表曲線顯示萬向節(jié)和大鏈輪速度波動(dòng)曲線。數(shù)據(jù)采集的結(jié)果將分別顯示在程序界面上如圖6所示。啟動(dòng)以后，用戶應(yīng)該檢查通訊口與實(shí)際連接的通訊口（COM1或COM2）是否一致。如果用戶選擇的是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)直接連接，則將LWSIII鏈條、萬向節(jié)實(shí)驗(yàn)儀后背的RS232串行口與計(jì)算機(jī)的串行口（COM1或COM2）直接連接，啟動(dòng)本公司的“鏈輪實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”應(yīng)用程序啟動(dòng)鏈輪、萬向節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)鏈條、萬向節(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)程序的界面如圖4所示。此時(shí)，多機(jī)通訊轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)通道指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮，鏈輪、萬向節(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)⒆詣?dòng)啟動(dòng)。根據(jù)用戶計(jì)算機(jī)與多機(jī)通訊轉(zhuǎn)換器的串行接口通道，在程序界面的左上角串口選擇框中選擇合適的通道號（COM1或COM2）。 本實(shí)驗(yàn)必須通過計(jì)算機(jī)來完成。用戶可以使用這兩個(gè)接口中的任一個(gè)與計(jì)算機(jī)通訊。儀器的背面如圖3所示，有兩個(gè)5芯航空插頭，分別標(biāo)明輸入1和輸入2，將鏈條、萬向節(jié)速度傳感器的兩路輸出分別接到該兩個(gè)插座（鏈輪速度傳感器接輸入萬向節(jié)速度接輸入2）。如果發(fā)現(xiàn)儀器工作不正常或者與計(jì)算機(jī)的通訊有問題，可以通過按復(fù)位鍵來消除。打開電源，三位LED數(shù)碼顯示管顯示“0”，表示儀器已經(jīng)通電。 LWSIII鏈條、萬向節(jié)實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)部由單片機(jī)控制，它完成鏈條和萬向節(jié)傳動(dòng)輸出速度的采集和處理，同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。假定電機(jī)的速度是均勻的，那么在這兩點(diǎn)所測得的運(yùn)轉(zhuǎn)速度將會(huì)反映通過萬向節(jié)和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以后速度的波動(dòng)情況。 理解萬向節(jié)傳動(dòng)過程速度波動(dòng)的原因二、實(shí)驗(yàn)原理：本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，它的工作原理為：電機(jī)10通過三角皮帶9帶動(dòng)惰輪軸5，惰輪軸的一端是萬向節(jié)傳動(dòng)7，另一端是鏈傳動(dòng)系統(tǒng)。 熟悉旋轉(zhuǎn)機(jī)械機(jī)構(gòu)速度的測試方法不得弄臟、損壞和丟失，實(shí)驗(yàn)完成后將說明書存放在箱中。，不得丟失，每箱零件只能單獨(dú)裝箱存放不得與其它箱內(nèi)零件混雜在一起。并可進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、討論。1．單－球組合2．單—球—墊組合3．單—球—環(huán)組合4．單—球—嵌組合5．單—球—嵌—套組合6．單—推——球—蓋—嵌—套組合8．單—推—蓋—嵌—套組合 —推—墊組合 —球－墊—軸—齒組合11．單—推—墊—軸——推—墊—中軸—齒組合l —球—雙—推—墊—軸—齒組合l —雙—拒—墊—軸—錐組合1 5．套—雙—推—墊—軸—錐—鎖組合l 6．單—球—墊—密組合17．單—球—墊—壓密組合l —球—雙—平推—墊—軸—齒組合1 9．單—推—墊—外調(diào)組合2 —推—軸——球調(diào)—墊組合2 —球—軸擋組合2 —球—墊—軸擋—嵌組合2 —球—墊—軸擋組合2 5．單—球—墊—中軸—齒組合2 6．單—調(diào)心—墊—中軸——球—墊—中軸—齒—密組合2 8．單—球—墊—中軸—齒—悶—密組合2 —背推—墊組合3 0．單—球—雙—背推—墊—軸—齒組合31．單—調(diào)心—雙—背推—墊—軸—齒組合四、實(shí)驗(yàn)步驟，分析軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸與軸的強(qiáng)度、加工、裝配的關(guān)系；了解軸上各零件的用途，軸承類型、布置、安裝調(diào)整方式；了解軸上零件的定位、固定方法，潤滑和密封結(jié)構(gòu)等。學(xué)生可以按照給出的設(shè)計(jì)方案選用零件及標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行組裝分析，也可另行設(shè)計(jì)新的方案組裝。 提供裝配方案最多可達(dá)到31種。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用“創(chuàng)意組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱”。按照圖紙，將零件以及標(biāo)準(zhǔn)件選配齊全，進(jìn)行組裝。Ps—止推圈小試盤接觸壓力Pa：Ps=Pl—止推圈大試盤接觸壓力Pa： 圖4 止推圈摩擦副Rs—止推圈小試盤平均半徑：Rs=（d1+d2）/4= mmRl—止推圈大試盤平均半徑：Rl=（D1+D2）/4= mmVs—止推圈小試盤試驗(yàn)速度：Vs== mm/minVl—止推圈大試盤試驗(yàn)速度：Vl== mm/minμ3—小止推圈摩擦副的摩擦系數(shù) μ3=μl—大止推圈摩擦副的摩擦系數(shù) μl=Pv3—小止推圈摩擦副速度因子N：Pv3==2πRs n=Pvl—大止推圈摩擦副速度因子 N：Pvl==2πRl n=Kt—止推圈摩擦副的磨損因子mm2/N：Kt=式中：X—止推圈摩擦副軸向磨損量mmP—止推圈摩擦副Ps式pl的接觸壓力PaV—止推圈摩擦副Vs式Vl的試驗(yàn)速度mm/mint—止推圈摩擦副試驗(yàn)山時(shí)間min四球摩擦副（如圖5）圖5 長磨四球摩擦副1—加熱器 2—墊 3—圓柱銷 5—鎖緊螺環(huán) 6—彈簧夾頭7—標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)鋼球（GB30884） 8—壓環(huán) 9—軟鋁墊 10鉑熱電阻傳感器 摩擦系數(shù)公式推導(dǎo) 四球摩擦副由四個(gè)等直徑鋼球（r=）組成，其四個(gè)球心組成一個(gè)正四面體ABCD，如圖所示，上球與下三球的接觸點(diǎn)組成一個(gè)正三角形B1C1D1，上球與下三球的正壓力各為N1=N2=N3=N，摩擦力F=μN(yùn)，摩擦圓半徑rA=，摩擦力矩故摩擦系數(shù)，因軸向試驗(yàn)力為所以摩擦系數(shù)μ=T—摩擦力矩（） P—試驗(yàn)力 （N）（如圖6）1—銷 2—試片座 3—試片 4—鎖緊螺環(huán) 5—彈簧夾頭6—標(biāo)準(zhǔn)試樣鋼球（GB30884） 7—油盒 8—軟鋁墊 9—鉑熱電阻傳感器 圖6 球青銅三片摩擦副摩擦系數(shù)公式推導(dǎo)：如圖十一，球?qū)υ嚻恼龎毫Ω鳛镹，軸向試驗(yàn)力為P，由圖所示的幾何關(guān)系可得：3NsinαP=0 故 N= 因?yàn)槟Σ亮?T=所以 F= 因 F=μN(yùn) 圖7 球三片作用力的分析圖所以摩擦系數(shù) μ= T—摩擦力矩（） P—試驗(yàn)力（N） 注：由于加工尺寸誤差，為了提高試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性精度，摩擦系數(shù)需要進(jìn)行修正，乘以修正系數(shù)k，即 式中：k=：RA—試球理論磨損圓環(huán)半徑（=） —試球?qū)嶋H磨損圓環(huán)半徑（實(shí)測值，mm）實(shí)驗(yàn)七 軸系結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求：必開一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠⒄莆蛰S、軸承和軸上零件的結(jié)構(gòu)與功用，工藝要求，裝配關(guān)系；了解軸與軸承及軸上零件的定位、固定及調(diào)整方式等，以建立軸系結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)并鞏固軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論知識(shí)。1摩擦力矩與時(shí)間對雙筆記錄系統(tǒng)的操作摩擦力矩與時(shí)間對雙筆記錄系統(tǒng)的使用和詳細(xì)操作，請參見雙筆記錄儀使用說明書。試驗(yàn)時(shí)間的設(shè)定可以由撥盤設(shè)置。時(shí)間控制單元具有超設(shè)定值自動(dòng)停車功能。時(shí)間單元的操作試驗(yàn)機(jī)時(shí)間控制范圍：1秒—9999分。當(dāng)試驗(yàn)轉(zhuǎn)數(shù)報(bào)警停車后，再次啟動(dòng)主軸前應(yīng)按下相應(yīng)“復(fù)位”鍵，解除報(bào)警狀態(tài)。試驗(yàn)轉(zhuǎn)數(shù)單元的操作試驗(yàn)轉(zhuǎn)數(shù)控制范圍：1—9999999。，調(diào)節(jié)“調(diào)速”旋鈕，使轉(zhuǎn)速顯示達(dá)到所需設(shè)定值。，試驗(yàn)機(jī)將報(bào)警停車，再次啟動(dòng)主軸前，應(yīng)按下摩擦力矩測控單元“復(fù)位”鍵，解除報(bào)警狀態(tài)。在試驗(yàn)進(jìn)入正常狀態(tài)后，可根據(jù)實(shí)際測量的摩擦力矩?cái)?shù)值和試驗(yàn)要求，用撥盤設(shè)置報(bào)警停車數(shù)值。圖2 試驗(yàn)機(jī)面板操作圖摩擦力矩單元的操作：0—（+）或（）號—。試驗(yàn)力微機(jī)自動(dòng)加載控制器為閉環(huán)控制系統(tǒng)，在試驗(yàn)過程中可以調(diào)節(jié)并保持試驗(yàn)力數(shù)值的恒定。在撥盤上預(yù)置所需要的力值后，按下“施加”鍵，試驗(yàn)機(jī)則自動(dòng)加載試驗(yàn)力至預(yù)置數(shù)值。微機(jī)自動(dòng)加載控制器具有接近預(yù)置力值時(shí)緩沖功能。調(diào)零操作應(yīng)在上下摩擦副接近時(shí)（5—10毫米范圍內(nèi)）進(jìn)行。（+）或（）號。試驗(yàn)力單元的操作：0—1000N%—4%時(shí)，試驗(yàn)機(jī)將自動(dòng)保護(hù)停車，報(bào)警燈亮，并自動(dòng)開始卸載。按下主軸“啟動(dòng)”鍵，調(diào)節(jié)“調(diào)速”旋鈕，使主軸低速空運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查主軸旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向是否正確。實(shí)驗(yàn)機(jī)應(yīng)可靠接地，目測檢查各電器單元完整良好，接線無松動(dòng)、脫落，即可接通電源。四、實(shí)驗(yàn)步驟試驗(yàn)機(jī)通過調(diào)整專用減震墊鐵完成水平安裝后，即可接通電源。打開控制箱上的門后可看到每個(gè)電氣抽屜都有劃道，旋出固定螺釘，可將電氣抽屜向后拉出，進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，試驗(yàn)機(jī)的控制面板可實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)力、摩擦力矩、轉(zhuǎn)速、試驗(yàn)周期、時(shí)間、溫度等參數(shù)進(jìn)行預(yù)置、測量、控制、報(bào)警和顯示操作。加載速率可根據(jù)不同的試驗(yàn)要求改變規(guī)格，但必須在訂貨時(shí)注明。操縱試驗(yàn)力控制按鈕，通過微機(jī)控制自動(dòng)加載系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一定速率加載。彈簧式微機(jī)施力系統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力的施加是通過彈簧式施力機(jī)構(gòu)與微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行，步進(jìn)電機(jī)（36）通過一對徑向止推軸承（37）、（38）傳遞一對減速比為80：1的蝸桿（39）、蝸輪（40）運(yùn)動(dòng)副。下導(dǎo)向主軸與下摩擦副副盤及摩擦力矩傳感系統(tǒng)下導(dǎo)向主軸（26）、副盤（27）、直線球軸承（28）、兩個(gè)徑向球軸承（29）、試驗(yàn)力傳感器（30）、摩擦力矩傳感器（31）、止推球軸承（32）、背緊螺母（33）、滾花螺釘（34），在更換夾頭與裝卸各種摩擦副時(shí)必須操作（33）與（34），直線球軸承（28）可使下導(dǎo)向主軸（26）上下運(yùn)動(dòng)摩擦力小、輕便靈活，它可使在施加試驗(yàn)力時(shí)具有最高的靈敏度，軸承（29）可使傳遞摩擦力矩時(shí)數(shù)顯準(zhǔn)確可靠。在本試驗(yàn)機(jī)中，～1r/min。～2000r/min運(yùn)轉(zhuǎn)，無級變速比高達(dá)1：40000。這種圓弧齒同步帶的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確同步、不打滑、無需