实验项目

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装备制造认知实验-装备机械结构设计

在虚拟环境下观看并熟悉下列内容,掌握装备设计、生产等典型案例、原理和流程,熟悉虚拟制造技术的含义和用途。提升学生的设计能力和就解决实际问题的能力。

在虚拟环境下观察了解减速箱的结构组成,掌握减速箱设计的流程,零件的选择,机构的传动及整体的装配,提升学生的设计能力和解决问题的能力。在虚拟环境下观察了解微型燃气轮机的整体结构组成,包含:空气压缩机、燃烧室、喷嘴、汽轮机、电机等组成部分,通过虚拟动画熟悉气体的流动和汽轮机叶片旋转等工作过程。

在主菜单中点击按钮装备机械结构设计-明确实验目的和任务-了解装备设计的基本知识-熟悉装备设计的基本流程-进入减速箱设计和微型燃气轮机设计进行认知学习;

减速器

(1)概念:

减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器;按照传动级数不同可分为单级和多级减速器;按照传动齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。在现代机械中应用极为广泛。

(2)圆柱齿轮减速机

圆柱齿轮减速机的优点是故障率低,运行稳定、承载能力大、结构简单、维修方便、价格较低,缺点是体积比较大、占地面积大、容易产生齿面胶合。

(3)分流式齿轮减速器

分流式齿轮减速器结构相对较复杂,但可改善单组齿轮的受力关系,从而降低故障率。(如斜齿轮传动克设计分流传动部分减少或抵消轴向力)

(4)蜗杆-齿轮减速器:

蜗杆-齿轮减速器是一种组合型减速器,具有如下特点:

1、 机械结构紧凑、体积外形轻巧、小型高效;

2、热交换性能好、散热快;

3、安装简易、灵活轻捷、性能优越、易于维护检修;

4、运行平稳、噪音小、经久耐用;

5、使用性强、安全可靠性大;

减速箱设计基本知识——齿轮减速箱结构介绍

(1)齿轮减速箱箱体:

箱体是减速器的重要组成部件,它是传动零件的基座,应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰铸铁制造,灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单件生产的减速器,为了简化工艺、降低成本,可采用钢板焊接的箱体。为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔,而轴承座旁的凸台,应具有足够的承托面,以便放置联接螺栓,并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度,在轴承孔附近加支撑筋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积,箱体底一般不采用完整的平面。减速器下箱座底面是采用两纵向长条形加工基面。

(2)齿轮、轴及轴承组合:

小齿轮与轴制成一体,称齿轮轴,这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下,如果轴的直径为d,齿轮齿根圆的直径为df,则当df-d≤6~7mn时,应采用这种结构。而当df-d>6~7mn时,采用齿轮与轴分开为两个零件的结构,如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接,轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合,用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时,应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。图中,轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油,进行润滑。箱座中油池的润滑油,被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上,沿内壁流到分箱面坡口后,通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时,应采用润滑脂润滑轴承,为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂,可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内,在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。

(3)减速箱附件:

为了保证减速器的正常工作,除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外,还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 1)检查孔 为检查传动零件的啮合情况,并向箱内注入润滑油,应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时,检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。 2)通气器 减速器工作时,箱体内温度升高,气体膨胀,压力增大,为使箱内热胀空气能自由排出,以保持箱内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏,通常在箱体顶部装设通气器。 3)轴承盖 为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷,轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖,利用六角螺栓固定在箱体上,外伸轴处的轴承盖是通孔,其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便,但和嵌入式轴承盖相比,零件数目较多,尺寸较大,外观不平整。 4)定位销 为保证每次拆装箱盖时,仍保持轴承座孔制造加工时的精度,应在精加工轴承孔前,在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。图中采用的两个定位圆锥销,安置在箱体纵向两侧联接凸缘上,对称箱体应呈对称布置,以免错装。

5)油面指示器 检查减速器内油池油面的高度,经常保持油池内有适量的油,一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位,装设油面指示器,图中采用的油面指示器是油标尺。

6)放油螺塞 换油时,排放污油和清洗剂,应在箱座底部,油池的最低位置处开设放油孔,平时用螺塞将放油孔堵住,放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。

7)启箱螺钉 为加强密封效果,通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶,因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置,加工出1~2个螺孔,旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。小型减速器也可不设启箱螺钉,启盖时用起子撬开箱盖,启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓。

8)起吊装置 当减速器重量超过25kg时,为了便于搬运,在箱体设置起吊装置,如在箱体上铸出吊耳或吊钩等。图中上箱盖装有两个吊环螺钉,下箱座铸出四个吊钩。

燃气轮机设计基本知识

1 燃烧室:

通过对压气机的压缩空气燃烧加热,增加工质的做功能力

燃烧室部件:燃料喷咀、火焰筒、联焰管、过渡段

2 以圆筒型燃烧室为例

全部空气流过一个或两个独立于燃烧室,结构独立,尺寸可以做得大一些,燃烧效率高,稳定性好,适用于固定式机组。

3 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

燃气轮机基本原理与蒸汽轮机相似,燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似,不同处在于工质不是蒸汽燃气轮机由三大部分构成:压气机、燃烧室、燃气透平。工质在燃烧室里燃烧,将燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里气体的内能转变为气体的动能,燃气高速喷出,冲击叶轮转动。

燃气轮机工作流程:

压气机连续的从大气中吸入空气并将其压缩。压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即进入透平在喷管叶栅内膨胀做功,推动透平叶片旋转。加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。

1.实验报告模板,请到实验室网站上下载

2.实验报告内容主要分为以下部分:

(1)实验过程记录,不需要重复指导书的步骤,只需要回顾和记录关键的内容,或你认为是比较重要的、新颖的、有重要意义的、应用价值高的等等,总之,不要拘泥于形式,不要做重复抄袭文字的事,要在实验中动脑筋、找感觉、激发自己的创新创业意识。

(2)思考与建议,你的思考,基于实验的自我思考,不限方向和范围,也不限字数。可以是知识技术的认知、可以是企业技术应用、可以是专业知识或技能的发展方向、可以是社会生产发展、也可以是应用到其他领域的设想,还可以是自我的打算等等。建议可以对实验室的建设和管理建议、教师的讲课改进建议、对自己的建议、对同学的建议,对企业的建议等等。

(3)思考题:每个实验项目中都有思考题,请在实验报告末尾回答其中的任意一个,答案也不限定一个。

(4)其他:可以附加。

(5)实验报告不限篇幅和字数,将根据多个方面由评定成绩。

3.实验完成后2周内提交电子版,上传到网上,上传后收到确认为准。

暂无

 

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