《机械设计基础》实验指导书
机械设计基础实验指导书
机械设计基础实验指导书2009年6月实验一机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、掌握根据实际机器或模型绘制机构运动简图的基本技能；2、通过实验进一步加深理解机构的组成原理，熟悉构件和运动副的代表符号、机构自由度的含义及自由度的计算；并判断该机构在何种条件下具有确定的运动；3、通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别。
二、实验设备和工具1、机器（牛头刨床、插齿机、内燃机等），机构模型；2、测量工具：钢尺、内外卡规、量角器；3、绘图工具：三角板、园规、铅笔、橡皮擦、草稿纸（学生自备）。
三、实验原理任何机构都是由若干构件和运动副组合而成的。
从运动学的观点看，机构的运动仅与构件数目、运动副的数目、种类和相对位置有关。
因此，在绘制机构运动简图时可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，而用统一规定的符号来表示构件和运动副，并按一定的比例尺绘出各运动副的相对位置和机构结构，以此表明实际机构的运动征。
从而便于进行机构的运动分析和动力分析。
凡不按比例绘出的图称机构示意图，它只能定性地研究机构的某些运动特性（如自由度）；凡按比例尺绘出的图称机构运动简图，根据机构运动简图可定量地分析机构的运动特性。
四、方法与步骤1、使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动的传递路线仔细观察机构的运动，从而确定组成机构的构件数目。
2、根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的类型。
3、适当选择最能清楚表达各构件相互关系的面为投影面，选定原动件的位置，按构件的顺序，用规定的符号画出机构示意图。
然后用数字1，2，3……分别标出各构件，用字母A，B，C……分别标出各运动副。
4、计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图草图是否正确。
应当注意，在计算自由度时应除去虚约束及局部自由度。
5、测量与机构运动有关的尺寸（转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等），按确定的比例尺画出机构运动简图。
1=图示长度（mm）比例尺实际长度（m）6、在草图上自检无误后，将图交指导教师签字。
机械设计基础实验指导书(精)
四、实验要求
2、记录不少于三个所参观的零件并以任一标准件为例,谈谈对其认识。
2、观看通用零部件。因每种零部件上都有说明。所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法,让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。
三、实验设备
模型陈列柜,分机械原理部分和机械设计部分。
机械原理部分有:
第一柜:机器的组成及特征;第二柜:平面连杆机构;第三柜:平面连杆机构的应用;第四柜:齿轮的基本参数;第五柜:齿轮机构;第六柜:凸轮机构;第七柜:组合机构;第八柜:周转轮系功用;第九柜:停歇和间歇运动机构;第十柜:空间机构
实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定
一、
实验目的
1、观察低碳钢拉伸过程中的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
2、测定低碳钢的屈服极限(屈服点σs ,强度极限(抗拉强度σb ,断后伸长率δ和断面收缩率ψ。二、
实验设备及工具
a WE型液压式万能试验机; b SH-350试样分划器; c游标卡尺;
d低碳钢长试样(l =100mm ,d=10mm。拉伸试件按国标GB/T 6397—1986制作。如图2-1所示,拉伸试件采用哑铃状,由工作部分、圆弧过渡部分和夹持部分组成。若以L表示试件工作部分标距,d表示试件直径,则拉伸试件有短试件(L =5d和长试件(L =10d两种。本试验采用长试件。
图2-1圆形拉伸试件图2-2低碳钢的拉伸曲线
三、实验原理及方法
将试件安装于试验机的夹头内,之后匀速缓慢加载(加载速度对力学性能是有影响的,速度越快,所测的强度值就越高,直至将试件拉断。低碳钢试件在静拉伸试验中,通常可直接得到拉伸曲线,即F -△L曲线,如实2-2图所示。用准确的拉伸曲线可直接换算出应力应变σε-曲线。观察拉伸曲线可见试件依次经过弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段等四个阶段,其中前三个阶段是均匀变形的。
机械设计基础实验指导书
机械设计基础实验指导书目录实验一机构运动简图绘制 (1)实验二齿轮范成原理 (2)实验三带传动实验 (3)实验四齿轮效率实验 (6)实验五减速器拆装 (9)实验报告一 (10)实验报告二 (11)实验报告三 (12)实验报告四 (14)实验报告五 (15)实验一 机构运动简图的测绘和分析一.实验目的1. 学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
2. 通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备1. 机械实物及机械模型。
2. 钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。
3. 三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等（自备）。
三.原理和方法1. 原理机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数目、相对位置有关。
因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。
这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为机构示意图。
2. 测绘方法⑴缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定机构构件的数目。
⑵根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。
⑶在草稿纸上绘出机构示意图。
用1,2,3…依次标注各构件，用A,B,C …分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。
⑷测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。
⑸选长度比例尺图示长度实际长度=μ （m/mm ）。
在实验报告纸上画出机构运动简图。
实验二 齿轮范成原理一.实验目的1. 掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。
2. 了解渐开线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二.实验设备与工具1. 齿轮范成仪，剪刀，绘图纸齿轮范成仪基本参数：25.0120mm 20**a ==︒==c h m ，，，α，被加工齿轮齿数z =10。
2. 同学自备：圆规，三角板，铅笔，橡皮，计算工具。
实验指导书-机械设计基础
（3）滑动率的测定
两台电机的转速传感器（红外光电传感器）分别安装在带轮背后的环形糟中（本图未表
示），由此可获得主动带轮的转速 n1 和从动带轮的转速 n2。由于两带轮直径相等，可以得出
带传动的滑动率 ε
v1 v2 (1 D2 n2 )＝ n1 n2 100%
v1
D1n1
n1
（8－2）
（4）转矩和有效拉力的测定
班级
姓名
实验时间
二、实验设备
三、预习作业 1.什么是机构运动简图？ 2.在绘制机构运动简图时，长度比例尺及投影面怎样选择？
长度比例尺： µl ＝
投影面的选择方法：
3.机构具有确定运动的条件是：
4.什么是复合铰链、局部自由度、虚约束？在计算机构自由度时，如何处理？
四、实验结果 1.机构名称
长度比例尺： 机构自由度计算： 是否有确定的运动： 机构运动简图：
丢纸屑杂物，要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。 8. 实验完毕后，仪器物品应恢复原位，整理场地，关闭电源。经指导教师检查仪器设备、
工具、材料及实验记录后，方可离开实验室。 9. 私自拆卸仪器设备并造成事故和损失的，肇事者应写出书面检查，并按学校的有关规
定进行赔偿和处罚。 10. 按照要求撰写实验报告，在实验室结束实验后 1 周内上交实验报告。
10－滑动支座 11－拉力传感器 12－固定支座 13－电测箱
发电机 1 固定于支座 12 上，
原动机 5 的支座 10 设计成浮动结
构（滚动滑槽），与牵引钢丝绳 6、定滑轮 7（放大比 i=3）、砝码 8 一起组成带传动的张紧力
形成机构。改变砝码的质量，通过钢丝绳拉动滚动支座，可以使带获得不同的张紧力 F0。
AB 代表构件 1，BC 代表构件 3。
机械设计基础实验指导书(最新)
①“左、静、右”钮置“左”，记录μA表值，若指针指过满度，置合适的衰减档，记录灯下刻度，得1测点振动量S11。
②“左、静、右”钮置“右”，重复①的操作，得2测点振动量S21。
1#面加试重完毕关闭闪光灯，锁紧支撑，停车取下试重。
7、2#校正面加试重，测量两支撑振动量S12，S22。
电测部分的解算电路，又称面的分解电路，它的作用是保证每次μA表的示值及闪光灯下定出的角度。每次只反映某一个校正面不平衡量的大小和位置，并不包含另一个校正面不平衡量的影响。校正面的选择，即面的分离电路控制，由“左、静、右”旋钮切换。
另外，μA表的示值是“格数”，是不平衡的相对值。因为理论上可以证明软支撑动平衡机不平衡与支撑振动量之间成正比，且相位相反。因此，μA表的示值也是振动量的相对值，根据振动量的相对值（幅值）和闪光灯下的角度（相位），就可以确定出转子平衡量的大小和位置。
确定转子平衡量大小和位置的方法有：试凑法，几何作图法和计算法。本实验用影响系数法进行转子动平衡，提倡用计算机程序化计算。
图1DS—30型动平衡机工作原理图
五、实验步骤
实验的主要过程是：测量试验转子支撑处的初始振动幅值及相位；对左、右校正面加试重，并分别测量支撑振动幅值及相位。
1、接通电测箱电源，指示灯亮，仪器预热20分钟。
东北电力大学自编教材
机械设计基础实验指导书
（附实验报告表）
赵成军编写
机械工程学院机械基础实验室
实验守则
1、实验课前必须认真阅读实验指导书。熟悉实验目的、要求、步骤以及有关注意事项，做好实验前的各项准备工作。
2、实验前必须完成“实验预习报告”，否则，不允许参加本次试验，不计成绩。
机械设计基础实验指导书
《机械设计基础》实验指导书课程学时：80实验学时：12适用专业：编写者：审查者：编写日期：目录（一）机械认知实验 (2)（二）平面机构运动简图的测绘与分析 (4)(附1) 平面机构运动简图的测绘与分析实验报告 (6)（三）渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定与分析 (8)(附2) 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定与分析实验报告 (12)（四）机构运动方案创新设计实验 (14)(附3) 机构运动方案创新设计实验报告 (39)（五）轴系结构设计与分析 (40)（附4）轴系结构设计与分析实验报告 (43)（六）减速器拆装及结构分析 (44)（附5）减速器拆装及结构分析实验报告 (47)（一）机械认知实验实验学时：2学时实验类别：验证性实验目的：1.了解机器的组成原理，加深对机器总体感性认识。
2.了解机器的常用机构的结构、类型、特点及应用。
3.了解机器的运动原理和分析方法，使学生对机器总体感性认识上升为理性认识。
实验过程要点：通过观察陈列室展示各种常用机构模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。
实验教师作以简单介绍，提出问题，供学生思考。
学生通过观察，对机器的组成、常用机构的结构、类型、特点有一定的了解。
(一) 机器观察实物模型和机构，使学生认识到机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
因此掌握各种机构的运动特性，有利于研究任何机器的特性。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构四杆机构在平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛。
四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构、单移动副机构、双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
它们根据两连架杆为曲柄或摇杆来确定。
2.单移动副机构：是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
机械设计基础实验指导书080321
二O一一年四月实验一机构运动简图的测绘及分析一、实验目的：1、掌握机构运动简图测绘的基本方法；2、巩固机构自由度的计算。
并验证机构具有确定运动的条件；3、通过对机构进行结构分析，了解结构的组成原理二、设备和工具机器和机构模型量具铅笔橡皮和草稿纸三、实验原理机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形式以及各运动副的相对位置有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关，因此，在工程上对机构进行结构分析、运动分析和力分析时可以用机构运动简图来进行。
机构运动简图既简单有能正确地反映一部机器的运动特征，因此，正确地测量和绘制机构运动简图是机械设计的重要组成部分、四、实验方法与步骤1、观察机构的运动，弄清构件的数目缓慢移动被测的及其或机构模型，从原动件开始，根据运动传递路线，仔细观察相连接的两构件是否有相对运动，特别要注意那些运动很微小的构件，从而弄清楚组成机构的构件数目。
2、判别运动副类型一般，从原动件开始，遵循运动传递的顺序，仔细观察各相邻构件之间的相对运动性质。
由此确定机构中运动副的类型、数目3、合理选择视图一般选择与机构的多数构件运动平面平行的平面作为投影面。
必要时也可以就机构的不同部分选择两个或者两个以上的投影面，然后展开到一张图面上。
或者把主运动简图上难于表示清楚的部分，另绘一张局部简图。
对于齿轮机构则可选择与运动平面相垂直的平面作为投影面。
总之，以简单清楚的把机构的运动情况表示出来为原则。
4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度。
将原动件转到某一位置（即可看清多数活动构件和运动副的位置）。
在草稿纸上按照规定的符号，目测尺寸使实物与图形大致成比例，徒手画出机构运动简图的草图，然后计算机构的自由度，并将草图与实物对照，观察是否和实物相符合。
5、画正式的机构运动简图。
确定尺寸比例尺，认真测量机构各运动副之间的相对位置参数，在实验报告纸上用三角板和圆规，将上述草图按照选定的比例尺μl(构件的真实长度与图示长度的比值，单位为m/mm或mm/mm)画出正式的机构运动简图。
《机械设计基础》实验指导书及报告
《机械设计基础》实验指导书及报告姓名______________________学号______________________自然班级______________________成绩任课教师______________________兰州理工大学机电学院目录1、实验一机构运动简图测绘与分析 (1)2、实验二齿轮齿廓范成原理 (4)3、实验三轴系结构测绘与分析 (7)4、实验四减速器拆装 (8)实验报告 (10)实验须知1.开课后根据自己课程安排要及时选课，不要多选或者少选；2.如有特殊情况不能参加实验，应提前向实验室老师请假。
进行必要调换。
否则一律按自己选定的时间参加实验，并在规定的时间内完成实验；3.参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习；4.携带实验指导书及实验相关的用具；5.在实验的过程中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要做与实验无关的事情；6.各种实验设备在使用前要仔细检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好，发现丢失或损坏应立即报告；7.要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全；8.要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。
工作台面要干净并要搞好室内卫生；9.在离开实验室前，应由指导教师在相关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作；10.对实验结果要进行分析、整理和计算，认真填写实验报告；11.按要求及时交实验报告；12.由于结课后实验报告要由实验室统一保管，因此做过的实验报告若有丢失其成绩只能按不及格处理；13.考核按五级记分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。
没有实验成绩以及实验成绩不合格的同学不能参加正式考试（确有特殊原因者可申请补做或重做实验）。
兰州理工大学机电学院2015年11月实验一机构运动简图的测绘与分析一、实验目的1、能够熟练的掌握测绘实际机器和模型机构运动简图的基本技能；2、学会分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法；3、加深对机构结构的了解。
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《机械设计基础》实验指导书
（适用热力专业）
集美大学机械设计及理论教研室
编
集美大学机械基础实验中心
年月
目录
实验一机构运动简图的测绘与分析（学时）………………………………实验二机械传动综合实验（学时）…………………………………………
实验三减速器拆装实验（学时）……………………………..…...………
实验一机构运动简图的测绘与分析
一、实验目的
、学会根据各种机械实物或模型绘制机构运动简图；
、分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法。
二、实验设备和工具
、各类典型机械的实物和模型（如：缝纫机机头、油泵模型、机构模型等）；
、钢皮尺、内外卡尺、剪刀等。
三、实验原理和方法
、原理
由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。
、方法
）测绘时使被测绘的机构缓慢地运动，从原动构件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目；
）根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的特点，确定各个运动副的种类。
）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接次序，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。
用数字、、、…分别标注各构件，用拉丁字母、、、…分别标注各运动副；
）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例尺画成正式的机构运动简图。
四、实验步骤和要求
、对绘制指定的几种机器或机构模型的机构运动简图，其中至少有一种需按确定的比例尺绘制，其余的可凭目测，使图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图；
、分析机构有无局部自由度、复合铰链、虚约束等，计算机构自由度数，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计算结果与实际是否相符。
五、思考题
一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？
绘制机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意选定？会不会影响简图的正确性？
、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？
实验二机械传动综合实验
实验目的
、通过对各种常见机械传动装置的认识，熟悉各种机械传动装置的性能、特点，加深各种机械传动装置性能的认识和理解；
、熟悉各种机械传动的基本要求，进行合理布置，并对组合传动方案进行比较，提高综合动手能力。
二、实验设备结构
本实验在“机械传动性能综合实验台”上进行。
该实验台以新型实验台的概念设计，可替代传统的单一实验台（如“带传动实验台”、“齿轮传动实验台” ）进行有关典型机械传动，“带传动”、“链传动”、“齿轮传动”、“蜗轮传动”及其它新型传动等基本实验，更可进行多级组合传动，如“带—齿轮传动”、“链—齿轮传动”、“齿轮—链传动”、“带—链传动” 等。
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，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，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。
由种类齐全的机械传动装置、联轴器动力输出装置、加载装置和控制及测试软件、工控机等组成，其工作原理系统图如下：
实验台由变频电机作为驱动，转矩转速传感器测量机械传动装置的输入与输出转矩和转速，磁粉加载器进行转矩加载，全过程采用程控调节或手动调节,同步采样输入输出端的扭矩、转速及功率。
机械传动性能综合实验台各硬件组成部件的结构布局如图所示。
变频调速电机联轴器转矩转速传感器试件
加载与制动装置工控机电器控制柜台座
机械传动性能综合实验台外型如图所示。
图
实验台组成部件的主要技术参数如表所示。
表
序号组成部件技术参数备注变频调速电机台
型转矩转速传感器Ⅰ.规格;
输出讯号幅度不小于
Ⅱ.规格;
输出讯号幅度不小于
台
机械传动装置(试件)直齿圆柱齿轮减速器
摆线针轮减速器
蜗杆减速器
型带传动
齿形带传动
套筒滚子链传动
台
台
台
根
根
根
磁粉制动器额定转矩:
激磁电流: 2A
允许滑差功率:
台
工控机台
三、实验原理
采用模块化结构、可通过利用传动部分中不同部件的选择、组合搭配，通过支承联接，构成链传动实验台、三角带传动实验台、同步带传动实验台、齿轮传动实验台、蜗杆传动实验台、带－齿轮传动实验台、齿轮－链传动实验台、带－链传动实验台等多种单级和多级组合机械传动综合实验台。
通过对各种机械传动方案的合理布置，了解各种机械传动装置的性能特点和适用场合。