华北理工大学机械原理实验指导模板

实验一机械原理展示开放实验

一、实验目的

了解常见机构的类型、特点、用途、基本原理以及运动特性，对《机械原理》课程有一个全面的感性认识，培养对本课程的学习兴趣。

二、实验设备

本实验设备为VCD视盘机控制的机构学示教板，它由10个机构陈列柜组成，主要展示常见的各类机构，介绍机构的型式和用途，演示机构的基本原理和运动特性。

机构学示教板

三、实验内容

1.序言，介绍了单缸汽油机、蒸汽机和家用缝纫机三种典型机器以及各种运动副。

2.平面连杆机构。

3.机构运动简图及平面连杆机构的应用。

4.凸轮机构。盘形凸轮、移动凸轮、空间凸轮。

5.齿轮机构。平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动、相错轴齿轮传动。

6.渐开线齿轮的基本参数及渐开线、摆线的形成。

7.周转轮系。

8.间歇运动机构。棘轮机构、槽轮机构、齿轮式间歇机构、连杆停歇机构。

9.组合机构。串联组合、并联组合、叠合组合。

10.空间机构。空间四杆机构、空间连杆机构、空间五杆机构、空间六杆机构。

实验二机构运动简图的测绘和自由度

预备知识

1.什么是机构？什么是机构运动简图？

2.构件、零件、运动副的定义是什么？

机构具有确定运动的条件是什么？

一、实验目的

1.学会依照实际的机器或机构模型，绘制机构运动简图；

2.巩固和验证机构自由度的计算方法；

3.分析机构具有确定运动的必要条件和加深对机构分析的了解。

二、设备和工具

1.各种实际机器及各种机构模型；

2.钢板尺、卷尺、内外卡尺、量角器等；

3.自备铅笔、橡皮、草稿纸等。

三、实验原理和方法

由于机构的运动仅与机构中可动的构件数目、运动副的数目和类型及相对位置有关，因此，绘制机构运动简图要抛开构件的外形及运动副的具体构造，而用国家标准规定的简略符号来代表运动副和构件（可参阅GB4460－84“机构运动简图符号”），并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征。

要正确地反映机构的运动特征，就必须首先清楚地了解机构的运动。其方法是：

1.在机构缓慢运动中观察，搞清运动的传递顺序，找出机构的原动构件、从动构件（包括执行机构）和固定构件（机架）。

2.确定组成机构的可动构件数目以及构件之间所形成的相对运动关系（即组成何种运动副）。

3.分析各构件的运动平面，选择多数构件的运动平面作为运动简图的视图平面。

4.将机构停止在适当的位置（即能反映全部运动副和构件的位置），确定原动件，并选择适当比例尺，按照与实际机构相应的比例关系，确定其它运动副的相对位置，直到机构中所有运动副全部表示清楚。

5.测量实际机构的运动尺寸，如转动副的中心距、移动副的方向、齿轮副的中心距等。

6.按所测的实际尺寸，修定所画的草图并将所测的实际尺寸标注在草图上的相应位置，按同一比例尺将草图画成正规的运动简图。

7.按运动的传递顺序用数字1，2，3……和大写字母A，B，C……分别标出构件和运动副。

8.按机构自由度的计算公式计算机构的自由度，并检查是否与实际机构相符，以检验运动简图的正确性。

四、实验步骤

1.观察所画机构，搞懂运动原理；

2.熟悉运动副的标准代表符号；

3.描绘简图的草图；

4.测量实际机构的运动尺寸并标注在草图上；

5.选择比例尺，标注构件和运动副；

6.计算机构的自由度；

7.做机构的结构分析。

实验三回转构件的动平衡实验

预备知识：

1.动平衡和静平衡的基本概念；

2.动平衡的理论依据是什么？

3.质径积、相位的含义是什么？

一、实验目的：

1.巩固动平衡的基本理论知识；

2.通过“补偿重径积式”动平衡实验机的平衡原理和实践，加深对动平衡理论的理解。

二、实验设备及工具：

1.JDK-1型“补偿式”动平衡实验机；

2.实验专用转子；

3.平衡用重块或橡皮泥；

4.天平和砝码；

三、实验原理和方法

1.实验原理

理论上已经阐明，任何回转构件的动不平衡，都可以认为是分别由该构件上任意选择的两个回转平面T′和T″的不平衡重量m0′和m0″所产生的。因此，在进行动平衡实验时，便可以不管被平衡构件的实际不平衡量所在的位置及大小如何，只需要根据构件的实际外形的许可，任选两个回转平面作为平衡校正面，且把不平衡重量m0′和m0″看作就处在被选定的两个平衡校正面上，然后针对m0′和m0″进行平衡，就可以达到使整个构件平衡的目的。

2.实验机的结构概述和实验方法

本实验采用补偿式平衡实验机，又叫框架式平衡实验机。它是利用补偿重径积法测定两个平衡校正面的不平衡量m0′和m0″的大小和相位，它的结构如图6-2所示。

框架1经弹簧2与固定机架3相连接，并被O－X轴线以刀口的形式所支撑，构成了一个以O－X轴线为支撑的振摆系统。在框架上装有主轴4，由固定在机架上的电动机14通过皮带和带轮12所驱动。在主轴上还装有斜齿轮6，它与齿轮5齿数相等并互相啮合，构成交错轴斜齿轮传动。齿轮6还可以沿主轴4作轴向移动，移动的距离和齿轮6的轴向宽度相等。略比齿轮5的基圆周长大一些，当调整手轮18时可以使齿轮6左右移动，齿轮5和固定的轴9也可以同时回转。

齿轮5与圆盘7固定在轴9上，圆盘8除随轴9转动外，可以通过调节手轮17使之沿轴9上下移动，以改变两圆盘间的距离L C，L C值由指针16指示。圆盘7、8大小、质量完全相等，上面各装有一个质量为m C的重块，其质心都与回转轴线相距r C，但相位差1800。因此，当圆盘7、8转动时，m C的离心力F C便构成了一个可调的力偶矩F C L C，它与框架振摆面的夹角以φC表示，轴9上端的指针15即用来指示F C L C的作用平面和方向，指针的指向即为F C L C的转向，调节手轮18就可调节瞬时的φC值。

实验时，将待平衡的专门转子10架于两个滚动支撑13上，由主轴4带动。此时转子的不平衡质量可以看成在所选的两个平衡校正面T′和T″内，由向量半径分别为r0′和