机械精度设计与测量技术
实验指导书 祝金兰 编著
沈阳建筑大学交通与机械工程学院
机械电子工程实验教学中心
2006年2
月
学 生 实 验 守 则
1、学生必须按照规定的时间到实验室上课，不得迟到早退。
2、必须遵守实验室的一切规章制度。
3、不准动用与本次实验无关的仪器设备和室内的其它设施。
4、学生实验前应做好预习，复习有关基础理论知识，并接受
教师提问检查。
5、实验准备工作就绪后，必须经指导教师同意，方可动用仪
器设备进行实验。
6、实验中要仔细观察，认真记录各种实验数据，不准抄袭他
人实验结果，实验过程中不得擅自离开操作岗位。
7、使用仪器设备要遵守操作规程，要注意安全，如仪器发生
故障，应立即报告指导教师进行处理。
8、实验结束后，请指导教师检查，将使用的仪器设备摆放好，
并清扫好实验室，经教师同意方可离开实验室。
9、违反操作规程或擅自动用其它设备造成损坏者，视其认识
程度和情节轻重，按有关规章制度进行处理。
一、实验目的
本课程是机械类各专业的技术基础课，是设计和制造之间的桥梁。通过实验课的学习，使学生掌握测量技术的基本知识和基本技能，学会正确使用计量器及处理结果的方法，了解几何参数测量的基本原理和方法，分析测量误差的产生原因对零件使用性能的影响，培养学生的动手能力和分析解决问题的能力。
二、主要设备仪器配备
卧式光学比较仪、平台、合象水平仪、箱体、杠杆百分表、表面粗糙度显微镜、工具显微镜、渐开线检查仪、双啮综合检查仪。
三、实验内容提要
项目一：用卧式光学比较仪、立式比较仪测量内径和外径。
用内径百分表测量孔径。
项目二：用合象水平仪测量直线度误差。
用模拟位置度仪测量箱体误差。
项目三：用表面粗糙度显微镜测Rz值。
尺寸测量。
圆度误差或圆柱度误差测量。
用三针法测量螺纹中径。
项目四：径向综合误差、相邻齿误差测量。
渐开线齿形误差测量。
齿轮公法线测量。
四、实验教学方法
动手操作验证性、综合性实验。
五、实验教学要求
原理清楚，方法正确，数据可靠，报告工整。
实验一长度测量
实验1-1 用内径百分表或卧式测长仪测量内外径
一、实验目的
1、熟悉测量内径常用的计量器具和方法。
2、加深对内尺寸测量特点的了解。
3、本次实验为验证性实验。
二、实验内容
1、用内径百分表测量内径。
2、用卧式测长仪测量内径。
三、测量原理及计量器具说明
内径可用内径千分尺直接测量。但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪作比较测量。
1．内径百分表
国产的内径百分表，常由活动测头
工作行程不同的七种规格组成一套，用
以测量10--450mm的内径，特别适用于
测量深孔，其典型结构如图1所示。
内径百分表是用它的可换测头3
（测量中固定不动）和活动测头2跟被
测孔壁接触进行测量的。仪器盒内有几
个长短不同的可换测头，使用时可按被
测尺寸的大小来选择。测量时，活动测
头2受到—定的压力，向内推动镶在等
臂直角杠杆1上的钢球4，使杠杆1绕
支轴6回转，并通过长接杆5推动百分
表的测杆而进行读数。
在活动测头的两侧，有对称的定位
板8。装上测头2后，即与定位板连成
一个整体。定位板在弹簧9的作用下，
对称地压靠在被测孔壁上，以保证测头
的轴线处于被测孔的直径截面内。
2．卧式测长仪
卧式测长仪是以精密刻度尺为基
准，利用平面螺旋线式读数装置的精密
长度计量器具。该仪器带有多种专用附件，可用于测量外尺寸、内尺寸和内、外螺纹中径。根据测量需要，可用于绝对测量，又可用于相对（比较）测量，故常称为万能测长仪。
卧式测长仪的外观如图2所
示。在测量过程中，镶有一条精密
毫米刻度尺（图3a 中的6）的测
量轴3随着被测尺寸的大小在测
量轴承座内作相应的滑动。当测头
接触被测部分后，测量轴就停止滑
动。图3a 是测微目镜1的光学系
统。在目镜1中可以观察到毫米数
值，但还需细分读数，以满足精密
测量的要求。测微目镜中有一个固
定分划板4，它的上面刻有10个
相等的刻度间距，毫米刻度尺的一
个间距成象在它上面时恰与这10个间距总长相等，故其分度值为0.1毫米。在它的附近，还有一块通过手轮3可以旋转的平面螺旋线分划板2，其上刻有十圈平面螺旋双刻线。螺旋双刻线的螺距恰与固定分划板上的刻度间距相等，其分度值也为0.1毫米。在分划板2的中央，有一圈等分为100格的圆周刻度。当分划板2转动一格圆周分度时，其分度值为：
0.110.001()100
mm ×= 这样就可达到细分读数的目的。这种仪器的读数方法如下：从目镜中观察，可同时看到三种刻线（图3b ），先读毫米数（7mm ），然后按毫米刻线在固定分划板4上的位置读出零点几毫米数（0.4mm ）。再转动手轮3，使靠近零点几毫米刻度值的一圈平面螺旋双刻线夹住毫米刻线，再从指示线对准的圆周刻度上读得微米数（0.051mm ）。
所以从图3b 中读得的数是7.451mm 。
四、测量步骤
1．用内径百分表测量内径
（1）按被测孔的基本尺寸组合量块。换上相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔内。
（2）将选用的量块组和专用侧块（图4中的1和2）一起放人量块夹内夹紧（图4），以便仪器对零位。在大批量生产中，也常按照与被测孔径基本尺寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。
（3）将仪器对好零位用手拿着隔热手柄（图l中的7），另一只手的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在侧块上（或标准环内）使活动测头内缩，以保证放人可换测头时不与侧块（或标准环内壁）摩擦而避免磨损。然后，松开定位板和活动测头，使可换测头与侧块接触．就可在垂直和水平两个方向上摆动内径百分表找最小值。反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。零位对好后，用手指轻压定位板使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径百分表从侧块（或标准环）内取出。
（4）进行测量
将内径百分表插入被测孔中，沿被测孔的轴线方向测几个截面，每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。测量时轻轻摆动内径百分表（图5），记下示值变化的最小值。根据测量结果和被测孔的公差要求，判断被测孔是否合格。
2．用卧式测长仪测量内径
（1）接通电源，转动测微目镜的调节环以调节视度。
（2）参看图2：松开紧固螺钉12，转动手轮6。使工作台5下降到较低的位置。然后在工作台上安好标准环或装有量块组的量块夹子，如图4所示。
（3）将一对测钩分别装在测量轴和尾管上（图6），测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴和尾管，使两测钩头部的楔槽对齐，然后旋紧测钩上的螺钉，将测钩固定。
（4）上升工作台，使两测钩伸入标准环内或量块组两侧块之间，再将手轮6的紧固螺钉12拧紧。
（5）移动尾管10（11是尾管的微调螺钉），同时转动工作台横向移动手轮7，使测钩的内测头在标准环端面上刻有标线的直线方向或量块组的侧块上接触，用紧固螺钉13锁紧尾管；然后用手扶稳测量轴3，挂在重锤，并使测量轴上的测钩内测头缓慢地与标准环或侧块接触。
（6）找准仪器对零的正确位置（第一次读数）
如为标准环，则需转动手轮7 同时应从目镜中找准转折点（图7a中的最大值），在此位置上，扳动手柄8，再找转折点（图7b）中的最小值），此处即为直径的正确位置。然后，将手柄9压下固紧。
如为量块组，则需转动手柄4，找准转折点（最小值）。在此位置上扳动手柄8仍找最小值的转折点，此处即为正确对零位置。要特别注意，在扳动手柄4和8时，其摆动幅度要适当，千万避免测头滑出侧块，由于重锤的作用使测量轴急剧后退产生冲击，将毫米刻度尺损坏。为防止这一事故的发生，通过重锤挂绳长度对测量轴行程加以控制。当零位找准后，即可按前述读数方法读数。
（7）用手扶稳测量轴3，便测量轴右移一个距离，固紧螺钉2（尾管是定位基准，不能移动），取下标准环或量块组。然后安装被测工件，松开螺钉2，使测头与工件接触，按前述的方法进行调整与读数，即可读出被测尺寸与标准环或量块组尺寸之差。
（8）沿被测内径的轴线方向测几个截面。每个截面要在相互垂直的两个部位上各测—次。根据测量结果和被测内径的公差要求，判断该内径是否合格。
五、思考题
1．用内径千分尺与内径百分表测量孔的直径时，各属何种测量方法？
2．卧式测长仪上有手柄4（图2），能使万能工作台作水平转动，测量哪些形状的工件需要用它来操作？
实验1—2 用机械比较仪测量外径
一、实验目的
1．了解机械比较仪的测量原理。
2．掌握用机械比较仪测量外径的方法。
二、实验内容
用机械比较仪测量工件的外径。
三、计量器具说明
1. 杠杆齿轮式比较仪
杠杆齿轮式比较仪分度
值为0.001mm，标尺示值范围
为±0.1mm。可用于测量工件
的尺寸及形位误差，也可作为
测量装置的读数元件。杠杆齿
轮比较仪一般由杠杆齿轮比
较仪表头和座架两部分组合
使用，如图1－12所示。其工
作原理，如图1—13所示。当
测量杆1有微小直线位移时，
使杠杆短臂2和齿轮杠杆3—
起转动，齿轮杠杆3又带动小
齿轮4和指针5一起转动，并
可在表盘6上指示出相应的数
值。
2. 扭簧比较仪
扭簧比较仪的分度值
和示值范围，如表1－1所示。
扭簧比较仪（图1－14）用于
比较测量法测量高精度工件
的尺寸和形位误差，也可用作
测量装置的指示器。
用扭簧比较仪测量时，如图1—15所示，当测杆1上升时，测杆1推动传动角架2，使角架2转动并拉动扭簧5。扭簧被拉长时，扭簧的对称中心平面将带动指针6向刻度盘3的正方向旋转。反之当测杆1下降时，扭簧5将缩短，扭簧5上的指针6将向刻度盘3的负方向旋转。
使用扭簧比较仪应注意：
(1)测头与被测工件接触时，应仔
细调整，若指针超出示值范围过多，
容易损坏扭簧比较仪。
(2)扭簧比较仪的指针容易折断
或脱落，使用时应避免磕碰、撞击。
四、测量原理
机械比较仪测量工件外径，也
是按比较测量法进行测量的。先用选
择好的尺寸为L的量块组，将仪器的
指针调到零位，再将被测工件放到比
较仪的测头与工作台面之间。从比较
仪的表盘上读出指针相对零位的差
值ΔL（即被测工件外径相对量块组
尺寸的差值）。则被测工件的外径尺
寸D＝L＋ΔL，如图1—10所示。
五、测量步骤
1.测头的选择
根据被测零件表面的几何形状来选择测头，使测头与被测表面尽量满足点接触。
2.按被测工件外径的基本尺寸组合量块
3.调整仪器零位
(1)参看图1—12，将量块组置于工作台9的中央，并使仪器测头10对准量块测量面的中央。
(2)粗调节：松开臂架紧固螺钉2，转动调节螺母5，使臂架12缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，将螺钉2锁紧。
(3)细调节：松开紧固螺钉13，转动细调手轮4，使比较仪指针指近刻度盘零位。然后拧紧螺钉13。
(4)微调节：转动微调手轮3，使指针与刻度盘零位重合，然后压下测头拨叉6数次，使零位稳定。
(5)将测头抬起，取下量块。
4测量工件
按实验规定的部位进行测量，把测量结果填入实验报告。
5．合格性判断
从国家有关公差标准中查出公差值，计算工件的极限尺寸，判断工件的合格性。
思考题
用机械比较仪测量外径属于什么测量方法？
实验二形位误差测量
实验2—1 用合像水平仪测量直线度误差
一、实验目的
1 掌握用水平仪测量直线度误差的方法及数据处理。
2．加深对直线度误差定义的理解。
二、实验内容
用合像水平仪测量直线度误差。
三、测量原理及计量器具说明
机床、仪器导轨或其他窄而长的平面，为了控制其直线度误差，常在给定平面（垂直平面、水平平面）内进行检测。常用的计量器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。使用这类器具的共同特点是测定微小角度均变化。由于被测表面存在着直线度误差，计量器具置于不同的被测部位上，其倾斜角度就要发生相应的变化。如果节距（相邻两测点的距离）一经确定。这个变化的微小倾角与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。通过对逐个节距的测量，得出变化的角度．用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。由于合像水平仪的测量准确度高、测量范围大（±10mm／m）、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，故在检测工作中得到了广泛的采用。
合像水平仪的结构如图1a、d所示，它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部则由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。使用时将合像水平仪放于桥板（图2）上相对不动，再将桥板放于被测表面上。如果被测表面无直线度误差，并与自然水平面基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置．气泡边缘通过合像棱镜7所产生的影像，在放大镜6中观察将出现如图1b所示的情况，但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，导致气泡移动，其视场情况将如图lc所示。此时可转动测微螺杆10，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图1c中两影像的错移量Δ消失而恢复成一个光滑的半圆头（图lb）。测微螺杆移动量s导致水准器的转角α（图1d）与被测表面相邻两点的高低差h有确切的对应关系，即
h＝0．01 Lα（μm）
式中0．01——合像水平仪的分度值（mm／m）；
L——桥板节距（mm）；
α——角度读数值（用格数来计数）。
如此逐点测量，就可得到相应的αi值，为了阐述直线度误差的评定方法，后面将用实例加以叙述。
四、实验步骤
1. 量出被测表面总长，确定相邻两测点之间的距离（节距），按节距L调整桥板（图2）的两圆柱中心距。
2. 将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板依次放在各节距的位置。每放一个节距后，要旋转微分筒9合像，使放大镜中出现如图lb所示的情况，此时即可进行读数。先在放大镜11处读数．它是反映螺杆10的旋转圈数，微分筒9（标有+、-旋转方向）的读数则是螺杆10旋转一圈（100格）的细分读数，如此顺测（从首点至终点）、回测（由终点至首点）各一次。回测时桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据。必须注意，如果测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应检查原因并加以消除后重测。
3. 为了作图的方便，最好将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差（见后面的例题。）
4. 根据各测点的相对差，在坐标纸上取点，作图时不要漏掉首点（零点），同时后一测点的坐标位置是以前一点为基准，根据相邻差数取点。然后连接各点，得出误差折线。
5. 用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线必须与误差折线两个最高（最低）点相切，在两切点之间，应有一个最低（最高）点与另二条平行直线相切。这两条平行直线之间的区域才是最小包容区域。从平行于纵坐标方向画出这两条平行线间的距离，此距离就是被测表面的直线度误差值f（格）。
6. 将误差值f（格）按下式折算成线性值f（微米），并按国家标准评定被测表
面直线度的公差等级。
f（微米）＝0.01Lf（格）
例：用合像水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mm／m，选用的桥板节距L＝200mrn，测量直线度记录数据见附表。若被测平面直线度的公差等级为5级，试用作图法评定该平面的直线度误差是否合格？
按国家标准，直线度5级公差值为25μm。误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。
思考题
1. 目前部分工厂用作图法求解直线度误差时．仍沿用以往的两端点连线法，即把误差折线的首点（零点）和终点连成一直线作为评定标准，然后再作平行于评定标准的两条包容直线，从平行于纵坐标来计量两条包容直线之间的距离作为直线度误差值。
（1）以例题作图为例，试比较按两端点连线和按最小条件评定的误差值，何者合理？为什么？
（2）假如误差折线只偏向两端点连线的一侧（单凸、单凹），上述两种评定误差值的方法的情况如何？
2. 用作图法求解直线度误差值时，如前所述，总是按平行于纵坐标计量，而不是垂直于两条平行包容直线之间的距离，原因何在？
实验2—2 箱体位置误差测量
一、实验目的
1. 学会用普通计量器具和检验工具测量箱体的方法；
2. 理解各项位置公差的实验含义。
二、测量原理
位置误差由被测实际要素对基准的变动量评定。在箱体上一般是用平面和孔面作基准，测量箱体位置误差的原理是以平板或心轴来模拟基准，用检验工具和指示表来测量被测实际要素上各点对平板的平面或心轴的轴线之间的距离，按照各项位置公差要求来评定位置误差的。
例如：被测箱体有七项位置公差（对箱体应标注哪些形位公差，要根据箱体的具体要定，这里是按实验需要假设的）。各项公差要求及相相应误差的测量原理如下：
l —I 测量平行度
表示孔φ30H6 E 的轴线对箱体底面B 的平行度公差，
在轴线长度100mm 内长t 1mm ；测量时，用平板模拟基准平面B ，用孔的上下素线之对应轴心线代表的轴线。将箱体置于平板上，调整杠杆百分表测头接触孔壁。在上，下素线上，离端面2mm 的a 2、b 2和a 1、b 1处，用百分表分找到最高点和最低点，得到读数2a M 、2b M 和1a M 、1b M 按下列公式计算平行度误差。
//11221|()()|2
a b a b f M M M M =?+?
l －2 将箱体置于平板上，被测的轴线由心轴模拟在测量距离为2L 的a 、b 点上测得读数分别为a M 、b M 则平行度误差应按下式计算。
1//
2
||a b L f M M L =? 测量l －2
2—l 测量端面圆跳动
表示端面对孔Φ30H6 E 轴线的端面圆跳动不大于2t mm ，以孔φ030H6E 的轴线A 为基准。
测量时，将箱体和磁性表座置于平板上，芯轴插入基准孔，顶住磁性表座，调整百分表，使测头接触箱面。将芯轴回转一周记录百分表上读数的最大值、最小值，在按下列公式计算端面圆跳动误差值；
max min ||
f M M =?Z
3—l 测量径向全跳动
表示孔φ808H 孔壁对孔306H E φ轴线的径向全跳动不大于3t mm ，以孔φ306H E 的轴线A 作为基准。
测量时，将箱体置于平板上，芯轴插人基准孔，调整百分表。使测头接触被测孔璧：将表针预压半圆。在将芯轴连续回转，并沿基准轴钱方向作直线运动：在此过程中，记录百分表读数最大值，最小值，最大值与最小值之差．即为径向全跳动误差f Γ
max min ||f M M Γ=?
4—l 测量对称度
表示宽度为22m m 的槽面之中心平面对箱体左，右两则面的中心平面之对称差为5t mm 。将箱体的左侧面置于平板上，将杠杆百分表的换皮手柄朝上拔，调整表的位置使测杆平行于槽面，并将表针预压半圆。
分别在槽面等距的三个位上，测量槽面至平板的距离111a b c 记取读数1Ma 、1Mb 、1Mc ；在将箱体右侧面置于平板上，保持百分表原有的高度，再分别测量另一槽面上三处高度2a 、2b 、2c 记取读数Ma 2、Mb 2、Mc 2，则各对应的对称度误差为：
12||a f Ma Ma =?，12||b f Mb Mb =?，12||c f Mc Mc =?
取其中最大值作为槽面对两则面的对称度误差f ，若f ≤s t ，则该项合格。
5—1测量同轴度
表示两孔φ30H8的实际轴线对其公共轴线的同轴度公差为φ6t mm，M表示φ
t是在两孔均处于最大实体状态下给下的。这项要求最适宜用同轴度综合量规检6
验。
此项同轴度用综合量规检验，如图所示，若量规能同时通过两孔，则该两孔的同轴度符合要求。量规的直径等于被测孔的实效尺寸。
6－1测量位置度
表示四个孔φ7的轴线之位置度公差为φ7t mm ，以孔306H E φ的轴线A 作为基准。M 表示7t 是在四个孔径和基准孔径均处于最大实体状态之下给定的。这项要求最适宜用位置度综合规检验。
此项位置度宜用综合量规裣验，如图所示，将量规的中间塞规先插人基准孔中，接着将四个测销插入四孔。如能同时插入四孔，则证明四孔所处的位置合格。
综合量规的4个被测
孔之测销直径，均等于被测
孔的实效尺寸，基准孔的塞
规直径等于基准孔的最大
实体尺寸（φ30mm ）。各测
销的位置尺寸与被测各孔
位置的理论正确尺寸
（φ55mm ）相同。
若上述几项位置误差都合格，则该箱体合格。
实验1机器人机械系统 一、实验目的 1、了解机器人机械系统的组成； 2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用； 3、掌握机器人单轴运动的方法； 二、实验设备 1、RBT-5T/S02S教学机器人一台 2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套 3、装有运动控制卡的计算机一台 三、实验原理 RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。机器人的传动简图如图2——1所示。 图2-1机器人的传动简图 Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。 本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。 下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。1、同步齿形带传动 同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同
步齿形带传动。 同步齿形带传动如下特点： 1.平均传动比准确； 2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小； 3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛； 4.效率较高，约为0.98。 5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。 同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。带的模数 m 及宽度b 越大，则能传递的圆周力也越大。 图2-2同步齿形带传动结构 2.谐波传动 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 （一）传动原理 图2-3谐波传动原理 图2-3示出一种最简单的谐波传动工作原理图。 它主要由三个基本构件组成： （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮； （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮； （3）波发生器H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
上海百睿机电设备有限公司– https://www.doczj.com/doc/fb1182705.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台
《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月
螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。
ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称
电子测量实验指导书 通信与电子工程学院 通信与测量实验室
实验一、信号发生器和模拟示波器的使用 一、实验目的 1.学会信号发生器、模拟示波器的使用方法 二、实验仪器 函数信号发生器F40 一台 示波器GOS6051 一台 三、实验内容 1.用示波器测量正弦信号 （1）调节信号发生器，使其输出频率为1kHz，峰峰值为1V，不含直流成分的正弦波信号，用示波器观测次信号，记录其实际周期值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 （2）调节信号发生器，使其输出频率为5kHz，峰峰值为2V，含1v直流成分的正弦波信号，用示波器观测次信号，记录其实际周期值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。2.用示波器测量正弦信号 （1）调节信号发生器，使其输出周期为0.1ms，峰峰值为2V，占空比为50%，不含直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 （2）调节信号发生器，使其输出周期为0.2ms，峰峰值为3V，占空比为50%，含1V直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 (3) 调节信号发生器，使其输出周期为1ms，低电平为0V，高电平为3V，占空比为20%，不含直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 3.用示波器观测几个通信原理常用调制信号(选作) （1）调节信号发生器，使其产生一个调幅波，载波信号为频率1MHz的正弦波，幅度为2V；调制
信号选内部信号正弦波（波形编号为1），调制信号频率为5kHz，调制深度为80%。 （2）调节信号发生器，使其产生一个FSK波，输出正弦信号幅度为2V；调制信号选内部信号正弦波（波形编号为1），频率在100Hz和10KHz之间交替，交替间隔时间为10ms的正弦波。 4.用示波器观察李萨如图像（演示或者选作） 四、实验步骤 打开电源，并预热信号发生器，进入正常工作状态 4.1 用示波器测量正弦信号 4.1.1 步骤 （1）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“频率”，即完成按键上面对应蓝字的功能，说明完成选择波形为正弦波。在显示屏左端显示“~”。（2）按“频率键”，可显示频率或者时间单位，使其显示频率，完成1kHz的输入，即为：在数字按键上输入1，然后按扫描键，这时选择了按钮下方的单位“kHz”。 （3）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“猝发”，即完成按键上面对应蓝字的第一项功能，说明完成选择偏移功能。在数字按键上输入0，然后按调频键，这时选择了“mV”（或在数字按键上输入0，然后按“shift”，这时选择了“V”）。即说明选择直流分量为0。 （4）按“幅度键”，可显示幅度位，即电压单位。完成1V的输入，即为：在数字按键上输入1，然后按“shift”键，这时选择了“V”。 （5）用示波器观测输出信号，并记录实际周期和波形。 4.1.2 步骤 （1）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“频率”，即完成按键上面对应蓝字的功能，说明完成选择波形为正弦波。在显示屏左端显示“~”。（2）按“频率键”，可显示频率或者时间单位，使其显示频率，完成5kHz的输入，即为：在数字按键上输入5，然后按扫描键，这时选择了按钮下方的单位“kHz”。 （3）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“猝发”，即完成按键上面对应蓝字的第一项功能，说明完成选择偏移功能。在数字按键上输入1，然
机械精度设计与检测实验指导书 广东海洋大学 公差实验室 2013年2月
实验一用内径百分表或卧式测长仪测量内径 一、实验目的 1.熟悉测量内径常用的计量器具和方法。 2.加深对内尺寸测量特点的了解。 二、实验内容 1.用内径百分表测量内径。 2.用卧式测长仪测量内径。 三、测量原理及计量器具说明 内径可用内径千分尺直接测量。但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪做比较测量。 1.内径百分表 国产的内径百分表，常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以 测量10~450mm的内径，特别适用于测量深孔，其 典型结构如图1所示。 内径百分表是用它的可换测头3（测量中固定 不动）和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。 仪器盒内有几个长短不同的可换测头，使用时可按 被测尺寸的大小来选择。测量时，活动测头2受到 一定的压力，向内推动镶在等臂直角杠杆1上的钢 球4，使杠杆1绕支轴6回转，并通过长接杆5推 动百分表的测杆而进行读数。 2.卧式测长仪 卧式测长仪是以精密刻度尺为基准，利用平面 螺旋线式读数装置的精密长度计量器具。该仪器有 多种专用附件，可用于测量外尺寸、内尺寸和内、 外螺纹中径。根据测量需要，既用于绝对测量，又图 1 可用于相对（比较）测量，故常称为万能测长仪。 卧式测长仪的外观如图2所示。 在测量过程中，镶有一条精密毫米刻 度尺（图3a中的6）的测量轴3随着 被测尺寸的大小在测量轴承座内作 相应的滑动。当测头接触被测部分 后，测量轴就停止滑动。图3a是测 微目镜1的光学系统。在目镜1中可 以观察到毫米数值，但还需细分读 数，以满足精密测量的要求。测微目 镜中有一个固定分划板4，它的上面 刻有10个相等的刻度间距，毫米刻图 2
机械设计实验指导书
目录 实验一机械零件列柜演示实验 (4) 实验二带传动分析 (6) 实验三轴系结构分析 (11) 实验四减速器结构分析 (14) 实验五滑动轴承实验 (16) 实验六机械设计课程设计列柜演示实验 (22) 实验七机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书 (24)
学生实验守则 一、学生实验前应认真预习相关实验容，明确实验目的、容、步骤，对指导教师的抽查提问回答不 合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。 二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须按要求操 作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。 三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要认真做好实验报 告，认真分析实验结果、处理实验数据。 四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另行安排时间予 以补做。 五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导教师检查合格 后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须追究责任，视情节按有关规定论处。 六、实验室应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。实验时应注意安全，节约水、电、 气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告
实验一机械零件列柜演示实验 一、实验设备： XJ-10B型精选机械零件列柜、铅笔、橡皮、直尺等绘图工具、钢笔或圆珠笔等二、实验目的： 了解常用机械零件的构造及应用。 三、实验要求： 1.回答每一柜中一个简答题； 2.画出主动斜齿轮、主动锥齿轮、主动蜗杆的受力图。 四、实验容：
电子测量原理实验指导书 南京邮电大学自动化学院
目录 电子测量实验系统组成原理及操作 (1) 电子计数器原理及应用 (10) 示波器原理及应用 (16) R、L、C参数测量 (24) 逻辑分析仪原理及应用 (31) 交流电压测量 (40)
电子测量实验系统组成原理及操作 一、实验目的 1．了解SJ-8002B电子测量实验系统的原理和组成。 2．学习操作本实验系统并完成一些简单实验。 二、实验内容 1．操作本系统的实验箱内部DDS信号源，产生出多种信号波形，并用外接示波器观察。 2．使用本实验箱内部数字示波器，去观察外部信号源的信号波形。 3．使用本实验箱内部数字示波器，观察内部DDS信号源产生的信号波形。 三、实验器材 1．SJ-8002B电子测量实验箱 1台 2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器） 1台 3．函数信号发生器（1Hz～1MHz） 1台 4．计算机(具有运行windows2000和图形化控件的能力) 1台 四、实验原理 SJ-8002B电子测量实验系统由三大部分组成：a电子测量实验箱；b系列化的实验板；c微型计算机（含配套的实验软件），如图1－1所示。此外，实验中根据需要可以再配备一些辅助仪器，如通用示波器、信号源等。 图1－1 电子测量实验系统的基本组成 电子测量实验系统的外貌图如图1－2所示。
图1－2 电子测量实验系统 电子测量实验箱主板如图1－3所示。 S102 短路块 62芯插座，实验电路板 AC9V 温度板用电源 EPP 插座，连接计算机 并口 键盘板接口 电位器直流可调电压 S101 短路块 S702 短路块 S602 短路块 采集1通道输入Ain1信号源1输出Aout1 测频输入Fx 采集2通道输入Ain2信号源2输出Aout2 直流电压输入DCin 图1－3 电子测量实验箱主板 短路块名 短路位置 连接说明 使用场合 S101 左边 7109直流电压差分输入端DC －不接地 温度实验时使用
《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著 电子技术省级实验教学示范中心
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、 实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、 实验仪器 1、传感器特性综合实验仪 THQC-1型 1台 2、万用表 MY60 1个 三、 实验原理 金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。 金属的电阻表达式为： S l R ρ = （1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ?，横截面积相应减小S ?，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?，故引起电阻值变化R ?。 用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系 εσE = （2） 式中：ζ——测试的应力； E ——材料弹性模量。 可以测得应力值ζ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。 四、 实验内容与步骤 1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R 2、R 3、R4，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、将主控箱与模板电源±15V 相对应连接，无误后，合上主控箱电源开关，按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置，再进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。（注意：当Rw2的位置一旦确定，就不能改变。） 3、应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（如四根粗实线），把电桥调零电位器Rw1，电源±5V ，此时应将±5V 地与±15V 地短接（因为不共地）如图1-1所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。 4、按表1-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表1-1中。
《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) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
电子科技大学 实验指导书 《电子测量原理》实验 -----数字存储示波器的使用和带宽测试 一．实验目的 1.熟悉数字示波器基本工作原理 2.了解数字示波器的主要技术指标 3.掌握数字示波器的使用方法和带宽测试 二．实验内容 1.相关测试仪器的熟练使用 2.边沿、脉宽等触发类型的使用 3.触发释抑功能的使用 4.预触发与延迟触发功能的使用 5.脉冲参数的测量 6.获取模式（标准、峰值、平均、高分辨率）的使用 7.触发方式（自动、正常、单次）的使用 8.带宽的测量 三．预备知识 1.了解数字存储示波器原理 2.熟悉掌握数字存储示波器使用和带宽的测试方法。 四．实验设备与工具 数字存储示波器、任意波形发生器、射频信号源 五．实验原理与说明 1.实验仪器简介 ⑴函数发生器 Agilent Technologies 33220A 是高性能的20 MHz 任意波形发生器，其具有内置任意波
形和脉冲功能。实物如图1。 ?10 个标准波形 ?内置的14 位50 MSa/s 任意波形功能 ?具有可调边沿时间的精确脉冲波形功能 ?LCD 显示器可提供数字和图形视图 ?易用的旋钮和数字小键盘 ?仪器状态存储器，用户可自定义名称 ?带有防滑支脚的便携式耐用机箱灵活的系统特性 ?四个可下载的64K 点任意波形存储器 ?GPIB (IEEE-488)、ΜS B 和LAN 远程接口为标准配置?符合LXI Class C 标准?SCPI（可编程仪器的标准命令）兼容 图1 Agilent 33220A 20 MHz 任意波形发生器 ⑵数字存储示波器Agilent DSO5012A Agilent DSO5012A主要指标： ?采样率2 GSa/sec 每通道 ?垂直分辨率8 位 ?模拟带宽：100MHz ?上升时间（= 0.35/ 带宽）：3.5 nsec ?水平范围：5 nsec/div 至50 sec/div ?触发系统模式：自动、正常（已触发）、单，释抑时间~60 ns 至10 秒 ?触发类型：边沿、脉冲宽度、码型、TV、持续时间 ?边沿：在任何源的上升沿、下降沿或交变沿触发 ?脉冲宽度：当正向或负向脉冲小于、大于或在任意源通道的特定范围内时触发。 ?最小脉冲宽度设置：5 ns ?最大脉冲宽度设置：10 s
《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) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)
机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月
实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的
运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：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，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它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。可分为：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。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所
《电子测量》实验指导书 电子测量实验室编写
目录 实验一示波器性能研究及使用 实验二交流电压的测量 实验三时间的测量 实验四相位差和频率的测量 实验五测量放大器参数测试 实验六函数信号发生器的设计与调测 实验七扫频仪的使用及有源滤波器性能测试实验八简易数显频率计的设计
前言 《电子测量》是一门理论与实践并重的课程。它主要介绍电学中常见物理量（如电压、电流、电阻、电感、频谱、频率特性等）的测量方法、测量时使用的测量仪器以及基本的测量误差理论。学生通过本课程的学习，应该在理解原理的基础上，掌握各物理量的测量方法，会使用相关的测量仪器。 《电子测量》课程实验开设目的：首先是加深理解在课堂上获得的理论知识，将理论知识形象化；同时学习仪器设备的实际操作，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到对已学过的其它课程知识融会贯通的效果。
实验一示波器性能研究及使用 一实验目的 熟悉示波器的工作原理； 掌握正确使用示波器测量各种参数的方法。 二实验原理 我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。 普通的电压表是在其刻度盘移动的指针或数字显示来给出信号电压的测量度数。而示波器则不同，示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压的随时间的变化，即波形。 示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。 本次实验目的是熟悉示波器各功能旋钮的使用，掌握用屏面上波形及屏幕标尺测量波形幅值及时间的方法。示波器使用方法见附录一。 三实验设备 1. 示波器一台 2．信号发生器一台 3．超高频毫伏表一台 四实验步骤 1、了解信号发生器的性能与使用方法： 用信号源输出高频信号，用示波器观察高频信号发生器的正弦波输出和调幅波输出，观察改变调制度时波形的变化。 2、熟悉触发器正负极性及触发电平的功能： 用高频信号源输出正弦波，用示波器进行观察。当示波器上出现清晰的波形后，适当将波形右移，使波形的起始端出现在屏幕上。改变触发极性，即将触发极性钮拉出或推入，观察波形的变化。再转动触发电平旋钮，观察波形变化。 3、测试偏转灵敏度： 使信号源输出正弦波信号，频率为100KHz，调节输出幅度，用超高频毫伏表测量，使之为0.5V。示波器探头置于×1档，偏转因数选择开关置于0.2V/cm，微调钮置于“校准”。将信号源输出接入示波器，从荧光屏上读出信号幅度的格数，记录在表1-1中，计算出偏转因数，与选择开关指示值(0.2V/cm)比较。 将信号幅度改为0.1V，示波器偏转因数选择开关置于50mv/cm，重复上面的测量。 4、测试扫描速度： 示波器的扫描速度开关置于0.2ms，扫描微调置于校正，输入函数发生器的1KHz 方波。测出一个信号周期T所占的水平格数，则可算出扫描速度=T/格数，与扫描速度选择开关指示值(0.2ms)相比较，计算出相对误差。记录在表1-2中。
机械优化设计实验指导书 实验一用外推法求解一维优化问题的搜索区间 一、实验目的： 1、加深对外推法（进退法）的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-1 外推法（进退法）程序框图
算法程序框图：如图1-1所示。 算法步骤：（1）选定初始点a1=0, 初始步长h＝h0，计算 y1＝f(a1)， a2=a1＋h,y2＝f(a2)。 （2）比较y1和y2: （a）如y1≤y2, 向右前进；，转（3）； （b）如y2＞y1, 向左后退；h＝－h，将a1与a2，y1与y2的 值互换。转（3）向后探测； (3）产生新的探测点a3＝a2＋h，y3＝f(a3); (4) 比较函数值 y2和y3： （a）如y2>y3, 加大步长 h＝2h ，a1=a2, a2=a3,转（3）继续 探测。 （b）如y2≤y3,则初始区间得到：a=min[a1,a3]， b=max[a3,a1]，函数最小值所在的区间为[a， b] 。 四、实验内容与结果分析 1、根据算法程序框图和算法步骤编写计算机程序; 2、求解函数f(x)=3x2-8x+9的搜索区间，初始点a1=0,初始步长h0=0.1; 3、如果初始点a1=1.8,初始步长h0=0.1,结果又如何？ 4、试分析初始点和初始步长的选择对搜索计算的影响。
实验二用黄金分割法求解一维搜索问题 一、实验目的： 1、加深对黄金分割法的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-2 黄金分割法程序框图 算法程序框图：如图1-2所示。 算法步骤： 1）给出初始搜索区间[a，b]及收敛精度ε，将λ赋以0.618。
机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年
目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)
实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。
四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏
本文由https://www.doczj.com/doc/fb1182705.html,【中文word文档库】收集 实验一机构运动简图测绘 分析机构的组成可知，任何机构都是由许多构件通过运动副的联接而构成的。这些组成机构的构件其外形和结构往往是很复杂的，但决定机构各部分之间相对运动关系的是原动件的运动规律、运动副类型及运动副相对位置的尺寸，而不是构件的外形（高副机构的轮廓形状除外）、断面尺寸以及运动副的具体结构。因此，为了便于对现有机构进行分析或设计新机构，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，按比例定出各运动副的位置，以此表示机构的组成和运动情况。这种表示机构相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。掌握机构运动简图的绘制方法是工程技术人员进行机构设计、机构分析、方案讨论和交流所必需的。 一、实验目的 1．对运动副、零件、构件及机构等概念建立实感； 2．熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号； 3．学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图； 4．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。 二、实验设备及用具 1．各种机构和机器的实物或模型 2．直尺、圆规、铅笔、橡皮、草稿纸（自备） 三、机构运动简图绘制的方法及步骤 1．了解待绘制机器或模型的结构、名称及功用，认清机械的原动件、传动系统和工作执行构件。 2．缓慢转动原动件，细心观察运动在构件间的传递情况，了解活动构件的数目。 3. 根据相连接的两构件间的接触情况和相对运动特点，判定机构中运动副种类、个数和相对位置。 在了解活动构件的数目及运动副的数目时，需注意以下两种情况： ①当两构件间的相对运动很小时，勿认为一个构件。 ②由于制造误差和使用日久，同一构件各部分之间有稍许松动时，易误认为两个构件。碰到这种情况，要仔细分析，正确判断。 3．要选择最能表示机构特征的平面为视图平面，同时，要将原动件放在一适当的位置，以使机构运动简图最为清晰。 4．在草稿纸上按规定的符号绘制机构运动简图，在绘制时，应从原动件开始，先画出运动副，再用粗实线连接属于同一构件的运动副，即得各相应的构件。原动件的运动方向用箭头标出。在绘制时，在不影响机构运动特征的前提下，允许移动各部分的相对位置，以求图形清晰。初步绘制时可按大致比例作图（称之为机构示意图）。图作完后，从原动件开始分别1、2、3……标明各构件，再用A、B、C……表明各运动副。
《测量技术基础》实验指导书 张海燕编 计算机与信息学院 二O 一三年十月 实验一、示波器的基本原理及其应用 实验目的
1、了解通用示波器和数字实时示波器的基本组成和工作原理 2、掌握通用示波器和数字实时示波器测量电压、时间、相位的基本方法 3、掌握示波器的基本应用 实验仪器 1、双踪小波器一 台 2、数字示波器一台 3、函数信号发生器一 台 4、移相器一 个 三、实验内容 1、掌握通用示波器、数字实时示波器的基本组成和工作原理，主要控制旋 钮的作用以及测量电压、时间、相位差的基本方法。 2、示波器X轴、Y轴偏转系统的灵活应用 向X轴、Y轴输入2KHz的正弦信号，分别显示下列图形： （1）一个光点（调节各控制旋钮使光点亮度适中，聚焦良好） （2）一条垂直线 （3）一条水平线 （4）一条45°斜线 （5）在示波器屏幕上分别显示10个、3个、1个周期波形。 以上各步骤除调出图形外，应记录或说明各主要控制旋钮所放置的位置或范围。 3、电压测量 由信号发生器输出IKHz的脉冲信号，测量其幅值。 （1）直接测量法 直接从示波器屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。若已知Y 通道的偏转灵敏度为Vy, Y轴通道处于“校正”位置，被测电压波形峰-峰高度为h,则可求被测电压值：Vp-p二Dy*h
（2）比较测量法 比较测量法就是用已知电压值（一般为峰-峰值）的信号波形与被测信号电压波形比较，并算出测量值。 4、时间的测量 测量一个脉冲信号的时间参数。目前，示波器是测量脉冲时间参数的主要工具。 （1）记录数据 （2）在坐标纸上画出观察到的波形，标上参数。 5、相位差的测量 （1）线性扫描法 利用示波器的多波形显示，是测量信号间相位差的最直观、最简便的方法。 自己设计一个相移网络，将信号发生器输出的正弦信号直接加入YA通道，经相移网络输出的信号加入YB通道，相移网络参数（C=O.OluF, R=1.2K）,根据测量数据计算vl、v2的相位差仞。
Xb08610209 陆斌 08电子信息（2）班 相位鉴频器 一、实验目的 1、熟悉相位鉴频电路的基本原理。 2、了解鉴频特性曲线（S 曲线）的正确调整方法。 3、将变容二极管调频器与相位鉴频器两实验板进行联机调试，进一步了解调频和解调全过程及整机调试方法。 二、实验原理 相位鉴频器是模拟调频信号解调的一种最基本的解调电路，它具有鉴频灵敏度高，解调线性好等优点。 1、鉴频概述 调频波的解调称为频率解调，简称鉴频；调相波的解调称为相位检波，简称 鉴相。它们的作用都是从已调波中检出反映在频率或相位变化上的调制信号。但是采用的方法不尽相同。由于在调频接收机中，当等幅调频信号通过鉴频前各级电路时，因电路频率特性不均匀而导致调频信号频谱结构的变化，从而造成调频信号的振幅发生变化。如果存在着干扰，还会进一步加剧这种振幅的变化。鉴频器解调这种信号时，上述寄生调幅就会反映在输出解调电压上，产生解调失真。因此，一般必须在鉴频前加一限幅器以消除寄生调幅，保证加到鉴频器上的调频电压是等幅的。限幅与鉴频一般是连用的，统称为限幅鉴频器。 鉴频器输出电压u 0随输入频率f （或频偏 ）变化的特性称为鉴 频特性。在线性解调的理想情况下，鉴频特性为一直线，实际上会弯曲，呈“S”型，称为“S”曲线。 2、鉴频器指标 1）鉴频跨导（效率、灵敏度）S D ：鉴频特性在f c 处的斜率，用它来评价鉴频能力。 单位为V/Hz 。S D 越大，表明鉴频器将输入瞬时频偏变换为输出解调电压的能力越强。 c f f f -=?
一般情况下，S D 为调制角频率的复值函数，即()D S j Ω，要求它的通频带大于调制信号的最高频率 m ax Ω 2）峰值带宽max B ：鉴频器输出电压两峰值点所对应的频率差，即 max 21B f f =-，它近似表明鉴频器鉴频线性区的宽度。为了减小鉴频器的非线性 失真，要求鉴频特性近似线性的范围 m ax 2f ?大于2m f ?。 ③ 最大输出电压0m ax U ：鉴频器输出的最大电压。 ④ 线性度要好与失真要小。 3.电容耦合双调谐回路相位鉴频器： 相位鉴频器的组成方框图如3-3示。图中的线性移相网络就是频—相变换网络，它将输入调频信号u1 的瞬时频率变化转换 为相位变化的信号u2，然后与原输入的调频信号一起加到相位检波器，检出反映频率变化的相位变化，从而实现了鉴频的目的。 图3-4的耦合回路相位鉴频器是常用的一种鉴频器。这种鉴频器的相位检波器部分是由两个包络检波器组成，线性移相网络采用耦合回路。为了扩大线性鉴频的范围，这种相位鉴频器通常都接成平衡和差动输出。 图3-4 耦合回路相位鉴频器 图3-5（a ）是电容耦合的双调谐回路相位鉴频器的电路原理图，它是由调 o
机器人实验指导书
实验1机器人机械系统 一、实验目的 1、了解机器人机械系统的组成； 2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用； 3、掌握机器人单轴运动的方法； 二、实验设备 1、RBT-5T/S02S教学机器人一台 2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套 3、装有运动控制卡的计算机一台 三、实验原理 RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。机器人的传动简图如图2——1所示。 图2-1机器人的传动简图
Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。 本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。 下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。 1、同步齿形带传动 同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同步齿形带传动。 同步齿形带传动如下特点： 1.平均传动比准确； 2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小； 3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛； 4.效率较高，约为0.98。 5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。