《机械原理》《机械设计》《机械设计基础》
实验指导书
嘉兴学院机电工程学院
2013年8月
《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》课程是机类、非机类各专业的技术基础课。
本课程由课堂理论教学、实验以及课程设计三个教学环节组成。实验在加深学生对理论知识的理解，培养学生实践动手能力以及发现问题、分析问题与解决问题等方面，有着十分重要的作用。
本《实验指导书》是在参考了有关院校同类教材（讲义）的相关内容，并结合我校实际，经重新整理编写的。分机械原理实验（含实验一、二、三、四、五、六）和机械设计实验（含实验七、八、九、十、十一）两部分，各专业、各门课程可根据需要选取相应的实验项目。
学生在实验前，要认真预习教材及本实验指导书的相关内容，特别是仪器设备使用和操作方法。
机械原理实验部分：
实验一、机构运动简图测绘 1 实验二、机构（曲柄滑块、导杆、凸轮）运动参数测量实验 3 实验三、渐开线齿轮齿廓范成形成原理实验14 实验四、机构方案设计实验16 实验五、机械传动原理方案设计实验21 实验六、机械动平衡实验27 机械设计实验部分：
实验七、带传动实验38 实验八、机械性能综合测试实验41 实验九、液体动压滑动轴承实验 45 实验十、轴系结构设计实验 50实验十一、减速器装拆实验51
实验一、机构运动简图测绘
一、实验目的
1）通过对一些机械（例如缝纫机、泵等）的典型机构的拆装与测量，掌握机构运动简图的绘制方法；
2）加深对机构组成原理的理解；
3）掌握机构自由度的计算方法，实验验证机构具有确定运动的条件；
4）掌握机构的演化方法。
二、实验原理
机构的运动与组成机构的构件数目、构件之间的联接方式及相对位置、运动副数目及类型有关。在绘制机构运动简图时，只要知道构件的运动尺寸，而撇开构件的形状和运动副的具体构造，就可用一些简略符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺表示各运动副的相对位置，以此来表示机构的运动特征。
三、实验设备
1）典型机械实物若干台；
2）量具；
3）铅笔、三角尺、橡皮、草稿纸等。
四、实验方法及步骤
1)先在待测绘的机构上确定一个基准点，手动使得机械缓慢地运动。从原动件开始，依据运动链，仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，以确定组成机构的构件数目；
2)根据两构件间的接触情况及相对运动的特点，确定采用的运动副的类型；
3)在草稿纸上，徒手按机械原理课程规定的符号，按照构件的连接顺序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图的草图，并用数字1、2、3、…分别表示各构件，用字母A、B、C、…分别表示各运动副；
4)借助工具，详细测量与机构运动有关的尺寸——运动尺寸（例如某构件两铰链之间的直线距离）；
5）取一合适的比例尺，按照测量出的尺寸，在绘图纸上，先选定原点位置，从原动件开始，对原动件为转动构件者，任意选定其方位角，对原动件为移动件者，先绘出导路方向线，依据构件之间的联接顺序，绘制出各个构件并标号，形成正式的机构运动简图。
6）对指定的几种机器或机构，按比例尺绘制出两种以上机构运动简图，其余可凭目测，绘制出相应的机构示意图；
7）计算出各个机构的自由度，并与实际机构相对照；
8）对上述机构进行必要的机构演化及结构分析(例如，高副低代、分离杆组、确定杆组和机构级别等)。
五、实验数据处理
1）按照选定的比例尺，准确绘制出机构运动简图、机构示意图、可能的演化机构图；
2）正确计算出机构的自由度。
六、实验注意事项及要求
１）实验中要态度端正，认真操作，一丝不苟；
２）要独立思考，独立操作，实事求是，养成良好的科学素养；
３）遵守实验纪律，严格按照操作要求操作，爱护实验设备，注意操作安全；
４）按照实验过程，撰写实验报告一份；
5）测绘中的一些数据，可填入如下的表格内。
七、实验结果分析与讨论
围绕以下几个思考题，对实验过程进行分析与总结：
1)通过实验，阐述机构运动简图的内涵。机构运动简图应准确反映机构中的哪些内容?
2)计算机构的自由度对测绘机构运动简图有何帮助?机构具有确定运动的条件是什么?
3)如何判断高副与低副？在什么条件下，机构的高副与低副可互代？
4)分析所测绘机构的结构及性能的优缺点，可否改进，提出可代替的结构及性能更好的机构，联想一下，你是否可创意出新的机构?
实验二、机构（曲柄滑块、导杆、凸轮）
运动参数测量实验
一、实验目的
1）通过实验，掌握几种典型机构的运动参数（位移、速度、加速度）的测定方法；
2）初步了解和掌握光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理和使用方法；
3）增加对机构运动特性的感性认识；
4）了解曲柄滑块机构与曲柄导杆机构结构、性能等方面的差异；
5）掌握凸轮轮廓曲线的测量方法；
6）加深对凸轮机构从动杆的运动规律、凸轮轮廓曲线的理解，指导正确选择运动规律；
7）比较不同凸轮廓线或接触副，对凸轮直动从动杆运动规律的影响。
二、实验设备（系统）及原理
（一）系统组成
本实验设备是一套多用途机构运动参数测量系统，系统组成如图1所示。
图1 实验系统组成框图
图中的实验机构可为曲柄滑块机构、导杆机构或凸轮机构。
实验系统的主要技术参数：
直流电机额定功率100W 电机调速范围0-2000r/min
蜗轮减速箱速比1/20 电源220V/50Hz
实验台尺寸500×380×230（长×宽×高）
实验前，通过拆装，分别构成曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、平底直动从动杆凸轮机构、滚子直动从动杆凸轮机构。其中，这四种机构的某些参数（例如曲柄长度、连杆长度、滚子偏心距等）可在一定范围内调整。
可构成的四种机构的机构简图及传感器安装部位如图2所示。
1-同步脉冲发生器 2-涡轮减速器 3-曲柄 4-连杆 5-电动机6-滑块 7-齿轮 8-光电编码器9-导块 10-导杆 11-凸轮 12、14-从动件13-弹簧 15-光栅盘
图2 四种机构的机构简图及传感器安装部位
该系统使用的组合机构实验仪操作面板如图3所示。
图3 组合机构实验仪操作面板示意图
（二）系统工作原理
组合机构实验仪测试原理如图4所示。
图4 系统测试原理框图
本实验仪由单片机最小系统组成。外扩16 位计数器，接有3 位LED 数码显示器，可实时显示待测机构运动时，曲柄轴的转速，同时可与P C 机进行通讯。
在实验机构动态运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换，输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比）、０－５伏电平的两路脉冲，接入微处理器外扩的计数器计数，通过微处理器进行初步处理运算后，输入P C 机进行处理，通过软件、CRT显示出相应的数据和运动曲线图。
机构中还有两路信号送入单片机最小系统，即角度传感器（同步脉冲发生器）送出的两路脉冲信号。其中一路是角度脉冲，用于定角度采样，获取机构运动线图；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点位置。
机构的速度、加速度数值经数值微分和数字滤波得到。
三、实验方法及步骤
（一）系统联接及启动
1）连接RS232通讯线
将计算机Rs232 串行口，通过标准的通讯线，连接到组合机构实验仪背面的Rs232 接口。如果采用多机通讯转换器，则需要首先将多机通讯转换器通过Rs232 通讯线连接到计算机，然后用双端插头电话线，将QTD-Ⅲ型组合机构实验仪连接到多机通讯转换器的任一个输入口。
2）启动系统
系统主控界面如图5所示。
图5 系统主控界面
如果使用多机通讯转换器，应根据用户计算机与多机通讯转换器的串行接口通道，在程序界面的右上角串口选择框中选择合适的通道号（COM1或COM2）。根据运动学实验在多机通讯转换器上所接的通道口，点击“重新配置”键，选择该通道口的应用程序为运动学实验，配置结束后，在主界面左边的实验项目框中，点击该通道“运动学”键，此时，多机通
讯转换器的相应通道指示灯应该点亮，运动学实验系统应用程序将自动启动，如图6 所示。如果多机通讯转换器的相应通道指示灯不亮，检查多机通讯转换器与计算机的通讯线是否连接正确，确认通讯的通道是否是键入的通讯口（COM1或COM2）点击图6 中间的运动机构图象，将出现如图7 所示的运动学机构实验系统界面，点击串口选择，正确选择（COM1，COM2，）点击数据选择键，等待数据输入。
图6 系统操作界面
图7 系统操作界面
如果选择的是组合机构实验台与计算机直接连接，则在图5 主界面右上角串口选择框中选择相应串口号（COM1或COM2）。在主界面左边的实验项目框中点击“运动学”键。同样在图7界面中点击串口选择键，正确选择（COM1或COM2），并点击数据和采集键，等待数据输入。
（二）测量操作
1．曲柄滑块机构
测量位移、速度、加速度：
1）按图2(a) 组装曲柄滑块机构并安装传感器；
2）将光电脉冲编码器输出的5芯插头及同步脉冲发生器输出的5 芯插头分别插入组合机构实验仪上相对应接口上；
3）打开电源，LED数码管显示"0"；
4）机构工作。将电机调速电位器逆时针旋转至最低速位置，然后接通电源，并顺时针转动调速电位器，使转速逐渐加至所需的值（否则易烧断保险丝，甚至损坏调速器），显示面板上实时显示曲柄轴的转速。机构运转正常后，就可在计算机上进行操作了；
5）先熟悉系统软件的界面及各项操作的功能；
6）选择好串口，并在弹出的采样参数设置区内选择相应的采样方式和采样常数。可以选择定时采样方式，采样的时间常数有2ms、5ms、10ms、15ms、20ms、25ms、30ms、35ms、40ms、50ms 10个选择档，例如采样周期25ms。也可以选择定角采样方式，采样的角度常数有2度、4度、6度、8度、10度5个选择档，例如选择每隔4 度采样一次；
7）在“标定值输入框”中输入标定值0.05 (标定值计算方法见附录)；
8）按下“采样”按键，开始采样。（稍许等待，实验仪正在进行对机构运动的采样，并回送采集的数据给PC机，PC机对收到的数据进行一定的处理，得到运动的位移值）；
9）采样结束后，界面将出现“运动曲线绘制区”，绘制当前的位移曲线，且在左边的“数据显示区”内显示采样的数据；
10）按下“数据分析”键。则“运动曲线绘制区”将在位移曲线上再逐渐绘出相应的速度和加速度曲线。同时在左边的“数据显示区”内也将增加各采样点的速度和加速度值；
11) 打开打印窗口，可以打印数据和运动曲线。
测量转速及回转不匀率：
1) 同“位移、速度、加速度测量”的1) 至5) 步；
2) 选择好串口，并点击“数据采集[Q] 在弹出的采样参数设计区内，选择最右边的一栏，角度常数选择有5档（2度、4度、6度、8度、10度），选择其一，例如选择6 度；
3) 同“滑块位移、速度、加速度测量”的7)、8)、9) 步，不同的是“数据显示区”不显示相应的数据；
4) 打印。
2．曲柄导杆滑块运动机构
按照图2(b)组装实验机构，同曲柄滑块机构测量操作步骤。测量结束后，可比较曲柄滑块机构与曲柄导杆滑块机构运动参数的差异。
3．平底直动从动杆凸轮机构
按照图2(c) 组装实验机构，同前操作步骤，检测从动杆的运动规律（注意将曲柄转速控制在每分40转以下）。
4．滚子直动从动杆凸轮机构
按照图2(d)组装实验机构，同前操作步骤，检测从动杆的运动规律（注意将曲柄转速控制在每分40转以下）。测量结束后，比较平底接触与滚子接触运动特性的差异。
调节滚子的偏心量，分析偏心位移变化对从动杆运动的影响。
四、实验要求
1）认真操作，不许在计算机上玩与实验无关的软件；
2）撰写实验报告一份；
围绕以下思考题，总结本次实验：
1）分析曲柄滑块机构机架长度及滑块偏置尺寸运动参数的影响；
2）已知曲柄长度为57mm连杆长度47mm，滑块偏矩20mm，利用计算机求出相应的运动参数，给出运动线图和实测曲线相比较，并分析产生差异的原因；
3）判断曲柄滑块机构是否有急回特性；
4）计算行程速比系数，判断加速度峰值发生在什么地方？
附录1：主控界面介绍
由标题栏、菜单栏、工具栏、数据显示区、运动曲线绘制和采样参数设定区、广告信息显示区、运动分析结果显示区、状态栏等八部分组成。
1）菜单栏
各菜单功能的简要说明：
■打开打开以前保存在数据库内的采集所得数据（位移、速度、加速度数据）
■保存保存当前的采集所得数据（位移、速度、加速度数据）
■退出程序的退出操作
■端口1 采集前的端口1的选择（地址3F8H（十六进制））
■端口2 采集前的端口2的选择（地址2F8H（十六进制））
■数据分析对当前采集到的位移数据进行分析，得出运动的速度、加速度曲线及有关参数
■动画显示
■曲柄滑块机构用软件编写曲柄滑块的运动动画窗口
■曲柄导杆机构用软件编写曲柄导杆的运动动画窗口
■打印弹出如下打印窗口
■数据打印可打印采集到的所有位移数据及相应的速度加速度数据，也可打印部分数据，即只打印由用户自己所选的采样点数的位移数据及相应的速度加速度数据■曲线打印同数据打印一样，可打印全部曲线和部分曲线。打印回转不匀率曲线，当进行回转不匀率的采样操作时可选此项
■帮助主题曲柄滑块/导杆机构运动参数测试仪的详细介绍。
2）工具条
a、打开按钮，同打开菜单操作
b、保存按钮，同保存菜单操作
c、数据分析按钮，同数据分析菜单的操作
d、曲柄导杆机构的动画显示按钮
e、打印按钮，同打印菜单
f、显示帮助主题按钮
3）数据显示区
显示采集所得和分析所得的全部数据，以便使用者查看之用。
当“采集”按键作用后（采集完成）在此区显示采集点数和运动位移值。
当“数据分析”按键作用后，在此区内将加入分析所得的速度和加速度数据。
4）运动曲线绘制和采样参数设定区
程序刚打开时此区显示的是运动曲线绘制控件，当选择好串口（“端口选择”
作用后）后此区变为采样参数设定表框。
a、定时采样的采样时间常数选择
b、定角度采样的角度常数选择
c、回转不匀率角度常数选择
采样完成后此区又回到运动曲线绘制控件并绘出采样数据相应的位移曲线，“数据分析”按键作用后，将同时绘出速度曲线和加速度曲线，最终显示在此区的是三条曲线（位移、速度、加速度曲线）。
5）公司广告信息显示区
6）运动分析结果显示区
显示当前运动采样的位移、速度、加速度的最大值、最小值和平均值，回转不匀率采样所得的转速的最大值、最小值、平均值及回转不匀率值。
7）状态栏
显示程序运行时的动态信息。如在绘制曲线时，在状态栏中将实时显示当前的位移或速度、加速度值。
附录2：系统软件操作说明
1．在使用前确定所要做的是定时采样还是定角采样方式，或是要进行测定机构当前的回转不匀率。
2．启动此曲柄滑块导杆机构，打开测试仪的电源按钮，此时测试仪先显示的是数字０随后便正确显示当前的转速。
3．调节曲柄滑块导杆机构上的旋钮使转速调到自己所需的转速，待稳定后便可开在PC 上的软件系统上进行操作了，其步骤如下：
1）打开本软件系统；
2）选择端口号。如选择端口１；
3）在采样参数设计区选择采样方式和采样常数。并在“标定值输入框”中输入标定值0.05；
4）按“采样”键；
5）等待一段时间。（这段时间用于单片机处理数据以及单片机向PC 机传输数据；
6）如果采集数据传送（PC与单片机通讯）正确，单片机传送到PC 机的位移数据便会显示在“数据显示区”内，同时PC 机会根据位移数据在“运动曲线绘制区”画出位移的曲线图，同时在“运动分析结果显示区”显示出位移的最大值、最小值、平均值。如果出现异常，请重新采集数据；
7）按“数据分析”键。则在“运动曲线绘制区”内将动态的绘出相应的速度曲线和加速度曲线，同时在“运动分析结果显示区”显示出速度、加速度的最大值、最小值、平均值；
8）保存当前采集的数据到数据库内；
9）打印当前采集和分析的数据和曲线；
若在3）中选择的是进行角度分析（即回转不匀率的采样方式）时，将跳过7）、8 ）两步。
附录3：光电脉冲编码器
光电脉冲编码器如图8所示。
1-发光体2-聚光镜3-光电盘4-光栏板5-光敏管6-主轴
图8 光电脉冲编码器组成及原理
光电脉冲编码器又称增量式光电编码器，它是采用圆光栅通过光电转换将轴转角位移转换成电脉冲信号的器件。它由发光体、聚光透镜、光电盘、光栏板、光敏管和光电整形放大电路组成。光电盘和光栏板用玻璃材料经研磨、抛光制成。在光电盘上用照相腐蚀法制成有一组径向光栅，而光栏板上有两组透光条纹，每组透光条纹后都装有一个光敏管，它们与光电盘透光条纹的重合性差1/4 周期。光源发出的光线经聚光镜聚光后，发出平行光。当主轴带动光电盘一起转动时，光敏管就接收到光线亮、暗变化的信号，引起光敏管所通过的电流发生变化，输出两路相位差90。的近似正弦波信号，它们经放大、整形后得到两路相差90。的主波 d 和d'。d 路信号经微分后加到两个与非门输入端作为触发信号；d' 路经反相器反相后得到两个相位相反的方波信号，分送到与非门剩下的两个输入端作为门控信号，与非门的输出端即为光电脉冲编码器的输出信号端，可与双时钟可逆计数的加、减触发端相接。当编码器转向为正时（如顺时针），微分器取出 d 的前沿A，与非门1打开，输出一负脉冲，计数器作加计数；当转向为负时，微分器取出 d 的加一前沿B，与非门1打开，输出一负脉冲，计数器作减计数。某一时刻计数器的计数值，即表示该时刻光电盘（即主轴）相对于光敏管位置的角位移量，如图9、10所示。
图9 电路原理图
图10 信号波形图实验结果示例如图11、12所示。
图11 实验结果示例
图12 实验结果示例
作业编程示例：
1）打开编程窗口，出现工程1-forml(code)的窗口；
2）把“学生编程开始”的t0=和a=删掉；
3）选择“参考程序开始”下的程序，把它粘帖在“学生编程开始”这里，然后去掉“参考程序开始”的“，”点，最后根据实际被测机构实际尺寸修改a.d.to；
4）点去掉后关闭工程1-forml(code)的窗口，点击“工程1-Microsoft visual basic［设计］”窗口中的“运行”采单。再点击下拉菜单中的“启动”，出现forml这一窗口，窗口中显示“位移，速度，加速度”运算结果数据，输入“学号”，然后“保存”；
5）“保存”并关闭“VB”软件，这时出现一个对话窗口“Microsoft visual basic”选择“否（N）”，返回“作业”窗口；
6）点击“打开动画窗口”按扭，选择“学号”栏目下的“调入编程结果”，把已保存的文件打开，如果数据正确，会出现“调入数据成功”的小窗口，点击“开始”按扭，在“数据显示”栏显示“位移，速度，加速度”的极限值，并出现通过学生编程计算得出的机构运动的动态图形显示。
注：（1）“标准计算结果”键暂无效；
（2）数据显示栏中曲柄长，连杆长，曲柄转速需手动输入机构当时相应值。
实验三、渐开线齿轮齿廓范成形成原理实验
一、实验目的
1) 通过实验，加深对齿轮齿廓曲线意义的理解；
2）掌握渐开线齿轮齿廓范成形成的基本原理；
2) 通过实验观察，明白渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；
3) 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点；
4) 掌握计算机在实验中的应用方法。
二、实验设备
1) 齿轮范成仪；
2）计算机及齿轮范成软件。
三、实验原理
齿轮范成法是利用一对齿轮或齿轮与齿条互相啮合时，齿轮的共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。先按照啮合参数，将其中一个齿轮制作成切削刀具，另一个为齿轮毛坯。加工时，将刀具与毛坯正确安装后，以一定的固定的传动比使刀具和毛坯转动（若为齿条，则其一为移动），如同一对真正的齿轮互相啮合传动一样。那么，有齿的刀具就会在无齿的毛坯上切削出轮齿，切削出的齿廓实质上是刀具刃口在毛坯上各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具齿廓，得到的包络线必为渐开线。
四、实验方法及步骤
本实验分两种情况：
第一种，采用齿轮范成仪
目前实验用齿轮范成仪是采用齿条刀具来范成加工齿轮的，可按照如下步骤进行实验：1）取一张实验报告纸，预先剪成半圆毛坯，并画出基圆、分度圆、齿顶圆和齿根圆；
2）将半圆毛坯纸固定在范成仪工作台面上；
3）移动齿条刀具（分手动和传动两种），每隔3~5mm，在毛坯纸上用铅笔画出齿条刀具的轮廓线；
4）拆下毛坯纸，即在其上形成齿轮的齿廓曲线。
5）通过范成仪上的调节螺杆，改变齿轮的变位系数，重复上述步骤，可范成出变位齿轮齿廓曲线。
第二种，采用计算机模拟齿轮范成原理
实验方法和步骤如下：
1）启动计算机，调用相应程序；
2）按界面菜单提示，输入一组齿轮参数（例如m=17、Z=8、变位系数x=0、α=200）），运行程序即可在计算机显示器上看到，齿条（分度线）与齿坏（分度圆）相切作纯滚动时，在各个位置齿条刀刃留下的包络线——渐开线齿廓曲线；
3）自选参数，观察m、Z、x、α的变化后，所形成的渐开线齿廓曲线形状的变化情况；
4）改变参数，观察齿顶是否变尖、是否存在根切现象。
五、实验数据处理
将实验结果记录在如下的表格内。
六、实验要求
1）若采用齿轮范成仪实验，绘出一张清晰的齿廓曲线图；
2）采用计算机实验后，打印出一张齿廓曲线图；
3）撰写实验报告一份，报告中要附有齿廓曲线图。
实验结束后，围绕以下思考题，总结本次实验：
1) 实验得到的标准齿轮齿廓与正变位齿轮齿廓形状是否相同?为什么？
2) 在实验中，你所观察到的根切现象发生在基圆之内还是在基圆之外？分析产生的原因并提出如何避免根切。
3) 比较用同一齿条刀具加工出的标准齿轮与正变位齿轮的参数哪些变了？哪些没有变？为什么？
4) 谈谈实验后的创意体会。
实验四、机构方案设计实验
一、实验目的
1）加深对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性；
2）训练学生的工程实践动手能力，培养学生创新意识及综合设计能力。
二、实验设备
1．机构运动创新方案实验台组件，包括：
1) 凸轮：基圆半径为18mm，从动推杆的行程为30mm；
2) 齿轮：模数2，压力角20，齿数28或42，两齿轮中心距为70mm；
3) 齿条：模数2，压力角20，单根齿条全长为200mm，两齿条可拼接使用；
4) 槽轮拔盘：两个土动销或壹个主动销；
5) 槽轮：四槽；
6) 主动轴：轴上带有平键；
7) 从动轴：轴上未带平键，有圆头和扁头两种结构形式；
8) 主动滑块：专用于机构主动运动为往复直线移动时情况；
9) 滑块导向杆(或连杆)；
10) 连杆：有两种结构形式，且长度不等；
11) 转动副轴或滑块：用于两构件形成转动副或形成移动副；
12) 带垫片螺栓：规格M5，用于防止连杆与转动副轴的轴向串动，二者能相对转动；
13) 压紧螺栓：规格M5，用于防止连杆与转动副轴的轴向串动，二者相对固定或转动；
14) 层面限位套：用于不同构件运动平面之间的距离限定，以免发生运动的干涉；
15) 皮带轮(皮带)：专用凸轮与从动杆之间的高副形成；
16) 高副锁紧弹簧：用于凸轮与从动杆之间的高副形成；
17) 直线电机：10mm／s，不允许改变直线电机的安装位置；
直线电机控制器：前面板上有电源开关和保护电机的熔断器(2.5A)。后面板上有220V、50HZ的电源插座，行程开关插座(三芯插头、缺口朝上插入)和电机电源插座(四芯插头、缺口朝上插入)。
直线电机控制使用注意事项：根据主动滑块移动的距离，通过改变直线电机的两行程开关的相对位置来调节齿条(相当于滑块)往复运动间距，可调节的最大行程不得大于400mm。
故障排除：当接通电源开关，电机不运行，可能是前面板上保护电机的熔断器(2.5A)烧断。拨掉～220V、50HZ的电源插头后，再旋开熔断器保护盖，更换新2.5A熔断器。
注意：未拼接机构运动前、预设直线电机的工作行程后，请务必调整直线电机行程开关相对齿条底部的高度，以确保电机行程开关能灵活动作，从而防止电机自齿条断齿并脱离电机主体，防止所组装的零件被损坏和人身的安全。
18) 旋转电机：10／min，沿机架上的长形孔可改变转动电机的位置。电机上连有～220V、50HZ的电源线及插头，连线上串接有手柄开关，可方便开、断电机电源；
19) 若干标准件紧固件；
20) 实验台机架。
2．实验用工具：一字起子、活动扳手、M6内六角扳手，卷尺、笔和纸。
三、实验方法与步骤
根据上述“实验设备及工具”的内容介绍，熟悉实验设备及零件的作用；自拟机构运动方案；将所选定的机构运动方案，根据机构组成原理，按杆组进行拆分，然后再拼装。
根据拟定的机构运动学尺寸，利用机构运动创新方案实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，并且使各构件的运
动在相互平行的平面内进行，其目的是避免各运动构件发生于涉。然后，以机架铅垂面为参考面，所拼接的构件以原动构件起始，依运动传递顺序将各杆组由里(参考面)向外进行拼接。
为满足构件运动层面的需要，在拼接第一层构件(除齿轮、槽轮和凸轮外)之前，首先在轴上装入10mm的层面限位套一个，然后再继续您所设想的拼接。
1）实验台机架
图1 实验台机架
如图1所示。实验台机架中有5根铅垂立柱，可沿X方向移动。用双手推动、并尽可能使立柱在移动过程中保持铅垂状态。立柱移动到预定的位置后，用螺栓将立杆上、下两端锁紧(安全注意事项：不允许将立柱上、下两端的螺栓卸下，在移动立柱前只需将螺栓拧松即可)。
立柱上的滑块可能性沿Y方向移动。将滑块移动到预定的位置后，用螺栓将滑块紧定在立柱上。按图示方法即可在x、y平面内确定一个固定点，这样活动构件相对机架的连接位置就确定了。
2）主、从动轴相对机架
按照图2安装。
图2 转轴与机架的联接图
3）转动副的联接
如图3所示，连接后，两连杆应能作相对旋转运动。
《机械设计基础》实验 实验归属：课内实验 课程编码：0BH01207 课程性质：专业基础课 实验学时：8 适用专业：工业工程 一、实验教学的地位、任务及作用 实验教学是本课程教学体系的重要组成部分，是对学生进行科学试验训练、使学生对所学理论知识强化音响、深化理解并从中传授实用仪器设备、探索试验科学理论的基本方法。实验与工程实践教学，是培养学生实践能力和创新能力，提高学生综合素质的重要环节。 二、实验教学的目的及学生应达到的实验能力标准 通过实验课使学生获得实验技能和科研能力的基本训练，提高学生观察分析事物和动手解决问题的能力，使学生养成实事求是和严肃认真的科学作风，巩固、深化和验证课堂教学中掌握的机械设计基本理论和方法。 三、实验内容及基本要求 序号 实验项目名称 学 时 实验内容与要求 必开 / 选开 1 机构运动简图绘 制与结构认识实 验 2 绘制插齿机、小型冲床、油泵模型、摆动导杆机构、内燃机模型、 缝纫机的机针机构、缝纫机的脚踏驱动机构、缝鞋机的机针机构、 机车驱动机构等机构的机构运动简图，并计算自由度，分析机构 的运动，机构的组成，了解组成机构需要的各种结构。 必开 2 渐开线齿轮范成 实验 2 在一张图上，一半画标准齿轮的范成图，另一半画变位齿轮的范 成图；并计算所画的标准齿轮和变位齿轮的基本参数，并分析实 验结果。 必开 3 带传动实验 2 测定带传动主、从动轮的转速n1、n2，测定带传动主、从动轮的 转转矩T1、T2，绘制带传动的滑动率和效率随带传动负载的变化 测定带传动主、从动轮的转速曲线，分析带传动的涨紧力对这些 曲线的影响。 必开 4 轴系结构测绘与 分析实验 2 分析和测绘轴系模型，明确轴系结构设计需要满足的要求（固定 与定位要求，装拆要求，调整要求，加工工艺性要求等），画两种 轴系的结构装配图。 必开四、主要设备与器材配置 主要设备有用于测绘与分析的机构25个：缝纫机，插齿机，抛光机，牛头刨床，颚式 破碎机，机械手腕部机构，制动机构，急回简易冲床，步进输送机，假支膝关节机构，装订 机机构，铆机机构等；齿轮范成仪10个；插齿演示机一台 ；用于齿轮参数的测定与分析的 齿轮啮合对12个；机构运动参数测定实验台两台；机械原理陈列柜一套；带传动实验机三 台；拆装减速器8种：单级直齿圆柱齿轮减速器，单级斜齿圆柱齿轮减速器，单级直齿圆锥 齿轮减速器，双级同轴式圆柱齿轮减速器，双级展开式圆柱齿轮减速器，双级分流式圆柱齿
上海百睿机电设备有限公司– https://www.doczj.com/doc/f218707232.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
实验四机构运动简图测绘 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.培养依照实物机械绘制其机构运动简图的能力。 3.熟悉机构自由度的计算方法。 二、实验设备及用具 1.牛头刨床模型，抛光机模型等各种机构模型 2.学生自备：圆规、分规、有刻度的三角板（或直尺）、铅笔、橡皮及草稿纸等。 三、实验要求 实验前必须认真预习实验指导书和阅读教材中的有关章节，熟悉绘制机构运动简图的基本要求，掌握机构自由度的计算方法。实验时根据给出的机构模型，仔细观察和分析后，正确绘制机构运动简图。要求每位同学画出3~4个机构运动简图，并计算机构自由度，把计算结果与实际机构进行比较，验证其有无错误。 四、基本原理 机构的运动与机构中构件的数目、运动副的类型、数目及运动副的相对位置有关，而与构件的外形、组成构件的零件数目及固联方式、运动副的具体结构等无关。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示各运动副的相对位置，即可表明机构中运动传递的情况。 五、绘制机构运动简图的方法 1．了解要绘制的机械的名称及功用，认清机械的原动件及工作构件（执行机构）。 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，运动副的数目及其性质。 在了解活动构件及运动副数时，要注意到如下两种情况： 1.当两构件间的相对运动很小时，易误认作为一个构件； 2.由于制造的不精确，同一构件各部分之间有稍许松动时，易误认作为两个构件，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。
《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
机械原理实验指导书 编者：常宗瑜 中国海洋大学工程学院 机电工程实验中心
学生实验守则 一、实验前要认真预习，明确实验内容、原理、目的、步骤和注意 事项；课外实验研究项目，实验前应拟定实验方案，并经实验 室管理人员审查同意方可实施； 二、学生在教师的指导下自主进行实验，要严格遵守仪器设备操作 规程，节约使用实验材料和水、电、气，如实记录实验现象、 数据和结果，认真分析，独立完成实验报告； 三、爱护仪器设备及其他设施、物品，不得擅自动用与实验无关的 仪器设备和物品；不准擅自将实验室的物品带出室外；损坏或 遗失仪器设备及其他设施、物品，应按学校有关规定进行赔偿； 四、实验完毕后，要及时关闭电源、水源、气源，清理卫生，将仪 器设备和实验物品复位，经指导老师检查合格后方可离开；五、注意安全，熟悉安全设施和事故处理措施，实验过程中发现异 常情况要及时报告；发生危险时，应立即关闭电源、水源、气 源，并迅速撤离；规范处理实验废液、废气和固体废弃物；六、遵守纪律，必须按规定或预约时间参加实验，不得迟到、早退、 旷课；保持实验室安静，不准大声喧哗、嬉闹，不准从事与实 验无关的活动；保持实验室清洁，不准吸烟，不准随地吐痰、 乱扔杂物。
目录 实验一、机构认知和机构运动简图测绘实验 (1) 实验二、渐开线齿轮范成实验 (3) 实验三、渐开线齿轮的参数测量实验 (6) 实验四、刚性转子动平衡实验 (10) 实验五、机构运动参数的测试和分析实验 (16) 实验六机构创新设计 (17)
实验一、机构认知和机构运动简图测绘实验 一、实验目的 1. 观察认识典型机构类型及应用，了解其运动特点。 2. 掌握依据实物绘制出机构运动简图的方法，建立运动简图。 3. 巩固机构自由度的计算方法，掌握机构的结构分析方法。 4. 进一步培养抽象思维的能力，即通过查看抽象图形（运动简图）想象出实物机器的运动关系的能力。 二、实验内容 1. 通过机构陈列展示柜认识常见的机构。 2. 了解缝纫机的工作原理和机构运行方式。 3. 绘制简图。并进行自由度计算和杆组分析。 图1 引线机构图2摆梭机构 三、实验仪器 1. 创新机构陈列柜 2. 缝纫机机头 3. 尺、纸、笔等 四、实验步骤 1. 参观创新机构陈列柜，分析机构类型和工作特点，并绘机构示意图。
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：
实验一机构的认知及运动简图的绘制实验 一、实验目的 1、了解常用基本机构的结构特点、主要类型及应用实例。增强对机构与机器的感性认识。 2、了解机械运动简图与实际机械结构的区别，掌握根据实际机械或模型绘制机构运动简图的技能和正确标注运动尺寸。 3、进一步加深理解机构的组成原理和机构自由度的含义，掌握机构自由度的计算方法及其具有确定运动的条件。 二、实验设备和工具 1、机构陈列柜和各种机构模型、实物。 2、测量工具：钢尺、内外卡规。 3、绘图工具（学生自备）：三角板、直尺、圆规、铅笔、橡皮擦、草稿纸（供测绘、画草图用）。 三、实验原理 通过观察机构陈列室展示的各种常用机构的模型以及动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解。 由于机构的运动仅与机械中所有的构件数和构件所组成的运动副的数目、种类、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复杂外形和运动副的具体构造，而用简略的符号来代表构件和运动副，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特殊，从而便于进行机构的运动分析和动力分析。 四、实验方法和步骤 实验前先由指导老师对实验过程讲解示范，然后分组进行。每组同学应测绘2~3个机构，应认真测量其有关尺寸，按比例尺作出正规的机构运动简图。 1、机构的认识 通过实物模型和机构运动的观察，了解平面四杆机构、凸轮机构、齿轮机构、以及其他常用机构（如棘轮机构、槽轮机构、摩擦式棘轮机构、不完全齿轮机构、 1
万向联轴器及非圆齿轮机构等）组成、类型、传动特点、运动状况及应用等。 2、机构运动简图的绘制 （1）使被测绘的机构或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动构件，从而确定组成机构的构件数目。对于两个构件的相对运动非常微小而不易察觉到的地方应特别加以注意，切不可误认为刚性联接。 （2）根据相联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）选择恰当的视图，并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图，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，然后用箭头标出原动件。 （4）计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当注意，在计算自由度时应除去局部自由度及虚约束。 （5）自由度检查无误后，仔细测量机构各运动副间相对位置（即运动尺寸），最后按一定比例尺将草图绘成正式的机构运动简图。 实际长度（米） 比例尺u l = 图上尺寸（毫米） 五、实验报告及基本要求 实验后，学生应将实验数据，计算结果等直接填入实验报告内，绘制好机构运动简图，独立完成实验报告【见附录】交老师批阅。 六、思考题 1、在本次实验中你感兴趣的机构有哪些？请予以简单介绍。 2、一个正确的机构运动简图应包含哪些内容？ 3、绘制机构运动简图，原动件的位置是否可以任意确定？若任意确定会不会影响简图的正确性？ 4、自由度大于或小于原动件数会有什么结果？
《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)
《机械原理》课程 课程编号：428014 实验指导书 主撰人：聂时君 审核人：朱连池 单位：通信与控制工程系 二O一三年五月 目录 实验一、机构认知 实验二、机构运动简图的测绘和分析 实验三渐开线齿廓的范成实验 实验四、渐开线齿轮参数的测定实验 实验五、刚性转子的动平衡实验 注：红色标记为本学期我们所要做的实验项目，请大家写好预习实验报告。
前言 1．实验总体目标 通过实验教学，应达到以下目标： 1.巩固本课程所要求的基本理论知识，加强实践认识，提高实践能力； 2.了解一些与本课程有关的最基本的机械实验方法，并且运用实验方法研究机械的技术。 2. 适用专业年级 机械设计制造及其自动化专业2年级 3. 实验课时分配 4. 实验环境 主要面向机械专业开展机械基础实验与机械系统创新设计及制作的实践教学。机械原理实验室包括“常用机构陈列柜参观及创新设计盒功用熟悉”、“机构运动简图测绘分析”、“渐开线齿阔范成原理”、“基本机构运动参数测量与分析”、“回转构件的动平衡”等。 5. 实验总体要求
首先，学生应认真预习实验教材，明确实验的目的与要求，掌握与实验相关的理论知识，了解要做实验对象的内容；其次，了解实验所用的设备和仪器，实验时了解使用方法和操作过程，实验后对测试数据进行数据处理。 6. 本课程的重点、难点及教学方法建议 1.了解典型的机械加工设备的工作原理，各组成部分及其功用，认知机、电、液在机械设备上的应用，重点认知真实机器上的常见机构及其作用。 2.初步掌握测绘机构运动简图的技能；验证和巩固机构自由度的计算，并明确自由度数与原动件数的关系。 3.加深对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性；提高工程实践动手能力；增强创新意识及综合设计的能力。通过创意方案的组合设计，启发创造性思维和培养动手能力。 4.掌握齿轮范成加工原理和齿轮参数的测量方法。 5.加深对回转构件平衡原理的理解，初步掌握动平衡实验的基本方法和了解动平衡机的原理结构。
《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
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
机械原理与机械设计实验指导书 刘峰沈小云编 广东海洋大学工程学院 2009年12月
前言 机械原理和机械设计（或机械设计基础）是机械类（或近机类）专业的主要的技术基础课，它们在基础课与专业课之间起着承上启下的作用；而实验是这些课程的重要实践环节。 对于实验课，同学们必须做到以下几点： 1．应按时参加实验，不得无故缺席。 2．实验前应认真复习教材的有关章节和讲授的内容，预习实验指导书，做好必要的准备工作。 3．实验时应严肃认真、积极思考、独立操作、相互配合，按照要求高质量地完成工作；并注意保持实验场地的安静、清洁。 4．实验报告或有关图纸应独立完成，按时上交。 5．爱护仪器设备和实验用具，未经教师许可，不得随意摆弄、擅自拆装；如有损坏、丢失，应立即报告，并酌情赔偿。
实验一 机构运动简图的测绘和分析 一、实验目的 1．学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图。 2．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 1．各类典型机械的实物或模型，量具。 2．铅笔、橡皮、草稿纸等（学生自备）。 三、实验原理和方法 1．实验原理 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（见教科书或机械设计手册中有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代表构件和运动副，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。表1—1为常用符号示例。 2．实验方法 （1）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。 （2）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。 （3）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1、2、3…分别标注各构件，用拉丁字母A 、B 、C …分别标注各运动副。 （4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，如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。 () () mm m AB l AB l 图上长度实际长度比例尺= μ 对绘制指定的几种机构模型的机构运动简图，其中至少要有一种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
本文由https://www.doczj.com/doc/f218707232.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。
机械设计基础实验室参观报告精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
机械设计基础实验室参观 报告 班级：石工10-1班 姓名：王艺 通过一个学期的学习，我们已经初步掌握了一些机械设计基础的理论与常识。可是面对课本上的平面图形，我们仍然很难对各种机械链接与机构的运动关系及方式形成一个形象的、直观的画面与过程。于是机械设计机构陈列室便给了我们一个很好的学习机会，从中我也受益匪浅。 机构陈列室是根据机械原理课程教学内容设计的。它有十个陈列柜组成，主要展出常见的各类机构，介绍其基本类型和用途，演示传动原理。通过参观学习，有利于帮助我们加深对机构的认识和理解。 链传动的运动是不均匀的，选用小链结距，增加链轮齿数和限制链轮转速。图中我们看到了链传动的实际应用；曳引链和起重链。 我们看到几种螺纹的类型和螺纹连接的基本类型，比如螺栓连接，螺钉连接，双头螺柱连接等，加深了我们对圆柱螺纹和圆锥螺纹的各种参数的理解。
还有一些螺纹连接的预紧和放松的实物展示。 聚集人数最多的地方就是一些平面连接机构的模型展示了，大家开心的转动着各种连接机构，看到不同奇妙的连接方式与传动方法，一定激发了对机械设计课程学习的热情。我想这也是陈列室带给我们感受最深的地方。 机构陈列室的十个陈列柜分别向我们展示了不同种类的常用机构。从最基础的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，到复杂的轮系和间歇运动机构等等，并且对应每一种机构都有其基本类型以及用途、功能、特点的介绍。清晰明了的向我们展示了我们本学期在书本上学习的各种机构。通过具体形象的实体机构，向我们阐述机构和零件的工作原理，促使我们进一步了解了我们所学的知识。
3.3 机构运动简图的测绘实验 3.3.1 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，加深对机构分析的了解。 3.3.2 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。 3.3.3 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。 机构运动简图用来分析机构的运动，所以在画图之前应该对机构的运动进行分析，由于其运动只与可动构件及两构件之间组成的运动副有关，而与构件的外形和运动副的具体构造无关，所以我们只对可动构件和运动副进行分析，在分析构件和运动副之前应对零件和构件的概念非常清楚。 弄清楚机构的运动情况后，才可画图，由于机构的运动与运动副的位置有关系，画图时必须准确地体现出各运动副的位置，所以须采用一定的比例尺，按照国家标准规定的简略符号画图，所以机构运动简图中只包含采用国家标准符号规定的构件和运动副，而不能体现出构件的外形和运动副的具体构造。 画完机构运动简图以后，须计算机构的自由度，我们知道机构具有确定运动的条件是：原动件的数目等于自由度的数目，从而可以达到验证的目的。 3.3.4 实验步骤 （1）在机构缓慢运动中观察，搞清运动的传递顺序，找出机构中的所有可动构件； （2）确定相邻两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。 3.3.5 注意事项： （1）对机构进行运动分析时要轻拿轻放轻转动，如果发现有缺少零件的机构及时向老师汇报； （2）画完草图后把草稿纸拿到老师那里签字，回去整理成正式的实验报告，交实验报告时把签字的草稿纸一起交上来；
《机械设计基础实验》 教学大纲 湖南农业大学工学院 2007 年 11 月 《机械设计基础实验》教学大纲 1、课程编号： 20192B6 2、课程属性：必修 3、实验属性：独立设课 4、学时： 28 学时 5、实验应开学期：第4、5 学期
6、先修课程：高等数学、机械制图、金属工艺学、理论力学、材料力学、金属材料及热处理、机械精度设计及检测、机械原理、机械设计。 一、课程的性质与任务 机械设计基础实验课是紧紧围绕机械原理、机械设计理论教学而开设的，其目的是让学生通过课堂理论教学后，经过实验教学更加深刻地理解教学的内容，验证理论教学中的重要结论，学会现代的实验方法和测试手段，提高学生的动手能力和创新设计能力，为今后的学习进行各种科学研究工作打下一定的基础。二、实验的目的与基本要求 1、进一步深刻理解理论教学的内容，验证理论教学中的重要结论； 2、掌握现代的实验方法和测试技术； 3、掌握各种实验设备的结构、工作原理以及使用调节方法； 4、提高学生的动手能力和创新设计能力。 三、实验考核方式及办法 1、根据学生参加实验的态度和表现，在教师批阅完实验报告的基础上，按优、良、中、及格、不及格五级评定实验成绩。 2、未完成所规定的实验或实验成绩不合格者，应补做或重作实验，否则不准参加本课程的期终考试。 3、本课程为考查课，根据学习态度、实验报告计成绩。 四、实验项目一览表 机械设计实验项目一览表 序号实验项目名称实验类型实验要求适用专业学时1机构认识、机构运动简图的测绘和分析综合性必做2 2齿轮几何参数测定与分析综合性必做机械类4 3刚性转子动平衡实验验证性必做2 4机械运动方案虚拟拼装与运动仿真设计创新性必做2 5机械传动系统方案的创新设计及分析设计创新性必做4 6螺栓联接综合测试与分析分析综合性必做2 7带传动实验基础验证性必做2 8齿轮传动效率实验基础验证性必做2 9液体动压滑动轴承实验基础验证性必做2 10轴系结构创意设计设计创新性必做4 11减速器拆装实验分析综合性必做2 12机械传动系统的设计与性能测试分析设计创新性选做4五、实验项目的具体内容 实验一机构认识、机构运动简图的测绘和分析1、实验目的
机械设计实验指导书 实验一机械零部件认知试验 一、实验目的 1．初步了解《机械设计》课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及应用。 2．了解各种标准件的结构形式及相关的国家标准。 3．了解各种传动的特点及应用。 4．增强对各种零部件的结构及机器的感性认识。 二、实验设备与仪器 机械零件陈列柜。 图1-1 机械零件.机械原理陈列柜 三、实验内容 （一）螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件工作的，主要用作紧固零件。基本要求是保证联接强度及联接可靠性，同学们应了解如下内容： 1．螺纹的种类； 2．螺纹联接的基本类型；
3．螺纹联接的防松； 4．提高螺纹联接强度的措施。 通过参观螺纹联接展柜，同学应区分出：①什么是普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹；②能认识什么是普通螺纹、双头螺纹、螺钉及紧定螺钉联接；③能认识摩擦防松与机械防松的零件。 （二）标准联接零件 标准联接零件一般是由专业企业按国标（GB）成批生产，供应市场的零件。这类零件的结构形式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有哪些标准代号，以提高学生们对标准化意识。 （三）键、花键及销联接 参观展柜时，同学们要仔细观察以上几种联接的结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。 （四）机械传动 机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动等。各种传动都有不同的特点和使用范围，这些传动知识同学们在学习“机械设计”课程中都有详细讲授。在这里主要通过实物观察，增加同学们对各种机械传动知识的感性认识，为今后理论学习及课程设计打下良好基础。 (五)轴系零、部件 1.轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。根据摩擦性质不同轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 2．轴：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 (六)弹簧 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用产生较大的弹性变形。在各类机械中应用十分广泛。弹簧的种类比较多，按承受的载荷不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧四种；按形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面盘簧等。观看时要注意各种弹簧的结构、材料，并能与名称对应起来。
机械设计基础实验室参 观报告 班级：石工10-1班 姓名：王艺 通过一个学期的学习，我们已经初步掌握了一些机械设计基础的理论与常识。可是面对课本上的平面图形，我们仍然很难对各种机械链接与机构的运动关系及方式形成一个形象的、直观的画面与过程。于是机械设计机构陈列室便给了我们一个很好的学习机会，从中我也受益匪浅。 机构陈列室是根据机械原理课程教学内容设计的。它有十个陈列柜组成，主要展出常见的各类机构，介绍其基本类型和用途，演示传动原理。通过参观学习，有利于帮助我们加深对机构的认识和理解。 链传动的运动是不均匀的，选用小链结距，增加链轮齿数和限制链轮转速。图中我们看到了链传动的实际应用；曳引链和起重链。 我们看到几种螺纹的类型和螺纹连接的基本类型，比如螺栓连接，螺钉连接，双头螺柱连接等，加深了我们对圆柱螺纹和圆锥螺纹的各种参数的理解。 还有一些螺纹连接的预紧和放松的实物展示。
聚集人数最多的地方就是一些平面连接机构的模型展示了，大家开心的转动着各种连接机构，看到不同奇妙的连接方式与传动方法，一定激发了对机械设计课程学习的热情。我想这也是陈列室带给我们感受最深的地方。 机构陈列室的十个陈列柜分别向我们展示了不同种类的常用机构。从最基础的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构，到复杂的轮系和间歇运动机构等等，并且对应每一种机构都有其基本类型以及用途、功能、特点的介绍。清晰明了的向我们展示了我们本学期在书本上学习的各种机构。通过具体形象的实体机构，向我们阐述机构和零件的工作原理，促使我们进一步了解了我们所学
的知识。 通过对机构陈列室的参观，我对课本中学习的各种机械设备、机构的设计原理有了深入了解，更进一步的认识到了机械在我们生活中的重要作用，也更加明白了机械设计其实与我所学的专业息息相关。畅游在各式各样的机构之间，也激发了我对机械设计的兴趣。 看到一些零零岁岁的部件，我了解到在各个生产部门实现机械化，对于发展国民经济具有十分重要的意义。为了加速社会主义建设的步伐，应当对原有的机械设备进行全面的级数改造，以充分发挥企业潜力；应答设计各种高质量的、先进的成套设备来装备新兴的生产部门；还应当研究、设计完善的、高度只能化的机械手和机器人，从事空间探测、海底开发和实现生产过程自动化。 我也深刻的感到：任何一种工程设计都是“折中”或“权衡”设计，工程设计最基本的“折中”就是成本与性能的“折中”。一般而言，性能越好、功能越复杂，成本就越高，设计时必须根据使用对象、使用场合综合考虑。 在今后的学习中，我希望能有机会更进一步的了解各种通用机械及与我们专业相关的专用机械的工作原理和设计理论。