实验20-机构运动参数测定实验
机械原理实验指导书
实验一：机构运动简图的测绘与分析一、目的1．学会根据实际机械模型的结构测绘机构运动简图的技能；2．验证和巩固机构自由度的计算；3．进一步巩固对机构结构分析的了解。
二、设备和工具1．各种机器实物；2．各种机构模型；3．钢皮尺；4．外卡；5．铅笔与橡皮(自备)；6．草稿纸(自备)。
三、原理和方法1．应用符号由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关。
因此，在机构运动简图中可以避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，并按一定购比例尺表示运动副的相对位置，由此说明实际机构的运动特征。
常用的符号示例，可参阅郑文纬等主编的《机械原理》（第七版）。
2．测绘方法（1）确定组成机构的构件数目——测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。
从原动构件开始仔细观察机构运动，分清各个运动单位，从而确定组成机构的构件数目。
（2）确定各个运动副的种类——根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，来确定各个运动副的种类。
（3）绘制机构简图——在草稿纸上不按比例尺用徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构简图，然后用数字l 、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。
绘制机构运动简图——仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距和移动副导路间的夹角等）任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将机构简图画成机构运动简图。
比例尺μl AB l AB =实际长度（米）图上长度（毫米）3．示例试绘出图1—1，a 所示偏心轮机构模型的机构运动简图。
（1）确定组成机构的构件数目当使原动构件（偏心轮）运动时，可以发现机构具有四个运动单元：机架l——相对静止；偏心轮2——相对机架作回转运动；连杆3——相对机架作平面复杂运动；滑块4——相对机架作直线运动。
（2）确定各个运动副的种类根据各相互联接的构件间的接触情况可知，全部四个运动副均系低副：构件2相对机架1绕O点回转，组成一个回转副，其轴心在O点；构件3相对构件2绕A点回转，组成第二个回转副，其轴心在A点；构件4相对构件3绕B点回转，组成第三个回转副，其轴心在B点；构件4相对机架l沿直线C—C作直移运动，组成一个移动副，其导路方向同C—C。
实验20-机构运动参数测定实验
本测试系统测试结果不但可以由曲线形式输出，还可以直接打印出个点数值，克服了以往测试方法所在的须对记录曲线进行人工标定和数据处理，从而带来较大幅值和相位误差等问题。
一、实验目的
1．通过实验了解位移、速度、加速度、位移、角速度、角加速度测定方法。
2．通过实验初步了解“MEC—B机械动态参数测定试仪”即光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法。
3．通过实验曲线和理论曲线的比较，分析产生差异的原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。
MEC—B机械动态参数测试仪由于采用微机及相应的外围设备，因此在数据处理的灵活性和结果显示、记录、打印的便利、清晰、直观等方面明显优于非微机化的同类仪器。另外，操作命令采用代码和专用键相结合，操作灵活方便，实验准备工作非常简单，并且在学生进行实验时稍作讲解学生即可使用。
3、光电脉冲编码器
1、灯泡2、聚光镜3、光电盘4、光拦板5、主轴
图20-6数字电路框图
图10-7输出波形
四、实验步骤
1.滑块位移、速度、加速度测量
(1)将PP—40四色绘图仪接入测试仪后板插座，打开CRT电源开关，启动面板电源开关，数码管显示“P”，适当调整CRT亮度与对比度。若环境温度超过30°C应打开风扇开关。
(2)调整同步脉冲发生器与分度盘位置，使分度盘插入同步脉冲发生器探头的槽内。拨动带轮使分度盘转动，探头上的绿色指示灯每转2°（即一个光栅）闪烁一次，而红灯每转一圈闪烁一次。9即分度盘上同步长光栅进入探头槽内红灯不亮，其余位置都亮）
机构运动简图的测绘(实验指导
了解机构运动简图在机械设计中的作用
了解机构运动简图在机械设计中的重 要性和作用，如用于分析机构的运动 特性、进行机构优化设计等。
了解机构运动简图在机械制造中的应 用，如用于指导机械制造、进行机器 装配和维护等。
培养实际操作和动手能力
通过实际操作和动手实践，培养 学生对机构运动简图测绘的实际
操作能力和动手能力。
比较实际机构与理论机构的差异有助于理解机构 性能的实际情况，为优化设计提供依据。
总结实验结论
1
根据实验结果和分析，总结机构运动简图测绘的 结论。
2
评估实验结果的有效性和可靠性，确定其在实际 应用中的适用性和限制。
3
提出改进和优化建议，为进一步研究和应用提供 参考。
05 实验总结与思考
总结实验收获和不足
机构运动简图的测绘
目 录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验总结与思考
01 实验目的
掌握机构运动简图测绘的基本方法
了解机构运动简图测绘的基本 概念和原理。
掌握机构运动简图测绘的步骤 和方法，包括确定机构运动副、 绘制机构运动简图、测量机构 运动参数等。
掌握使用测绘工具和软件进行 机构运动简图测绘的方法。
01
根据需要测量的机构运动参数选择合适的测量方法，如光电法、
机械法等。
进行测量
02
按照选择的测量方法进行实际测量，记录测量数据。
数据整理
03
将测量数据进行整理，形成表格或图表等形式，以便后续分析
和处理。
04 实验结果分析
分析机构运动简图的正确性
机构运动简图是否准确反映实际机构的运动关系和特性，是评估其正确性的关键。
机械原理实验指导书2005-10
实验指导书GUIDE BOOK FOR EXPERIMENT张云文李海涛姚海蓉编著AND目录CONTENTS说明 (1)前言 (2)实验一 机构运动简图测绘实验 (3)实验二 机构运动参数测试实验 (6)实验三 机构组合创新设计实验 (12)实验四 转子动平衡实验 (16)附录1 PCL-812PG数据采集与分析系统使用说明 (19)附录2 机构应用工程实例 (21)说明Brief Instruction机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课，强调与工程实践应用相结合，以帮助培养同学们分析和解决工程实际问题的能力。
实验环节是课程的重要实践环节，不仅可以籍此巩固理论知识，而且对培养同学们的工程实践认知能力和创新能力具有重要意义。
机械原理共56学时。
理论教学50学时，实验学时6学时。
根据国家教委“高等工业学校机械设计基础课程的教学基本要求”，以我校的教学计划为依据，本着“培养学生综合设计能力”的教学宗旨，开设了机构运动简图测绘实验（实验一）、机构运动参数测试实验（实验二）、机构组合创新设计实验（实验三）、转子动平衡实验（实验四）作为机械原理的基本实验内容。
其中，动平衡实验由于设备老化，目前设备达到的教学效果完全可以由课内教学实现，因此目前该实验暂时取消。
待购置现代动平衡试验设备后即可随时开设。
此外，已在部分班级试点选修实验——范成实验的计算机虚拟实现、选做研究项目运动参数测试实验台的软硬件改进设计等。
同时，还拟开设选修实验——范成实验的模型实现，综合性、开放性实验——运动方案分析实验。
这部分实验内容暂时单独成篇，待条件成熟即可列入本实验指导书。
附录2中的机构应用工程实例是为了开阔同学们的视野，其实是工程实际中实现某种功能的一个运动方案，而决不是唯一的、或最好的解。
实验考核成绩分预习、实验操作、实验报告三部分。
实验成绩并入课程总成绩，约占10%。
为便于同学们预习，了解实验内容，完成实验报告，特编著本实验指导书。
机构运动学、动力学参数测定
实验四 机构运动学、动力学参数测试一、实验目的1. 以机构及系统设计为主线，以机构系统运动方案设计为重点，掌握机构运动参数测试的原理和方法;掌握利用运动学、动力学测试结果，重新调整、设计机构的原理和方法，从而培养学生设计、创新能力.2. 通过实验，深入了解机构结构参数及几何参数对机构运动及动力性能的影响，从而对机构运动学和动力学（机构平衡、机构真实运动规律，速度波动调节）有一个完整的认识.3. 利用计算机多媒体交互式教学方式，使学生在计算机多媒体教学课程的指导下，独立自主地进行实验内容的选择、实验台操作及虚拟仿真，培养学生综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力，了解现代实验设计、现代测试手段。
二、实验设备1. ZNH-A1曲柄导杆滑块机构实验台;2. ZNH-A2曲柄摇杆机构实验台;3. ZNH-A3盘形凸轮机构实验台;4. 测试控制箱;5. 计算机及配套的设计分析和测试分析多媒体软件。
三、实验原理和内容平面机构多媒体测试、仿真设计综合实验系统该系统包括ZNH-A1曲柄导杆滑块机构实验台、ZNH-A2曲柄摇杆机构实验台、ZNH-A3盘形凸轮机构实验台以及配套的设计分析和测试分析多媒体软件。
功能及特点：1.整个实验台机构安装在一个可水平方向自己移动的单自由度震动系统。
2．实验机构由带行星减速器的直流伺服电机驱动，配有直流调速电源。
3．构件杆长可调，平衡质量大小、位置可调，使机构的运动达最佳状态。
4．利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，做出实测的动态参数曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数模仿真，做出仿真的动态参数曲线，从而实现理论与实际的紧密结合。
5．实验台的平面机构中各活动构件杆长和移动件位置可调节，平衡质量及位置可调节，飞轮转动惯量可调节，结合计算机软件进行优化设计，然后，通过计算机对该平面机构运动进行仿真和测试分析，从而实现计算机辅助设计与计算机仿真和测试分析有效的结合。
6．利用计算机的人机交互功能，使学生可在软件界面说明文件的指导下，独立的进行实验。
实验一机构运动简图的测绘及分析实验
机械设计基础实验指导书实验一机构运动简图的测绘及分析实验一、实验目的1、熟悉机构运动简图的绘制方法，掌握从实际机构中测绘机构运动简图的技能；2、巩固机构结构分析原理及自由度计算方法；3、加深理解平面四杆机构的演化过程及验证曲柄存在条件。
二、实验设备及工具1、测绘用四种机构实物模型；2、测量用尺、分规、铅笔及草稿纸。
三、实验原理1、机构运动简图的常用符号如图1至图4所示（详见《机械制图》GB4460—84“机构运动简图符号”）。
（1）转动副，如图1所示。
（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图1 转动副（2）移动副，如图2所示。
（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图2 移动副（3）高副，如图3所示。
（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图3 高副（4）构件图例，如图4所示（a）具有两个运动副元素时（b）具有三个运动副元素时（c）具有四个运动副元素时图4 构件图例2、实验原理机构各部分的运动，是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的类型（高副、低副，转动副、移动副等）和机构的运动尺寸来决定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及固联方式等无关。
所以，只要根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，就可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图作出来。
正确的机构运动简图中各构件的尺寸、运动副的类型和相对位置以及机构组成形式应与原机构保持一致，从而保证机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，以便根据该图对机构进行运动及动力分析。
所谓机构运动简图就是从运动的观点出发，用规定的符号和简单的线条按一定的尺寸比例来表示实际机构的组成及各构件间相对运动关系。
3、绘制机构运动简图的方法及步骤 （1）分析机构的实际构造和运动情况任选原动件并缓慢转动，根据各构件之间有无相对运动，分清机构是由哪些构件组成的；按照机构运动的传递顺序，仔细观察各构件之间相对运动的性质，从而确定运动副的类型和数目。
机构运动参数测定与分析实验
机构运动参数测定与分析实验实验2 四杆机构运动参数测量与动态性能分析之一本实验通过测量一四杆机构从动件的运动规律，学习用实验方法研究简单机械的运动性能。
培养分析实验结果的能力。
一、实验目的1、了解曲柄摆杆机构运动特点。
2、了解摆杆运动参数测量原理与方法。
3、把实验结构与理论计算机结构比，分析二者不完全相同的原因*4、初步了解构件弹性对机构运动性能的影响。
二、设备与工具GD —1型机构动态实验台是一个多功用的实验台，它可以用研究刚性机构的运动规律也可用于研究弹性机构的运动规律。
它可以研究构件尺寸对运动规律的影响，也可以研究构件弹性对构件的影响和在不同转速下构件的弹性动力效应。
本次实验只运用该设备测量在杆件尺寸确定的情况下，摆杆的运动规律，包括摆杆角位移、角速度、角加速度，与理论计算结果进行比较。
图2—1为实验设备框图，其中四杆机构为核心部分，其机构简图如图2—2所示。
机构尺寸为：05.030±=AB L ；2.0142±=BC L ；1.05.263±=CD L 。
固定件AD L 为可调尺寸。
当轴承座对准机座上的刻度时，1.0330±=AD L 。
图2－1 实验设备框图图2－2曲柄摆杆机构四杆机构中，曲柄为主动件，它由一台Z2—11直流电机驱动，其转速可用一台KZD —1型可控硅调速器进行无级调速。
摆杆CD 为从动件，它的运动由D 轴输出，输出的运动规律可可控硅调速器信号电路A/D 转换 TP801单板计算机打印机 CJD 角位移传感四杆机构Z2--11直流电机 直流稳压电源A BCD θ通过安装在轴端的传感器测量。
三、原理和方法本实验设备中所采用的CJD 角位移传感器是根据电位计式变换器的测量原理设计的。
其工作原理如图2—3I 部分 中所示。
图2—3 测量原理图摆杆的角位移通过传感器内部的机械结构带动原理图中的电刷在电位器上滑动。
因此，有相应的讯号输出达到测量角度的目的。
机构运动简图的测绘实验报告
机构运动简图的测绘实验报告篇一：实验一机构运动简图的测绘及分析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又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。
11凸轮机构运动参数的测定
课题十一凸轮机构运动参数的测定凸轮机构主要是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。
从动件与凸轮轮廓接触，传递动力和实现预定的运动规律故从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。
由于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律。
凸轮机构能将主动件的连续运动转变为从动件的移动或转动，因而广泛用于各种机械中，特别是自动机械、自动线中的机械控制装置中。
1．凸轮机构运动参数的测定实验台及其工作原理进行凸轮机构运动参数的测定实验台有多种形式，现以如图11—1所示的连杆机构与凸轮组合实验台，完成凸轮机构运动参数的测定。
图11—1 连杆机构与凸轮组合实验台a）b）图11—2 凸轮机构实验台的运动简图1--同步脉冲发生器 2—减速器 3--电机 4—传感器5--光栅盘 6--凸轮 7--平底直动从动件 8--回复弹簧9--滑块 10--滚子直动从动件如图11—2a）、b）所示，凸轮机构的实验台是电机、减速器、凸轮、直动从动件、滑块、传感器、同步脉冲发生器、光栅盘和回复弹簧等组成。
通过调速器调节电机的转速输出后，经蜗杆减速器带动凸轮转动，驱动从动件运动，其位移量通过直线位移传感器由模/数转换模块在嵌入式计算机系统的控制下，将位移量转换成数字信号，计算出其往复移动的周期、线速度、线加速度等机构运动参数。
也可更换不同廓线的盘形凸轮，从而调节从动件的偏心距。
2．凸轮机构运动参数的测定实验注意事项(1) 调节电机的转速时应缓慢转动调速旋钮，在关闭实验台电源前，应将电动机的转速调到最小。
(2) 用手转动凸轮盘1～2 周，检查各运动构件的运行状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡滞现象。
(3) 测试时，凸轮的转速不应过高，以免产生大的冲击，造成零件损坏。
(4) 调节从动件偏心距时，偏心距不宜过大，否则有可能使凸轮机构卡死，造成零件损坏。
机构运动性能检验实验指导
机构运动性能测试实验指导一、实验目的1、通过实验，了解位移、速度、加速度的测定方法；转速及回转不匀率的测定方法；2、通过实验，初步了解“QID-III型组合机构实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法；3、通过比较理论运动曲线与实测运动曲线的差异，并分析其原因，增加对运动速度特别是加速度的感性认识；4、比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别。
5、检测凸轮直动从动杆的运动规律；6、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、实验系统1、实验系统组成本实验的实验系统框图如图1所示，它由以下设备组成：（1）实验机构—曲柄滑块、导杆、凸轮组合机构（2）光电脉冲编码器（3）同步脉冲发生器（或称角度传感器）（4）QTD-III型组合机构实验仪（单片机检测系统）（5）个人电脑（6）打印机2、实验机构结构特点该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统：曲柄滑块机构；曲柄导杆滑块机构；平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮机构。
而每一种机构的某一些参数，如曲柄长度、连杆长度、滚子偏心等都可在一定范围内作一些调整，通过学生拆装及调整可加深实验者对机械结构本身特点的了解，对某些参数改动对整个运动状态的影响也会有更好的认识。
3、组合机构实验仪（1）实验仪外型布置此实验仪的外型结构如图3 所示，图3（a）为正面结构，图3（b）为背面结构。
三、实验操作步骤<一>、系统联接及启动1、连接RS232通讯线本实验必须通过计算机来完成。
将计算机Rs232 串行口，通过标准的通讯线，连接到QTD-Ⅲ型组合机构实验仪背面的Rs232 接口。
2、启动机械教学综合实验系统本实验台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。
机构运动参数测定实验报告
机构运动参数测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定机构运动参数，掌握机构运动学分析的基本方法和技能，加深对机构运动学的理解。
二、实验原理机构是由若干个刚体构成的复杂系统，其中各个刚体之间通过铰链、滑动副等连接方式相互连接。
机构运动学分析是研究机构各个刚体的运动状态和运动规律的学科。
机构运动学分析的基本方法是建立机构的运动学模型，通过对模型的分析，得到机构各个刚体的运动参数。
机构运动参数包括位移、速度、加速度等。
位移是指机构各个刚体在运动过程中的位置变化量，速度是指机构各个刚体在运动过程中的位置变化率，加速度是指机构各个刚体在运动过程中速度变化率的变化率。
三、实验器材1.机构运动学分析实验装置2.计算机四、实验步骤1.打开机构运动学分析实验装置，将待测机构放置在装置上。
2.启动计算机，打开机构运动学分析软件。
3.在软件中建立机构的运动学模型。
4.通过软件分析，得到机构各个刚体的位移、速度、加速度等运动参数。
五、实验结果通过实验，我们得到了待测机构的运动参数。
具体数据如下：1.机构各个刚体的位移：刚体1：x=10cm，y=5cm刚体2：x=15cm，y=10cm刚体3：x=20cm，y=15cm2.机构各个刚体的速度：刚体1：vx=2cm/s，vy=1cm/s刚体2：vx=3cm/s，vy=2cm/s刚体3：vx=4cm/s，vy=3cm/s3.机构各个刚体的加速度：刚体1：ax=0.5cm/s²，ay=0.2cm/s²刚体2：ax=0.8cm/s²，ay=0.4cm/s²刚体3：ax=1.2cm/s²，ay=0.6cm/s²六、实验分析通过对机构运动参数的测定，我们可以了解机构各个刚体在运动过程中的运动状态和规律。
在实际工程中，机构运动学分析是非常重要的，可以帮助工程师设计出更加合理、高效的机构系统。
七、实验结论通过本次实验，我们成功地测定了机构的运动参数，掌握了机构运动学分析的基本方法和技能。
机构测绘实验报告原理(3篇)
第1篇一、引言机构测绘实验是机械工程领域的一项基础实验，旨在使学生掌握机构测绘的基本原理和方法，提高学生的实践操作能力和工程意识。
本报告将对机构测绘实验的原理进行详细阐述。
二、机构测绘实验的目的1. 了解机构测绘的基本概念和原理；2. 掌握机构测绘的方法和步骤；3. 培养学生的观察能力、分析能力和动手能力；4. 提高学生的工程意识和创新意识。
三、机构测绘实验的原理1. 机构测绘的基本概念机构测绘是指通过对机构实物或模型进行观察、测量和分析，获取机构几何参数、运动参数和动力参数等，从而为机构的设计、制造和优化提供依据。
2. 机构测绘的方法（1）几何法：通过测量机构各构件的几何尺寸，如长度、角度、半径等，来获取机构的几何参数。
（2）运动法：通过测量机构各构件的运动轨迹、速度、加速度等，来获取机构的运动参数。
（3）动力法：通过测量机构各构件所受的力、力矩等，来获取机构动力参数。
3. 机构测绘的步骤（1）观察：仔细观察机构实物或模型，了解其组成、结构和运动规律。
（2）测量：根据测量目的和精度要求，选择合适的测量工具和方法，对机构进行测量。
（3）数据处理：对测量数据进行整理、分析和处理，得出机构参数。
（4）绘图：根据机构参数，绘制机构简图、运动简图和受力图等。
四、机构测绘实验的原理分析1. 几何法原理几何法原理基于机构的几何关系，通过测量机构各构件的几何尺寸，计算出机构各部分的几何参数。
这种方法简单易行，但精度受限于测量工具和操作者的技能。
2. 运动法原理运动法原理基于机构的运动规律，通过测量机构各构件的运动轨迹、速度、加速度等，计算出机构各部分的运动参数。
这种方法可以直观地反映机构的运动状态，但测量过程较为复杂，且受外界干扰较大。
3. 动力法原理动力法原理基于机构的动力学特性，通过测量机构各构件所受的力、力矩等，计算出机构各部分的动力参数。
这种方法可以了解机构的动力性能，但需要较复杂的测量设备和较高的技术要求。
机构运动简图测绘实验
《机械原理》实验班级姓名机构运动简图测绘学号一、实验目的：1．学会运用构件及其运动副联接经常使用符号和机械中经常使用机构的简图符号，正确绘制出机构运动简图；2．通过实验进一步明白得机构运动简图的意义；3．熟练把握机构自由度的计算方式，学会判定运动链可否成为机构。
二、实验内容：机构运动简图是用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按必然的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形。
不严格按比例绘制的简图称为机构示用意。
在分析研究现有机械和构思设计新机械时都需要绘制机构运动简图。
因此，咱们必需熟练把握正确绘制机构运动简图的方式。
1．绘制三个机构的运动简图，测绘对象：1）油泵――摆杆式油泵、摆块式油泵；2)冲床――滚子式、滑块式；3)插齿机――从曲柄开始到插齿刀；4)牛头刨床――从小齿轮开始画起。
其中，一、2必做，3、4选其一。
关于油泵，要对其进行必要的尺寸测量，然后按比例画出其机构简图；对其余机构那么绘出机构示用意。
2．计算所画机构的自由度，判定其可否成为机构？3．在东6D座参观经常使用机构的电动模型，观看各机构的运动。
三、实验步骤：1．分析机械的组成情形和运动情形：确信机械是由多少个构件组成？哪个是原动件和机架？哪部份是执行构件和传动部份？2．沿着运动传递线路，分析两构件间相对运动的性质，以确信运动副的类型和数量；3．适本地选择运动简图的视图平面；4．选择适当比例尺，绘制机构运动简图。
在原动件上标出代表其转动方向的箭头，并从原动件起，按传动线路标出各构件的编号（一、二、3、······）和运动副的代号(A、B、C、······）。
5．绘制完机构运动简图和计算其自由度后，由指导教师签字认可，方可离去。
四、注意事项：1．上课时自带直尺、橡皮、铅笔和画草图用的白纸。
实验六 动平衡综合实验一：曲柄导杆滑块机构运动参数测定
实验六动平衡综合实验一：曲柄导杆滑块机构运动参数测定实验报告专业班级姓名实验时间一、实验目的1.组装实验用曲柄导杆滑块机构，通过组装，加深对机构组成的认识；2.滑块的位移、速度、加速度检测；3.连杆上点的运动轨迹分析；4.改变机构构件的杆长和位置，进行滑块运动规律的实测与仿真，了解速度波动的影响和机构急回特性。
二、仪器设备THMCM-1型曲柄导杆滑块凸轮测试实验装置实验原理简要(请自行节选)三、三、实验原理简要(一)实验装置电源仪表控制部分操作说明本实验台由电源仪表控制部分和机械部分两部分组成。
电源仪表控制部分包括电源总开关（即漏电保护器）、电源开关（大黑开关）、一只指针式电压表、一只指针式电流表、调速器和传感器接口。
1.实验前先将实验台左后侧的单相电源线插头与实验室内电源接通。
在电源接通前应使漏电保护器处于关的位置；电源开关（大黑开关）处于“关”状态；电动机调速器的开关打到“STOP”位置，调节旋钮逆时针旋置最小。
2.实验台左侧的漏电保护器是整个实验台的电源总开关，打开漏电保护器，使电源开关（大黑开关）打到“开”的方向，电源开关（大黑开关）自身点亮，电机调速器的指示灯亮，指针式电压表有指示。
3.指针式电流表显示电动机的工作电流，使电动机调速器的开关打到“RUN”位置，慢慢的顺时针旋转调节旋钮，电动机缓慢转动，指针式电流表有指示。
4.实验台面板右边是传感器接口部分，使传感器上的插头与面板上的插座芯数相同的插在一起，把传感器的数据传送给采集板。
（二）实验装置的结构特点本实验台的机械部分，主要由交流减速电机、金加工、传感器等组成。
直流电机作为动力装置，通过三角带带动盘形凸轮转动。
本实验装置可组成的4种实验机构中，大多数零部件都是通用的，只需要拆装少量零部件即可实现机构转换。
每一种机构的某些参数，如曲柄长度、连杆长度、凸轮机构的偏距等都可以在一定范围内调整，学生可通过调整参数改变机构的运动参数。
实验机构安装在铝合金型材架上；有杆构件长度及滑块偏心距均可进行无级调节，分析该参数改变，对机构运动特性的影响。
机械运动参数测定实验指导书
实验二机械运动参数测定实验指导书一、实验目的:1.通过实验了解：位移、速度、加速度测定方法。
角位移、角速度、角加速度的测定方法；转速及回转不均匀系数的测量方法。
2.通过实验初步了解“机械动态参数测定实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法。
3.通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。
二、实验台简介：1、主要技术参数1) 曲柄原始参数：曲柄AB 的长度LAB：可调0.04～0.06m。
曲柄质心S1 到A 点的距离LAS1=0。
平衡质点P1 到A 点的距离LAP10.04～0.05：可调。
曲柄AB 的质量（不包括MP1）M1=2.55kg。
曲柄AB 绕质心S1的转动惯量（不包括MP1）JS1=0.00475kgm2。
P1点上的平衡质量MP1可调。
2) 连杆原始参数：连杆BC 的长度LBC：可调0.27～0.30m。
连杆质心S2到 B 点的距离LBS2=LBC/2。
连杆BC 的质量M2=0.55kg。
连杆绕质心S2的转动惯量JS2=0.0045kgm2。
3) 摇杆原始参数：摇杆CD 的长度LCD=0.13~0.18m。
摇杆质心S3到C 点的距离LAS3=0.14m。
平衡质点P3到 C 点的距离LAP3:可调。
摇杆CD 的质量（不包括MP3）M3=0.624kg。
摇杆CD 绕质心S3的转动惯量（不包括MP3）JS3=0.05kgm2。
P3点上的平衡质量MP3:可调。
4) 机架原始参数：机架铰链的距离LAD=0.34m。
浮动机架的总质量M4=32.65kg。
加速度计的方向角а：可调0~3600。
5)连杆原始参数：连杆DE 的长度L DE：可调0.27~0.31m。
连杆质心S4到D 点的距离L BS4=0.15m。
连杆DE 的质量M4=0.55kg。
连杆绕质心S4的转动惯量J S4=0.0045kgm2。
《机械原理》教学大纲
机械系统动力学仿真的基本原理和 方法
02
机械系统动力学仿真的软件工具介 绍与使用
机械系统动力学仿真的实验设计与 实施
03
机械系统动力学仿真的结果分析与 讨论
04
07 课程考核方式与标准
平时成绩评定方法及标准
课堂表现
积极参与课堂讨论，认真听讲， 及时完成课堂练习和作业。
出勤率
保持高出勤率，不迟到、早退 或旷课。
机构运动参数测定的实 验装置与操作步骤
机构运动参数测定的数 据处理与分析
机构运动参数测定的误 差来源与减小误差的方 法
机械传动性能测定实验
01
机械传动性能测定的基本原理和方法
02 机械传动性能测定的实验装置与操作步骤
03
机械传动性能测定的数据处理与分析
04
机械传动性能的评价指标与讨论
机械系统动力学仿真实验
总评成绩计算方法及标准
总评成绩组成
平时成绩占30%，期末考试成 绩占70%。
成绩评定标准
平时成绩根据课堂表现、出勤 率和作业完成情况综合评定； 期末考试成绩根据试卷评阅结
果确定。
总评成绩等级划分
90分以上为优秀，80-89分为 良好，70-79分为中等，6069分为及格，60分以下为不
及格。
谢谢聆听
缺点及适用场合。
带传动的参数选择与计算
掌握带轮直径、带速、中心距等参数 的选择原则，以及传动功率、带张力 等参数的计算方法。
链传动的参数选择与计算
掌握链轮齿数、链节距、中心距等参 数的选择原则，以及传动功率、链张 力等参数的计算方法。
轮系分析与设计
轮系的类型与特点
了解定轴轮系、周转轮系等不同类型轮系的 工作原理和特点。
机械基础实验13 机械运动学、动力学参数测试
P=0
M=0
1.平面机构惯性力的平衡条件
对于活动构件的总质量为m、总质心S的加速度为as的机构，
要使机架上的总惯性力P 平衡，必须满足：
P mas 0
m0
as=0
机构的总质心S 匀速直线运动或静止不动。
质心不可能作匀速直线运动 欲使as=0, 就得设法使总 质心S 静止不动。
在构件2的延长线上加平衡质量m’，使m’和mC的总质 心移至B点；
在构件1的延长线上加平衡质量m’’，使机构的总质心 移至固定点A。整个机构的惯性力达到完全平衡。 3）缺点：
上述方法由于加装了若干个平衡质量，大大增加机构的 质量，尤其是把平衡质量装在连杆上时更为不利。
3.机构惯性力的部分平衡
只平衡机构中总惯性力的一部分。常用的方法有：
打印机 打印结果
（四）软件系统
主界面
产品总体介绍 实验台类型 机构类型 实验内容 窗口 帮助
实
结
验 台 结 构 说
操 作 说 明
实 验 录 像
杆 机 构
凸 轮 机 构
间 隙 机 构
特 种 机 构
机 构 设 计
测 试 与 仿 真
机果 构分 动 书析 平及 衡说
明
明
图13－5 软件结构框图
13.4 实验步骤
13.1 实验目的
1)掌握机构的位移、速度、加速度等运动学参数 测试的基本原理和方法。
2)了解机构动平衡的原理及方法。
3)通过本系统的实验，使学生深入了解机构几何 参数对机构运动及动力性能的影响，从而对机构 运动学和动力学（机构平衡、机构真实运动规律， 速度波动调节等）有一个完整的认识。
4)了解各运动学参数测试传感器的基本原理和方 法。
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5．外触发信号输入插口
6．同步信号输入插口
7．键盘
8．磁带信息输入主机插口 （接录音机ERA）
9．主机信息储存磁带插口 （接录音机MCR）
10．六位LED数码显示器
11．亮度调节
12．对比调节
13．帧频调节
14．行频调节
15．5英寸CRT显示器
一、实验目的
1．通过实验了解位移、速度、加速度、位移、角速度、角加速度测定方法。
2．通过实验初步了解“MEC—B机械动态参数测定试仪”即光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法。
3．通过实验曲线和理论曲线的比较，分析产生差异的原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。
测试仪具有内触发和外触发两种采样方式。当采用内触发方式时，可编程定时器按操作者所置入的采样周期要求输出定时触发脉冲。同时微处理器输出相应的切换控制信号，通过电子开关对锁存器或采样保持器发出定时触发信号，将当前计数器的计数值或模拟传感器的输出电压值保持。经过一定延时，由可编程并行口或A/D转换读入微处理器中，并按一定格式存储在机内RAM区中。若采用外触发采样方式，可通过同步脉冲发生器将机构从动曲柄的角位移（2°、4°、6°、8°、10°）信号转换为相应的触发脉冲，并通过电子开关切换发出采样触发信号。利用测试仪的外触发采样功能，可获得以机构主轴角度变化为横坐标机构运动线图，也可分析主轴作为非匀速转动机构的运动规律提供了方便。
三、实验原理
1．实验机构
目前配套的为曲柄滑块机构及曲柄导杆机构（也可采用其它各种实验机构），机械原动力采用直流调速电机，电机转速可在0—3600转/分范围内作无级调速。经蜗轮蜗杆减速器减速，机构的曲柄转速为0~120转/分。
图20-2所示为实验机构简图。它利用作往复运动的滑块，推动光电脉冲编码器，输出与滑块位移相当的脉冲信号，经测试仪处理后即可得到滑块的位移、速度和加速度。图20-2a为曲柄滑块机构，图20-2b为曲柄导杆机构，后者是前者经过简单的改装得到的，在本装置中已配有必备的零件。
机构的速度、加速度数值由位移经数值微分数字滤波得到。与传统的R—C电路测试法（或分别采用位移、速度、加速度的测量仪器的系统）相比，具有测试系统简单，性能稳定、可靠、附加相位差小动态响应好等优点。
本测试系统测试结果不但可以由曲线形式输出，还可以直接打印出个点数值，克服了以往测试方法所在的须对记录曲线进行人工标定和数据处理，从而带来较大幅值和相位误差等问题。
MEC—B机械动态参数测试仪由于采用微机及相应的外围设备，因此在数据处理的灵活性和结果显示、记录、打印的便利、清晰、直观等方面明显优于非微机化的同类仪器。另外，操作命令采用代码和专用键相结合，操作灵活方便，实验准备工作非常简单，并且在学生进行实验时稍作讲解学生即可使用。
3、光电脉冲编码器
1、灯泡2、聚光镜3、光电盘4、光拦板5、主轴
（a）曲柄滑块机构简图
（b）曲柄导杆机构简图
1、同步发生器2、蜗轮减速器3、曲柄4、连杆5、电机
6、滑块7、齿轮8、光电脉冲编码器9、导块10、导杆
图20-2机构简图
2．MEC—B机械动态参数测试仪
MEC—B机械动态参数测试仪外型结构如图20-3所示。
图20-3（a）测试仪面板布置
1．电源开关
2．四路模拟传感器输入口，通道号1—4
实验20机构运动参数测定实验
MEC—B型机械动态参数测试仪是国内一种新型的机械动态参数测试分析仪器。该测试仪微处理器作中央处理单元，具有4路模拟传感器和4路数字传感器输入通道同步采样，5英寸CRT显示器，四色绘图打印机和磁带记录仪，提供三种数据及图形输出方式。主要测试参数为：位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度、转速、回转不均率、静动态力、压力、张力等。因此，本实验就是利用机械动态参数测试仪测试曲柄滑块机构（或曲柄导杆机构）的位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度。
二、设备和工具
图20-1机构运动参数测定实验系统
如图20-1所示，机构运动参数实验系统由如下设备组成：
1．机械运动参数测试实验机构。
2．MEC—B机械动态参数测试仪。
3．PP—40四色绘图仪。
4．磁带记录仪（普通家用录音机）
5．光电脉冲编码器（也可采用其他各种数字或模拟式传感器）
6．同步脉冲发生器（或称角位移传感器）
图20-3（b）测试仪后板布置
1．冷却风扇5．冷却风扇开关
2．电源插座6．外接CRT插口
3．保险插座7．PP—40打印机接口
4．CRT电源开关
图20-4 MEC—B机械动态参数测试实验系统工作原理框图
在实验机构的运动过程中，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—5V电平的两路脉冲，接入测试数字量通道有计数器计数，也可采用模拟传感器，将滑块位移转换为电压值，接入测试器模拟通道，通过A/D转换口转变为数字量。
图20-5光点脉冲编码器结构原理图
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转换成电脉冲信号的器件。它由灯泡、聚光透镜、光电盘、光栏板、光敏管和光电整形放大电路组成。光电盘和光栏板是用玻璃材料经研磨，抛光制成。在光盘上用照相机腐蚀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，它们与电盘透光条纹的重合相差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、整形后得到两路相位差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’路经反相器得到两个相位相反的方波信号，分别送到与非门剩下的两个输入端作为与非门控信号，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的另一前沿B，与非门2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的光电盘（即主轴）相对于光敏管位置的角位移。