机械设计基础指导书下
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。
机械设计基础实训指导书
《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)实验一平面机构运动简图的测绘和分析一、实验目的（1）学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图；（2）验证和巩固机构自由度计算。
二、实验要求（1）正确判别两种运动副及其数量；（2）绘制出２～４种平面机构的运动简图；（3）对照实验机械，理解计算机构自由度的目的。
山东大学实验指导书-机械设计基础(控制学院学生用)
机械设计基础实验指导书专业班级：学号：姓名：国家级机械基础实验教学示范中心编学生实验守则1.必须按指定的时间参加实验，不得迟到、早退，迟到10分钟以上者不得参加本次实验。
2.实验前必须认真预习实验指导书及实验内容，明确实验目的、步骤和原理，并完成预习作业。
未完成预习作业和回答教师提问不合格者，不得参加本次实验。
3.由于特殊原因，不能参加实验者，经指导教师同意方可补做。
4.实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备操作规程。
如实记录数据，不抄袭他人实验结果。
5.爱护仪器设备，节约使用材料。
不得动用与本实验无关的仪器设备及其他物品，不准将实验室内的物品带出室外。
6.实验中要切实注意安全，若发生事故，应立即切断电源，保持现场，及时向指导教师报告，待查明原因并排除后，方可继续实验。
7.进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准抽烟，不准随地吐痰，不准乱丢纸屑杂物，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。
实验一 机械结构分析及运动简图测绘一、概述我们在对机构进行分析和设计时，常常撇开构件的实际外形、运动副的具体结构和组成构件的零件数目等与运动无关的因素，而用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置和构件尺寸，这种表明机构各构件相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。
机构运动简图可以简明地表达一部机器的传动原理，是工程技术人员进行机构设计、分析和交流的工具，工科学生应当加强机构运动简图测绘的训练。
二、实验目的1.了解所研究机构的实际应用及运动变换功能；2. 掌握机构运动简图的测绘方法；3. 掌握机构自由度的计算并判定机构运动是否确定。
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。
机械设计基础课程指导
机械设计基础课程指导书一、课程设计的意义和目的1、目的(1)综合运用和巩固《机械设计基础》课程和有关先修课程所学的理论和知识、生产实际知识；(2)学习机械设计的一般方法，初步培养学生的独立设计能力和分析、解决工程问题的能力，为今后从事实际工作打好基础；(3)进行一次机械设计方面的基本技能训练，使学生能熟练地运用手册、标准、规范和其它参考设计资料。
2、要求(1)随时复习教材、听课笔记及有关习题；(2)及时了解有关资料、作好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性；(3)充分研究设计方案、认真计算和绘图，做到设计方案特点突出、可行，保证计算正确和图纸质量；(4)按预定计划的各个阶段完成设计任务。
二、设计的对象与内容1、对象机械设计课程设计通常选择以齿轮减速器为主体的机械传动装置作为设计对象，因为齿轮减速器是生产中具有典型性、代表性的通用部件，它一般包含齿轮、轴、轴承、键、及箱体等零件，概括了本课程的主要内容，进行齿轮减速器设计能使学生得到较全面的基本训练。
2、内容(1)拟定传动装置的总体方案；(2)选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；(3)进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；(4)绘制装配图和零件工作图；(5)编写设计计算说明书。
三、设计的一般程序机械设计课程设计与通常的机械设计过程类似，大体由方案分析开始，进行必要的计算和结构设计，最后以图纸和设计计算说明书表达设计结果。
和产品设计过程不同的是，通常的产品设计过程，包括需求分析、可行性论证、方案设计、结构设计、商品化设计、模型试验及施工设计等，该课程设计只包括其中的某些过程而不是全部，其大致过程如下表所示。
四、设计中应处理好的几个关系1、参考已有资料与创新的关系任何设计都是在占有大量现有资料和借鉴前人或他人的成果、经验的基础上进行的，因此掌握和使用各种资料，正是设计工作能力的重要体现。
但是，任何新的设计任务，都是根据特定要求和具体工作条件提出的，因此，不能盲目地、机械地抄袭资料，而是应根据具体要求具体分析，创造性地进行设计，否则，设计者的设计技能也不能得到培养和提高。
机械设计基础课程设计指导书(机制
机械基础课程设计指导书指导老师：陶素连一、课程设计的目的1．通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。
2．学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。
3．提高有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，熟悉设计资料（手册、图册等）的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。
二、课程设计的步骤及任务课程设计的步骤：课程设计一般可按以下顺序进行，设计准备工作——总体设计——传动件的设计计算——装配图草图的绘制（校核轴、轴承等）————编写设计计算说明书1．设计准备工作（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求；（2）熟悉相关资料、图纸等；（3）观看减速器装拆实验，了解减速器的结构特点。
2．总体设计（1）确定传动方案；（2）选择电动机；（3）计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；（4）计算各轴的转速、功率和转矩3．传动件的设计计算（1）计算齿轮传动、带传动的主要参数和几何尺寸；（2）计算各传动件上的作用力4．编写设计计算说明书编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图，说明书用16K纸书写，标出页码、编好目录、做好封面，最后装订成册。
设计计算说明书的主要内容大致包括：（1）目录（标题及页码）；（2）设计任务书（含传动方案简图）；（3）传动方案的分析；（4）电动机的选择；（5）传动装置运动及动力参数计算；（6）传动零件的设计计算；（7）轴的计算；（8）滚动轴承的选择和计算；（9）键联接的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择；（12）参考资料。
（13）致谢。
课程设计的任务课程设计要求在2周时间内完成以下的任务：（1）设计计算说明书一份，不少于5000字。
（2）减速器的装配图。
三、课程设计传动方案四、进度安排1．设计准备 0.5天2．传动装置总体设计及计算 0.5天3．传动零件设计计算 3 天5．零件图、装配图绘制 3 天6．编写设计计算说明书 2 天总计10天五、成绩评定根据设计水平60%、说明书的正确性20%、平时表现20%（含纪律、学习态度）综合评定成绩。
机械设计基础实训指导书
机械设计基础实训指导书1. 实训简介机械设计基础是机械工程专业的核心课程之一，本实训旨在帮助学生通过实际操作来巩固理论知识，掌握机械设计的基本原理和方法。
本指导书将详细介绍实训内容、要求和步骤，帮助学生顺利完成实训任务。
2. 实训目标通过本次实训，学生应能够：•理解机械设计的基本原理和方法；•掌握常用的机械设计软件；•运用机械设计软件进行简单的机械设计；•完成一种简单机械零件的设计和制造。
3. 实训内容本实训包括以下内容：1.机械设计基础知识的学习和总结；2.机械设计软件的学习和使用；3.机械零件设计和制造。
4. 实训要求•遵循实训安全规范，确保人身和设备安全；•严格按照实训指导书进行操作，不得随意修改操作步骤；•结合实际案例，掌握机械设计的实际应用；•合理安排时间，保证实训任务的顺利完成。
5. 实训步骤步骤一：机械设计基础知识学习和总结1.学习机械设计的基本原理和方法；–理解机械设计的概念和作用；–掌握机械设计的基本流程。
2.总结机械设计基础知识；–编写机械设计基础知识笔记；–复习和巩固机械设计基础知识。
步骤二：机械设计软件的学习和使用1.学习常用的机械设计软件；–介绍常用的机械设计软件，如SolidWorks、AutoCAD 等；–学习软件的基本操作和功能。
2.完成机械设计软件的练习；–实际操作机械设计软件，绘制简单的零件和装配图；–学习使用软件进行模拟和分析。
步骤三：机械零件设计和制造1.确定机械零件设计和制造任务；–选择一个简单的机械零件进行设计和制造；–确定零件的尺寸、材料和加工工艺。
2.使用机械设计软件进行零件设计；–绘制零件的草图和三维模型；–进行零件的装配和运动仿真。
3.制造机械零件；–使用适当的加工设备和工具进行零件制造；–完成零件的加工和组装。
6. 实训评估本次实训将根据以下几个方面进行评估：•实训过程的操作规范性和安全性；•实训任务的完成情况和质量；•实训报告的撰写和总结能力。
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》课题组编景德镇陶瓷学院机电学院机设教研室2006年5月目录实验一：机构和机械传动的陈列演示实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定实验三、平面机构运动简图测绘实验四、渐开线齿廓的范成实验实验五、减速器的拆装实验六、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验七、轴系结构组合设计实验八、机械传动测试实验实验九、回转体动平衡实验实验一：机构和机械传动的陈列演示一、实验目的1、“机械基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，是一门实践性很强的课程。
学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。
通过本实验学生可以初步了解机构及机械零件的组成，建立一定的工程背景知识。
2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通用零部件结构特点、组成、运动和传动特点。
3、增加学生的感性认识，培养他们对机械基础课程学习的兴趣，使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。
二、实验步骤1、实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。
首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。
实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。
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：空间机构机械设计部分有：第十一柜：机座及箱体；第十二柜：润滑与密封；第十三柜：齿轮传动；第十四柜：滑动轴承；第十五柜：滚动轴承；第十六柜：轴的类型及轴上零件应用；第十七柜：联轴器；第十八柜：轴的典型结构及轴上零件固定方法；第十九柜：铆接、焊接、胶接、过盈配合；第二十柜：离合器；第二十一柜：常用标准件及键联接第二十二柜：常用标准件及螺纹联接；第二十三柜：键、销及其联接；第二十四柜：常用标准件及螺旋传动；第二十五柜：典型滚动轴承的组合设计；第二十六柜：齿轮与蜗杆结构；第二十七柜：带传动；第二十八柜：带的张紧装置及初拉力控制；第二十九柜：链传动；第三十柜：弹簧。
机电专业《机械设计基础》实验指导书
目录实验一减速器拆装实验 (2)实验二机械零件拆装实验 (6)实验三轴系结构设计实验 (11)实验四渐开线齿轮参数的测定 (20)实验一减速器拆装实验学时：2学时一、概述由于减速器在机械和建筑等行业中应用比较广泛，所以对于机械专业的学生有必要了解减速器的用途、类型及结构等方面。
减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗轮蜗杆等传动零件所组成的独立部件，常安装在原动机和工作机之间，用以降低输入轴的转速并相应地增加输出轴的转矩。
其基本结构由箱体、轴系零件和附件三部分组成。
学生通过减速器的拆装实验可以进一步了解和掌握各零部件结构布置、加工工艺、密封方式、安装方法等内容。
二、实验目的（1）速器的结构，各零件的名称、形状、用途及相互装配关系；（2）观察齿轮和轴承的轴向及周向固定方式和安装顺序；（3）了解减速器各附件的名称、结构、安置位置及作用；（4）掌握高、低速齿轮侧向间隙的测量方法及轴向间隙的调整和测量方法。
三、减速器的类型与布置方式（1）减速器根据不同的用途可分为以下三种类型：圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器，如图1-1a、b、c所示。
1-1 减速器的类型在圆柱齿轮减速器中，按齿轮传动级数可分为单级、两级和多级。
蜗轮蜗杆减速器又可分为蜗杆上置式和蜗杆下置式。
（2）两级或两级以上减速器的传动布置形式有展开式、分流式、同轴式三种形式，如图1-2a、b、c所示。
展开式用于载荷平稳的场合，分流式用于变载荷的场合，同轴式用于原动机与工作机同轴的特殊的工作场合。
图1-2 减速器传动布置形式四、减速器的箱体结构与附件减速器的箱体结构与附件如图1-3所示。
1．箱体结构减速器的箱体用来支撑和固定轴系零件，可分为箱盖与箱座两部分，剖分面通过齿轮轴线平面。
一般先将箱盖与箱座的剖分面加工平整，合上后用定位销定位将螺栓联接，对支承同一轴的轴承孔应一次镗出。
箱体应有足够的强度和刚度,除适当的壁厚外，还要在轴承座孔处设加强筋以增加支撑的刚度。
机械设计基础课程设计指导书
《机械设计基础》课程设计指导书前言本书是根据工科院校机械类专业《机械设计基础》教学大纲编写的。
可作为工科院校机械类、机电结合类专业《机械设计基础课程设计》课程的教学用书，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。
本书以齿轮减速器及以齿轮减速器为主体的一般机械传动装置的设计过程为例，按照课程设计的一般步骤，对课程设计从准备到编写设计计算说明书与准备答辩的全过程，逐一作了具体、扼要的阐述，并注意讲清楚设计中各个阶段的设计思想及设计方法，注意设计思路和方法的引导，启迪学生在融汇贯通的基础上进行设计。
针对目前课程教学中的薄弱环节及设计中易出现的错误，除加强了结构设计方面的内容外，还用大量的图例，采用正误对照的形式，表达设计中常见的错误结构，使学生在设计中少走弯路。
学生使用本书经教师适当指导就能独立完成课程设计。
本书将设计指导书、参考图例、有关标准规范和设计资料及设计题目等有机地结合起来编成一本书，使本书内容更加完整、系统、适用，既便于教学使用，又能减轻学校和学生的负担。
本书采用了最新国家标准、规范和设计资料。
为了缩减篇幅和便于使用，书中摘录的标准和规范都根据常用的参数范围进行了精心压缩和编排。
目录前言 (2)目录 (3)第一章概述 (5)第一节机械设计基础课程设计的目的 (5)第二节机械设计基础课程设计的内容 (5)第三节机械设计基础课程设计的一般步骤 (5)第四节机械设计基础课程设计的要求和注意事项 (6)第二章设计题目 (8)第一节机械设计基础课程设计任务书 (8)第二节设计工作量和进度安排 (12)第三章机械传动装置的总体设计 (14)第一节分析和拟定传动方案 (14)第二节选择电动机 (15)第三节总传动比的计算与分配 (18)第四节传动装置的运动和动力参数计算 (20)第五节传动装置的总体设计示例 (22)第四章传动零件的设计计算 (26)第一节减速器外传动零件的设计 (26)第二节减速器内传动零件的设计 (26)第五章减速器的结构与润滑 (28)第一节减速器的结构 (28)第二节减速器的箱体结构 (29)第三节滚动轴承组件的结构设计 (41)第四节减速器的润滑与密封 (46)第五节减速器附件的结构设计 (61)第六章装配图的设计及绘制 (70)第一节装配图设计的准备 (70)第二节装配草图的设计及绘制 (84)第三节装配草图的检查和修改 (104)第四节完成减速器装配图 (109)第七章零件工作图的设计与绘制 (117)第一节轴类零件工作图的设计及绘制 (117)第二节齿轮类零件工作图的设计与绘制 (122)第三节铸造箱体工作图的设计及绘制 (132)第八章编制设计计算说明书与准备答辩 (140)第一节设计计算说明书的要求 (140)第二节设计计算说明书内容与格式 (141)第三节准备答辩 (142)第九章计算机辅助课程设计 (145)第十章机械设计常用数据、标准和规范 (146)第一节常用数据和一般标准 (146)第二节材料 (154)第三节联接与紧固 (159)第四节键、销联接 (176)第五节滚动轴承 (178)第六节联轴器 (192)第七节润滑与密封 (201)第八节公差配合与表面粗糙度 (209)第九节渐开线圆柱齿轮精度(摘自GBl0095—88) (219)第十节锥齿轮和准双曲面齿轮精度 (226)第十一节圆柱蜗杆、蜗轮精度 (230)第十二节电动机 (235)主要参考书目 (242)第一章概述第一节机械设计基础课程设计的目的机械设计基础课程设计是学生学习机械设计基础课程后进行的一项综合训练。
机械设计基础实验指导书(修订版)
机械设计基础实验指导书（修订版）实验一机构测绘实验（2学时）一、实验目的（1）进行机构和简单机械的认知能力的培养。
（2）通过对实际机械或机构模型的直接测绘掌握绘制机构运动简图的方法。
（3）验证机构自由度的计算。
（4）加深对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具（1）各种机器实物和机构模型。
（2）钢板尺、内外卡钳等测量工具（根据需要选用）。
（3）铅笔、三角板、圆规、橡皮、草稿纸（学生自备）。
三、实验步骤（1）找出机构主动件和从动件，驱动主动件使机构缓慢运动，观察机构的组成情况和运动情况。
（2）从主动件开始，确认活动构件及其数目，以及固定件（机架）。
（3）从主动件开始，按照运动的传递顺序，仔细观察两连接构件之间的接触性质及相对运动，以确认运动副的类型。
最后找出各运动副的数目。
（4）合理选择视图平面，在草纸上徒手画出机构示意图。
并从主动件开始，依次用数字表示各构件，用字母表示各运动副。
（5）计算机构自由度，并检验与机构主动件数目是否一致。
（6）仔细测量机构的运动学尺寸，以确定机构位置。
（7）选取适当的比例尺：长度比例尺μl = 实际长度（mm）/ 图示（mm）（8）绘制机构运动简图，按一定比例尺，用制图仪器画出机构运动简图。
实验二齿轮范成原理实验（1学时）一、实验目的：1．掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理，观察轮齿渐开线部分和过渡曲线的形成过程；2．了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；3．分析比较渐开线标准齿轮和变化齿轮的异同点。
二、设备和工具：1．齿轮范成仪（参数见表2-1）2．圆规、三角板、铅笔等自备；3．充作毛坯的绘图纸（ 260）。
三、原理和方法：1．原理：范成法是利用一对齿轮传动时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮轮齿的方法。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，它们之间仍保持固定的角速比的传动（强制的），完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。
《机械设计基础》实验指导书
机械设计基础实验指导书适用专业：上海第二工业大学实验一：机构运动简图的绘制一、实验目的1．了解几种典型的机构特征。
训练机构运动简图的绘制技能。
2．了解机构的组成形式，机构自由度的计算及其意义。
二、实验基本要求1．每位学生能够绘制3个典型机构的运动简图。
2．计算机构的自由度，并检验运动的确定性。
三、实验原理机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人对机器的动作一目了然。
在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构，其运动简图都是相同的。
机构的运动仅与机构所具有的构件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，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。
四、实验设备和工具1．机构模型（实验室自备）2．尺、铅笔、纸张（学生自备）五、实验内容及主要步骤1．实验内容运动简图绘制和计算机构自由度，并回答思考题。
2．主要步骤（1）缓慢驱动机构模型，仔细观察并分析各运动单元，从而确定构件的数目。
（2）仔细观察并判定各直接接触构件之间的接触情况及其相对运动性质，从而确定各运动副的类型，并用规定符号表示。
（3）根据机构的运动尺寸选择适当的比例尺μl 。
μl =实际长度/图上长度（4）用符号代表运动副，用线条代表构件，并标出机架、原动件。
一般以1、2、3、…表示构件，以A、B、C、…表示运动副，得出机构示意图。
（5）根据绘制结果，计算机构的自由度。
实验二：齿轮范成原理一、实验目的了解范成法切制渐开线齿轮的基本原理，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、实验基本要求要求每位学生学会使用齿轮范成仪绘制标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮。
三、实验原理范成法是利用一对齿轮互相啮合时其齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。
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机械设计基础实验室学生实验守则1．实验室是理论联系实际的基地，任何人都必须爱护实验室内的一切设备，如有损坏一律照章办理。
2．学生应预习指导书，认真作实验预习报告，实验前由教师提问题凡不能回答者，教师可停止该生进行实验。
3．在做实验过程中，必须认真填写测试数据，经教师许可才能离开实验室。
4．进行实验时必须遵守该实验仪器（设备）的操作规程，注意安全，在操作实验之前需经指导教师检查。
学生应服从教师对实验的检查和指导。
5．实验报告是对学生成绩考核的一部分，学生应按规定（时间和格式）完成实验报告并交教师批阅。
6．在实验室内必须严守纪律，保持室内整洁，不得高声谈笑。
实验一 带传动实验一、实验目的1．通过实验确定三角带传动的滑动曲线和效率曲线，并确定单根三角带所能传递的功率；2．观察带传动的滑动与打滑现象，加深对带传动工作原理和设计准则的理解；3．掌握转矩与转速的基本测量方法。
二、实验原理带传动工作中的滑动程度用滑动系数ε表示，它是随负载的大小而变化的。
滑动曲线就是表示在不同负载时滑动的程度的曲线。
可用带所传递的有效圆周力F 为横坐标，以滑动系数ε为纵坐标绘制，如图一所示，有效圆周力F 和滑动系数ε可用下式求得：)(6.198.922222N D MD M F =⨯=（1） %100)1(1212n n D D ⋅-=ε （2）式中：M 2为从动带轮转矩kg ·cmD 2为从动带轮直径cmn 1、n 2分别为主动轮和从动轮的转速rpm带传动的效率η，可用从动轮所得到的功率P 2与主动轮功率P 1的比值来求得。
%n M nM %P P 100100112212⨯⋅⋅=⨯=η 传动的效率η也是随负载的大小而变化的，传动效率曲线一般也可以传递的有效园周力F为横座标，以效率η为纵坐标来绘制，如图二所示。
把效率曲线和滑动曲线共用一个横坐标F来绘制，更便于我们观察效率、滑动率和传递的有效圆周力之间关系，可以找出一定型号的带在一定的工作条件下，效率既高，滑动也不严重而传动能力又能充分被发挥的负载值。
图一图二要画出以上两条曲线，就需要一个试验台，它应能给试验皮带加上一个大小可调的负载。
同时，试验时的转速n1、n2转矩M1、M2要便于测量。
三、NF-1型带传动实验台的简介1．概述NF-1型带传动实验台是交流电封闭加载式带传动实验台。
该实验台可用于三角带、平带等各种带传动的性能实验。
本实验台的主要功能是：（1）测定带传动的效率曲线；（2）测定带传动滑动率曲线；（3）借助闪光测速仪观察带的弹性滑动现象；（4）观察改变包角大小对带传动的影响等。
本实验台的主要特点是：（1）使用交流电，用电方便，不要价格昂贵的直流电机及其电源供给装置；（2）加载平稳，连续可调；（3）交流电封闭加载，电能可反馈电网，功耗小；（4）主电机转速可调，实验可在带速一定的条件下进行；（5）采用光电测速双路数字显示，读数准确；（6）起动平稳，操作方便。
本实验台的主要技术指标：（1）外形尺寸主机1500×325×357(mm)（2）重量主机132公斤控制台105公斤（3）功率 1.5千瓦（4）电源380V三相交流电（5）转速测量精度误差±1r/1450r（6）力矩测量精度误差＜1%（7）节能率＞50%（8）噪音＜65dB（9）中心距范围450-720mm（10）最大滑动率76%2．结构简介实验台由主机（图三）和控制箱（图四）两部组成。
主机为两台三相异步电动机，通过被试带相连。
电机1主动，电机2从动，两台电机分别由一对滚动轴承悬架，电机1的支承架固定在机架上，电机2的支承架则可沿机架导轨移动，以保持初拉力不变，并可满足不同中心距的要求。
图三在电机2带盘一侧的支承架上有一可调钢丝接头，皮带的初拉力通过钢丝绳加于支承架上，钢绳绕过一差动滑轮，实验前可调整钢丝绳接头和滑轮位置，使之与皮带作用的合力共线。
电机转矩的测量采用杠杆测矩装置，当在电机转子上作用电磁力矩时，电机定子将在电磁反力矩作用下产生翻转。
调节砝码重量和游砣位置使之重新平衡，即可确定轴上转矩。
为了调节电机水平，两电机底座下均有配重铁，杠杆外端正平衡砣上装有准泡可以准确确定杠杆的水平位置。
控制箱图四主动带轮包角的改变由支臂轮来调节，改变支臂转角的位置可定性分析包角大小对传动的影响。
转速测量采用直射红外光传感器，测速盘转一转给出60个信号，用计数器取样1秒直接计数，自动重复数字显示，传感器装在支承架上，使用时不需调整。
控制箱面板上装有电流表和电压表，电流表用于监测电机的负荷，电压表用于显示电压大小。
面板上装有断电按钮和通电按钮，按下通电按钮，表示电机控制回路已接通，此时若调节调压器，供给电机电压，电机即可起动运行。
两台相同型号的异步电机并联于电网。
设计时，使两电机的转向相同（逆时针方向），且使电机1上的带轮直径大于电机2上的带轮直径。
这时，电机的转速低于同步转速，运行于电动机状态。
此时，电机所产生的电磁转矩M1与n1同向（图五a），它将电能转换成机械能，通过带传动迫使电机2在高于同步转速下运行，由此电机2的滑差率S=(n0-n2)/n0，转子导体切割旋转磁场的方向随之改变，因而在转子中感应电势及电流改变方向，根据左手定则，可以确定此时电机2所产生的电磁转矩M2的方向与旋转方向n2相反，成为一制动转矩（图五b）。
事实上，此时电机2已转入发电机状态运行，它将由带传动输入的机械能转换成电能而送入电网（电机2发出的交流电所以能直接并入电网，是由于定子绕组中产生的电流频率与电网的频率同步）。
这样不仅实现了对带传动的加载，而且节省了实验所需的电能，实现经济实验。
（a）电机1运行状态（b）电机2运行状态图五为了使实验符合带速一定这一常规，本实验台采用两只调压器分别控制两台电机运行，其中B2用于改变负载，同时调节B1使电机1转速恒定（即保证主动带轮转速恒定）。
这是因为电机1运行时的滑差率S为输出转矩M1与外加电压U1的函数，因此，由B2控制改变负荷M2时，同时改变外加电压U1（由B1控制）就可保护滑差率S不变，即使主动带轮转速不变。
3．实验台注意事项1）本实验台电机悬浮支承，且电机2纵向可移，因此电源线接头需牢靠，接地电线稳妥，同学们勿必用手动电线。
2）本实验台为开式传动，同学们必须遵循常规安全制度以防机械或触电事故。
3）接上总电源前做好如下准备工作：a）将被试带取下，使杠杆R上的游砣在零点处，观察水准泡，调配重或平衡砣使电机杠杆水平，然后装上被试带。
b）施加适当的初拉力：单根O型三角带可取50N~90N，差动滑轮的直径为2.5∶1。
c）将两调压器指针调为零。
4）接通电源，转动调压器B1旋钮起动电机1时，要缓慢，并在空载下起动，一般n1调到1420rpm或1400rpm即可。
5）转动调压器B2旋钮，逐级加载每次可增加25伏左右。
6）使用完毕，应卸去初拉力，卸去杠杆上的砝码，切断总电源，用布罩住主机。
7）若需改变包角，可将主机上的支臂轮抵住传送带，包角大小由支臂的转角来控制。
4．控制台工作原理实验台结构见图三，图中1和2为异步电机，其中电机1主动，电机2从动，两只电机分别由一对滚动轴承支撑悬架，便于测定电机的工作转矩。
因为电磁力矩作用在转子上，它对转子作用，带动带轮工作，即表现为工作转矩，同时机壳受到该转矩的反作用，使机壳翻转。
所以只需将机壳翻转力矩测出，就知道了工作力矩。
为了测出转矩，在两电机上都装有杠杆。
实验前，将杠杆上的游砣放在零点处，调整机壳下的配重，使电机水平。
加载后，机壳受力矩作用（本实验台有意让电机受到顺时针方向的力矩），此时移动游砣，使游砣由零增加至a1（a2）（或同时增加W1（W2）的重量），使电机重新取得水平。
游砣重0.156kg，移动的距离为a1（a2），故知电机输出转矩M1=0.156a1（M2=0.156a2）若增加W1（W2），则还要加上W1×L1（W2×L2）的数值。
为了能正确地反映带的初拉力，电机2的支架下面做成滚动导轨，电机可沿导轨纵向移动，从而可以忽略摩擦力对初拉力的影响。
本试验台加载原理如下：将电机2的转速设计成超过同步转速运行，此时，异步电机便进入发电机运行状态。
由于转子导体切割旋转磁场的方向改变，使转子电势以及电流都改变方向，从而使电磁转矩的方向与电机转矩的方向相反，成为一个制动转矩。
为了维护电机继续运转，必须由外界对转子输入机械转矩，以克服由电磁转矩所造成的制动转矩。
这样，异步电机就将输入的机械能转换成电能，以实现经济实验。
实验台用了两只三相感应调压器。
调压器1用以调节电机1的电压，使主动轮转速保持为常量，而调压器2用于调节电机2的电压，使电机轴产生扭矩变化，从而改变加于传动带上的载荷。
5．测速方法及原理（1）光电测速：光电测速仪由光电传感器和数字显示仪组成。
在测速盘上做出亮区和暗区（图六），让它每转一转射出一定数目的（60个）光信号，传感器将光信号转换成电脉冲，显示仪用数字显示一定取样时间（1秒）内信号的个数，即为每分钟转速。
（2）闪光测速：藉调节光电管的闪光频率与轮的角速度相同，使光电管每次发光时均照射在轮上同一个位置处。
当肉眼观察轮子上标记几乎静止时，测速仪显示的转速即为所测轮子的转速，带的滞后即为带的弹性滑动。
图六四、实验步骤1．将被试三角带取下，使杠杆尺上的游砣放在零点处，利用机壳配重杠杆上的平衡砣检查电机是否水平，然后装上三角带。
2．施加适当的初拉力。
对于O 型三角带可取50N~90N 。
3．旋动调压器1旋钮起动电机。
起动前，两只调压器指针都调为零，使电机在空载情况下起动以减小起动电流。
4．旋动调压器2旋钮逐级加载（每次可调25伏左右）。
每加载一次调B 1使电机1的转速n 1恒定（如1420rpm ）。
然后平衡杠杆，测速，记录所测数据。
5．借助闪光测速仪，观察带传动的弹性滑动与打滑现象。
6．整理数据，写出实验报告。
五、思考题1．带传动效率与哪些因素有关？为什么？ 2．带传动的滑动系数与哪些因素有关？为什么？ 3．试解释实验所得的效率和滑动率曲线。
4．带与主动轮间的滑动方向和带与从动轮间的滑动方向有何区别？为什么会出现这样的现象？附表1：带传动实验记录表表中：a 1——电机1杠杆上的游砣位置；a 2——电机2杠杆上的游砣位置； W 1、W 2（N ）为所加砝码重；1111156.0a W L M +⨯=)(156.02222cm Kg a W L M ⋅+⨯=式中W 为游砣重 W =0.156kgkw 1095503111⨯=n M P kw 1095503222⨯=n M P121122P P n M n M =⋅⋅=η 12121n nD D ⨯-=ε（由于D 1、D 2难于测准，计算ε时，可以空载时的速比n 10/n 20代替理想比D 2/D 1），F =19.6M 2/D 2。