华北理工大学2016年机械原理实验指导书
2016年华北理工大学机械原理课程设计任务书
华北理工大学《机械原理》课程设计任务书题目一 压床的设计与分析一、设计题目压床是应用广泛的锻压设备，图1所示为某压床的示意图，其中六杆机构ABCDEF 为其执行机构。
图中电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器（Z 1—Z 2、Z 3—Z 4）将转速降低，然后带动曲柄1转动，再经六杆机构使滑块5上下往复运动，实现冲压。
在曲柄轴A 上装有飞轮（未画出）。
在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。
工作条件：连续单向运转，工作时有轻微冲击，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作。
图1 压床机构二、设计数据表1 已知数据 题 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 连杆机构的设计及运动分析h 1(mm) 50 60 70 52 50 48 47 46 49 45 h 2(mm) 220 200 310 110 112115 118 120 122 1253ψ'=60°，3ψ''=120°，/CE CD l l =0.5，/EF DE l l =0.25, min 60γ=，确定偏距滑块行程H (mm) 150 180 210 190 160 165 170 175 180 185曲柄转速n 1 (r/min) 100 90 120 95 110 115 105 125 120 110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力max r F (N)4000 7000 11000 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000BC 杆质量2m (kg)6060 82 70 72 84 76 78 76 82 DE 杆质量3m (kg)40 40 42 40 42 44 46 48 46 42滑块质量5m (kg)30 55 80 30 50 60 45 55 65 50曲柄AB 转动惯量1S J (kg·m 2) 0.82 0.64 1.35 0.8 0.7 1.0 0.9 0.78 0.75 0.85BC 杆的转动惯量2S J (kg·m 2) 0.180.20 0.30 0.25 0.35 0.18 0.20 0.30 0.25 0.35许用不均匀系数[]δ 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.09 凸轮 机构 设计从动件行程h 1718191615 1718191615偏距e 10许用压力角 ][α 30° 32° 34° 35° 30° 32° 34° 35° 30° 32° 推程运动角 0δ55° 60° 65° 60° 55° 60° 65° 60° 70° 60° 远休止角 s δ 25° 30° 35° 25° 30° 35° 25° 30° 35° 30° 回程运动角 0δ' 85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程运动规律余弦 等加速等减速正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦 正弦回程运动规律正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦注：构件2、3的质心均在各杆的中点处，滑块5的质心在滑块的中心，曲柄AB 的质心在A 点，不计其余构件的质量及转动惯量。
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。
《机械原理》实验指导书
《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。
实验一机构运动简图的测绘和分析一、实验目的了解机器的组成；了解常见机构的类型、特点、用途、基本原理以及运动特性，对机构有一个全面的感性认识；培养对机械原理课程学习兴趣。
2016年华北理工大学机械原理课程设计总体设计
ia n i带 i减速器 n (2 ~ 4) (8 ~ 40) n nd
电动机的型号确定 根据容量和转速范围，从表19-1中查出适用的电动机型号。 并记录下电动机的额定功率Ped，满载转速nm，外形尺寸，中心高， 伸出端直径等主要参数和安装尺寸。
n满 i总 i带 i减速器 总传动比 n 分配传动比时应注意以下几点： 1）各级传动比都应在合理范围内 2 ）应注意使各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相 互干涉。
47 140 72 1.7 8200 118 45 26
46 136 76 1.8 9800 120 55 28
49 128 82 1.9 8800 122 65 26
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.3
1.2
1.1
1.2
注：滑块质心在C点，导杆质心位于AO1范围内，与摆动中心间的距离 mm，其余构件的质量和转动惯量忽略不计，不计摩擦。 从电动机到曲柄轴传动系统的等效转动惯量(设曲柄为等效构件)为18kg•m2。 凸 轮 机 构 参 数 从动件最大摆角 max
题目二 插床的设计分析 滚动轴承
执行杆机构 联轴器凸轮机构
带传动
1 O8 3 D
电动机
C B O1
偏心轮
2 O2 4 A
插床是用插刀加工工件表面的机床。常用于加工键槽，加工时， 插刀往复运动为主运动，工件的间歇移动或间歇转动为进给运动，直 线运动(纵、横向)和圆周运动的工作台不允许三项同时进行。本设计 的原动机采用一台电动机，执行机构包括插削机构及进给机构。
7天
2天
2天 6天 3天 1.5天 0.5天
四、设计注意事项及成绩评定
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）。
机械原理实验指导书
机械原理实验指导书物理与机电工程学院机电系2010－3目录实验一机构运动简图绘制与分析 (1)实验一实验报告 (4)实验二渐开线齿轮范成实验 (5)实验二实验报告 (8)实验三齿轮几何参数测定的实验 (9)实验三实验报告 (13)附件一直齿圆柱标准齿轮的跨测齿数和公法线长度 (15)附件二基节Pb=πmcosα的数值表 (18)实验一机构运动简图绘制与分析一、实验目的1．熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能；2．加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定运动；3．加深对平面机构结构分析的了解。
二、实验内容及要求1．以指定的3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制；2．分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动；3．进行机构的结构分析。
三、实验设备和工具1．各种机器实物和模型；2．学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等；四、实验原理机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。
而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。
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，而用一些简单的线条来代替构件。
构件的表示法见图1－1。
用规定的符号代表运动副，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。
常用运动符号示例见表1－1。
五、实验步骤1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。
3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。
4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。
2012年(10级)《机械原理》实验指导书
《机械原理》实验指导书机械与电子工程学院机械工程实验室2012年9月实验一机构认知和平面机构运动简图测绘实验I —机构的认知实验一、实验目的1、初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。
2、分析常用机构基本构造及原理，了解常用机构的实际使用情况。
二、实验方法通过观察所展示的各种常用机构的模型，增强学生对机构与机器的感性认识。
实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考；学生通过观察，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解；以便对学习《机械原理》课程产生一定的兴趣。
三、实验内容观摩陈列机构包括：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构、齿轮间歇机构、空间机构以及其他教学模型等。
陈列了大多数常用的机构，要求对相应的机构进行了结构和基本受力分析，对连接和安装的基本方法的作简要说明，有些常用的机构还给出了简单的应用举例。
通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械原理的一些常用机构的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。
(一) 对机器的认识通过对实物模型和机构的观察，学生可以认识到：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。
所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形成的可动连接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二) 平面四杆机构平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，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，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。
机械原理实验报告指导书
实验三齿轮范成原理一、目的1．掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；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．分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、设备和工具1．齿轮范成仪和简易插齿机；2．圆规(自备)；3．三角尺(自备)；4．钢皮尺；5．剪刀；6．绘图纸（规格270毫米 270毫米）；7．铅笔（HB规格贰支自备）；8．计算工具（自备）；9．标准渐开线样板。
三、原理和方法1．齿轮范成原理简述范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，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。
这样所制得齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。
今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。
由于在实际加工时，我们是无法明显地看到刀刃在各个位置形成包绍线的过程，若用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
2．齿轮范成仪的结构齿轮范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的构造如图2—1所示。
它的结构可看成由轮坯与刀具两部分组成。
（1）轮坯部分的结构做成扇形的构件4，是模数m=18毫米；齿数Z=17齿轮的分度圆；另一半圆5是模数m=18毫米，齿数Z=9的齿轮的分度圆，它们一起装在同一轴上。
（2）刀具部分的结构模数m=18毫米的齿条刀2用铰链装在变位溜板3上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位，变位量大小可从刻度尺l读出。
变位溜扳3又装在啮合溜板11上，在不作变位时，可用手柄10锁住变位溜板3。
啮合溜板11是与分度圆作纯滚动运动。
在无变位量（刻度尺零位对齐）时，刀具2的分度线（中线）与啮台溜板11的一侧（即与分度园作纯滚动的一侧）在同一垂直平面上。
四、实验步骤1．“切削”标准齿轮（1）按基本参数m=9毫米，Z=9，α=20°，h a *=1和C *=0.25计算被加工标准齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆的半径。
机械原理实验指导书
机械原理实验指导书第三篇机械原理实验指导书实验一典型机构认知及机构运动简图测绘1.1典型机构认知1.1.1 实验目的1）通过参观各种机器、机构实物和教具模型，初步了解本课程所要研究与学习的基本内容，增强学生对各种常用机构（如连杆、凸轮、齿轮、槽轮和棘轮等机构）的感性认识。
2）深入理解构件、运动副、自由度等基本概念，正确掌握机器与机构之间的区别；培养学生具有区分机构中的构件、运动副和绘制机构运动简图的能力。
1.1.2 实验内容1）倾听录音机简单介绍机械原理课程的基本内容。
2）观看各种常用机构，各种典型组合机构和机器的展示，听其介110绍机械的组成、作用和特点。
1.1.3 实验步骤1）认真观察各种机构，以及机构中的构件是采用何种运动副进行连接的。
2）初步了解各种机构的组成、特点及功用等。
1.1.4 思考题1）机构分为几类，各有何特点？2）实现直线运动的机构有几种，试举例说明。
3）运动副分为哪几类？1.2机构运动简图测绘1.2.1 实验目的1）掌握机构运动简图的定义，做到会根据各种机构实物或模型，按照规定的机构运动简图常用符号能绘制出机构运动简图。
并要求能够看懂机构简图。
1112）掌握机构自由度的计算方法，根据机构的自由度会分析并验证机器或机构是否能动，是否具有确定的运动。
1.2.2 实验内容1）将机构运动起来，观察其各构件的运动及联接情况，选择机构中多数构件的运动平面为投影面，并选择适当的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和各种运动副符号将机构运动简图画出来。
机构运动简图常用符号见表1.1。
2）计算机构自由度，并指出机构具有确定运动的条件。
1.2.3 实验步骤1）了解被测绘机构的名称和用途。
2）启动机器，仔细观察并正确判定机架、主动件和从动件；从主动件开始，按照运动传递顺序，正112113确判定各相邻构件之间的相对运动关系，进而确定出运动副的类型和数目。
3）量取各构件的实际尺寸。
4）恰当地选择投影面（一般选择机构的多数构件的运动平面为投影面）和适当的比例尺，定出各运动副之间的相对位置，并以简单的线条和各种运动副符号从原动件开始，按照运动传递顺序，依次画出各构件和运动副，最终将机构运动简图画出来。
机械原理实验指导书
机械原理实验指导书实验一 机构运动简图的侧绘一、目的1、 学会撇开实际机械的构造而仅从运动的观点来绘制其机构运动简图。
2、 验证和巩固机构自由度的计算。
3、 分析一些四杆机构的演化过程和验证其曲柄存在条件。
二、原理和方法1、 原理：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运动副的相对位置，以此说明机构的运动特征。
常用的运动副代表符号见教科书。
须注意具有三个运动副构件的表示法。
2、 测绘方法：（1）测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。
从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。
（2）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。
（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及机构间的联接次序，从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。
用1、2、3、……分别标注各构件，用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，即转动副的中心距和移动副导路的位置尺寸或角度等。
任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将草图画成正式的运动简图。
比例尺=（毫米）图上长度米）实际长度AB l AB (三、实验要求1、 阅读教科书有关章节，从所举实例中，熟悉绘制机构运动简图的方法。
2、 在草稿纸上绘制指定的几个机构的机构运动简图。
要求机构各构件之间的联接和相对运动关系应清晰可见。
3、 所绘制的机构运动简图中，至少应有一张图按比例画出，其余的可不按比例绘制。
4、 实验完成后将草稿交教师审阅，如有错误，以便及时修改。
在实验室中只须完成草稿就可以了。
5、 根据草稿完成实验报告，并于一周后交教师批阅。
四、实验报告实验报告的格式如下：实验一 机构运动简图的测班级： 姓名： 实验日期： 审阅：实验二、 齿轮范成原理一、目的1、 掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程。
机械原理实验指导书.
指导书目录实验一机构运动简图的绘制................................................................4.. 实验二机构运动方案创新设计............................................................6.. 实验三机械原理陈列柜演示实验......................................................1..6 实验四渐开线齿轮范成实验..............................................................1..8 实验五渐开线齿轮基本参数测定与分析实验...................................2. 0学生实验守则一、学生实验前应认真预习相关实验内容，明确实验目的、内容、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，若对实验内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、实验室内应保持安静，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构运动简图的绘制一、实验设备：JGC-A 型测绘实验机构、JGC-B 型测绘实验机构二、实验目的：1、通过对典型机构的观察，认识运动副与构件的实际形态，分析机构的组成。
机械原理实验指导书(1)
机械原理实验指导书机械工程教研室2013年3月目录实验一机构认知实验 (1)实验二机构运动简图测绘与分析实验 (2)实验三渐开线齿轮范成原理实验 (5)实验四渐开线齿轮参数测量实验 (8)实验五刚性转子动平衡实验 (14)实验六机械运转速度波动及调节实验 (20)实验一机构认知实验一、目的通过观察典型机构运动的演示，建立对机器和机构的感性认识。
了解常用机构的名称组成结构的基本特点及运动形式，为今后深入学习机械原理提供直观的印象。
二、设备1 ．机构示教柜，机械零件陈列柜。
2 ．各种典型的机构、机器（如缝纫机、动平衡机、简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等等）。
三、实验要求1 ．观察各种连杆机构的组成结构，运动构件上点的运动轨迹，各种运动副之异同，这些机构之间内在联系。
哪些是基本形式，哪些是基本形式演变而成的机构。
2 ．观察各种凸轮机构的原动件和从动件的结构特点及运动不同形式，哪些是平面凸轮，哪些是空间凸轮。
3 ．观察各种间歇机构的原动件和从动件的运动情况，哪些是平面机构，哪些是空间机构。
4 ．了解各种机构的名称及其运动情况。
四、思考与讨论题1 ．观察连杆机构陈列柜，思考与讨论下列问题：1 ）你所看到的平面连杆机构由哪些基本构件所组成？何谓曲柄、摇杆、连杆、基架？2 ）组成平面四杆机构的运动副有什么共同特点？你能说出它们的类型和名称吗？3 ）平面四杆机构有哪些基本类型？有哪些演变形式？你能说出它们的演变途径吗？4 ）观察连杆上某些点的运动轨迹，何谓连杆曲线？你看到了哪些典型的连杆曲线？2 ．观察凸轮机构陈列柜：1 ）凸轮机构由哪些构件组成，其中的运动副与连杆机构相比有和异同。
2 ）分别从凸轮的结构特点，从动件的运动形式，凸轮与从动件的锁合形式的区别，你能说出凸轮机构有哪些类型，它们分别叫什么名称吗？3 ）通过观察，你能确立直动从动件的最大升距和摆动从动件的最大摆角吗？3 ．观察间歇运动机构陈列柜，试说明：1 ）该柜中各机构中从动件的运动与连杆机构，凸轮机构相比有何不同之处？2 ）你能说出几种间歇机构的类型、名称吗？实验二机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、掌握根据机器械或机构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；3、通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别。
华北理工大学2016年《机械原理》冯立艳主编复习题习题集
第二章 机构的组成原理和结构分析1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b）3）提出修改方案（图c）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。
图 c1）图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链） 5、图示为一燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理实验指导书4
机械原理课程实验1 课程实验概述机械原理课程实验是本课程重要的实践教学环节之一。
通过实验，使学生熟悉一些与本课程有关的实验设备、掌握最基础的实验方法及实验的基本技能。
培养认真细致、一丝不苟的工作作风，提高观察问题、分析问题和解决问题的能力。
并对本课程的基本概念、基本理论起到巩固和加深的作用，为学习后续课程及今后从事技术工作打下必要的基础。
实验项目如下：实验1 机构原理参观实验2 平面机构运动简图的绘制与分析（交实验报告）实验3 渐开线齿廓的范成原理（交实验报告）实验4. 插齿演示在做实验之前，学生要认真预习课程实验指导书的相关内容，并复习与实验有关的教学内容，为完成实验作好充分准备。
实验后，学生必须写出实验报告。
实验注意事项实验中应严格遵守实验室实验规则。
各种模型观察和分析后，放回原处，不得损坏或任意放置。
2 课程实验指导2.1 平面机构运动简图的绘制与分析1. 实验目的(1) 初步掌握绘制平面机构运动简图的方法和技能，并能正确表达有关机构、运动副及构件。
(2) 掌握用平面机构自由度的计算方法，分析机构运动的确定性。
2. 实验设备和工具(1) 各种典型机构、机械的实物或模型；(2) 学生自带下列实验用品：纸、笔、圆规、直尺(三角板)、橡皮等文具。
3. 实验步骤(1) 观察机构的运动并确定构件数首先找出机构中的原动件，通过动力输入构件或转动手柄，使被测绘的机构或机器(或模型)缓慢地运动，循着运动的传递路线仔细观察并判断哪些为连接构件、工作构件、固定构件等，同时确定构件的数目。
(2) 判别各构件之间运动副的类别按照运动的传递路线，根据两构件的接触情况及相对运动的特点，依次判断相邻两构件之间组成运动副的类别，确定哪些是转动副、移动副及哪些是高副。
(3) 绘制平面机构的示意图正确选择投影面，将原动件放在一般位置上，按照运动的传递路线及代表运动副、构件的规定符号绘制出机构运动的示意图，并对机构中的每一构件进行编号，在构件旁标注数字1、2、3…，在运动副旁标注字母A ，B ，C …，在原动件上标注箭头。
华北理工大学2016年机械原理实验指导书
二、实验设备及原理
实验台的组成
1.曲柄连杆机构运动分析实验台
曲柄连杆机构的机构运动简图
1同步脉冲发生器 2蜗轮蜗杆减速器 3曲柄 4连杆 5电机 6 滑块 7 齿轮 8 光电脉冲编码器
2.曲柄导杆滑块机构分析实验台
曲柄导杆滑块机构分析的机构运动简图
9 导块 10 导杆
三、实验步骤
曲柄导杆滑块机构分析实验台曲柄导杆滑块机构分析的机构运动简图3在实验教学系统的窗口选择运动学串口1在图上点击鼠标左键进入数据采集分析窗口
华北理工大学 机械运动参数的测试实验
机构的运动参数是指：位移、速度、加速度三个 参数。机构的运动参数直接反映了机器的工作性 能。
通过位移分析，可以确定机构的外廓和某些构建 运动所需的空间，考察某机构位置的变化；通过
1、根据要求初步设计实验机构，调整机构；
2、打开计算机，启动实验教学系统； 3、在实验教学系统的窗口选择“运动学”、“串口1”，在图上点击鼠
标左键，进入数据采集分析窗口； 4、打开机构电源（保证打开电源前电机转速为零），实验仪电源； 5、调整转速在30左右； 6、点击QTD-III组合机构实验仪的复位键； 7、点击软件系统的数据采集，开始采集数据； 8、数据采集完毕，点击数据分析，系统会自动将数据分析并画出曲线； 9、记录数据； 10、调整转速和采样周期，重复1-8步； 11、调整实验机构，重复1-9步。
思考题
1、分析曲柄导杆滑块机构机架长度及滑块偏置尺寸对
运动参数的影响； 2、测绘曲柄滑块机构的简图尺寸利用计算机求出滑块 的运动参数，绘出运动曲线，与实测曲线进行对比； 3、分析曲柄滑块机构及曲柄导杆滑块机构的滑块运动 线图的异同点。
机械原理试验指导书
实验一机构运动简图的测绘及分析一、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，了解运动副及构件的实际结构；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；3.加深对机构组成原理、机构结构分析的理解。
二、设备和工具1.各类典型机械的实物（如：牛头刨床、缝纫机头、插齿机等）；2.钢皮尺，内外卡钳，量角器（根据需要选用）；3.三角板，铅笔，橡皮，草稿纸（自备）。
三、原理和方法1．机构运动简图是表征机器和机构传动原理及运动特征的简单的图形，由于机构的运动特性主要与机构的构件数目、构件与构件组成的运动副数目、运动副的类型和同一构件上各运动副的相对位置有关，因此在对机构进行分析时可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，用图1～4所示的符号示例来简略地代表相应的构件和运动副，绘制出能表明机构运动特性和简单图形——机构运动简图。
（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图1 转动副符号（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图2 移动副符号2．测绘机构运动简图的方法：（1）使被测机械缓慢运动，从原动件开始仔细观察机构运动的传递路径，了解其工作原理，从而确定组成机构的构件数目。
（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）选择最能描述各构件相对运动关系的运动平面作为投影面，让机械停止在便于绘制简图的位置。
从原动件开始，用规定符号及构件的联接次序（一个构件至少与二个构件用运动副相联接）逐步画出机构示意图，然后用数字（1、2、3……）分别标注各构件，用英文字母A、B、C……分别标注各运动副。
(4)仔细测量机构的运动学尺寸(如构件上两回转副的中心距和移动副导路的位置等),按适当的比例尺将示意图画成正规的机构运动简图。
长度比例尺() lμ=构件实际长度米图中表示该构件的长度(毫米)（a）全为活动构件时（b）构件1为机架时图3 高副符号（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(5)按公式 L H 32F n P P =-- 式中： n ——机构活动构件数P L ——平面低副个数 P H ——平面高副个数计算机构的自由度,注意局部自由度、复合铰和虚约束。
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《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. 实验课时分配实验项目实验要求实验类型每组人数实验学时实验一预习实验报告验证12实验二预习实验报告综合12实验三预习实验报告设计12实验四预习实验报告综合12实验五预习实验报告综合324. 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。
、管路敷设技术地线弯曲半径标高等，要求技术交底。
管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。
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思考题
1、分析曲柄导杆滑块机构机架长度及滑块偏置尺寸对
运动参数的影响； 2、测绘曲柄滑块机构的简图尺寸利用计算机求出滑块 的运动参数，绘出运动曲线，与实测曲线进行对比； 3、分析曲柄滑块机构及曲柄导杆滑块机构的滑块运动 线图的异同点。
实验台的组成
1.曲柄连杆机构运动分析实验台
曲柄连杆机构的机构运动简图
1同步脉冲发生器 2蜗轮蜗杆减速器 3曲柄 4连杆 5电机 6 滑块 7 齿轮 8 光电脉冲编码器
2.曲柄导杆滑块机构分析实验台曲柄导杆滑块机构分析的机构运动简图
9 导块 10 导杆
三、实验步骤
1、根据要求初步设计实验机构，调整机构；
2、打开计算机，启动实验教学系统； 3、在实验教学系统的窗口选择“运动学”、“串口1”，在图上点击鼠
标左键，进入数据采集分析窗口； 4、打开机构电源（保证打开电源前电机转速为零），实验仪电源； 5、调整转速在30左右； 6、点击QTD-III组合机构实验仪的复位键； 7、点击软件系统的数据采集，开始采集数据； 8、数据采集完毕，点击数据分析，系统会自动将数据分析并画出曲线； 9、记录数据； 10、调整转速和采样周期，重复1-8步； 11、调整实验机构，重复1-9步。
华北理工大学 机械运动参数的测试实验
机构的运动参数是指：位移、速度、加速度三个 参数。机构的运动参数直接反映了机器的工作性 能。
通过位移分析，可以确定机构的外廓和某些构建 运动所需的空间，考察某机构位置的变化；通过
速度分析，可以确定机构中从动件的速度变化规 律；通过加速度的分析，可以计算惯性力的大小， 是考察机构动力平衡、防止振动和噪声基础。
一、实验目的
1.了解位移、速度、加速度等运动学参数的测定原 理和方法； 2.初步了解光电脉冲编码器、同步脉冲发生器的基
本原理； 3.深入了解机构几何参数对机构运动及动力性能的 影响，从而对机构运动学有一个完整的认识； 4.比较曲柄导杆滑块机构和曲柄滑块机构的性能差 别。
二、实验设备及原理