《机械原理》实验指导书2010
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。
机械原理课程设计指导书
机械原理课程设计指导书（机械设计制造及自动化等专业适用）北京林业大学工学院机械设计教研室司慧北京市高等学校教育教学改革立项项目专项资助（2007-34）2010年3月目录目录 (2)第1章概述 (4)1.1 机械原理课程设计的目的和任务 (4)1.1.1 课程设计目的 (4)1.1.2 课程设计任务 (4)1.2 课程设计所采用方法 (4)1.3课程设计具体要求 (5)1.3.1任务书 (5)1.3.2目录 (6)1.4实习 (7)1.4.1要求 (7)1.4.2实习地点 (7)第2章设计示范 (8)2.1概述 (8)2.2方案设计实例 (9)2.2.1牛头刨床传动方案设计。
(9)2.2.2方案评价准则 (10)2.2.3 蛙式打夯机和2K-V型行星传动机构方案设计简介 (11)2.3 用解析法进行机构的运动综合和分析（复数矢量法） (12)2.3.1牛头刨床主体机构的设计 (12)2.3.2 导杆机构的运动分析 (14)2.3.3 计算流程图 (14)2.4 应用图解法进行平面机构的运动综合和分析 (14)2.4.1设计题目 (14)2.3.2 设计要求 (15)2.4.2 机构简图和已知数据 (15)2.4.3 设计步骤 (15)第3章课程设计题目、原始数据及要求 (17)3.1 课程设计题目 (17)3.2要求 (18)3.2.1牛头刨床主体机构的设计 (18)3.2.2自动包装机传动系统的研究和设计 (18)3.2.3自行车制动系统及传动系统的研究和综合 (18)3.2.4机械手传动机构的研究与设计（4个不同机械手） (19)3.2.5缝纫机送布机构等的研究与设计 (19)3.2.6多功能清洁车的研究与设计 (20)3.2.7摆式运输机的设计 (20)3.2.8插床主体机构的设计 (21)3.2.9 齿轮机构的设计 (22)3.2.10关于自选题目 (22)第4章课程设计成绩评价体系 (22)4.1 方案、图纸和设计报告评价 (22)4.1.1 方案分析与评价 (22)4.1.2 图纸评价 (23)4.1.3设计报告评价 (23)4.2 成绩评定 (23)第5章往届同学的设计感想 (23)5.1机械设计感想 (23)5.2机械原理课程设计感想 (26)5.3机械原理课程设计感想 (27)5.4机械原理课程设计感想 (27)5.5机械设计课程设计感想 (28)第1章概述机械原理课程设计是机械类各专业学生第一次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、解决工程实际中机构分析和设计能力等有着十分重要意义。
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。
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。
机械原理课程设计指导 书
机械原理课程设计指导书（机械设计制造及自动化等专业适用）北京林业大学工学院机械设计教研室北京市教育委员会共建项目专项资助2010年目录目录 .............................................................. 错误！未定义书签。
第1章概述........................................................ 错误！未定义书签。
1.1 机械原理课程设计的目的和任务................................ 错误！未定义书签。
1.1.1 课程设计目的.......................................... 错误！未定义书签。
1.1.2 课程设计任务.......................................... 错误！未定义书签。
1.2 课程设计所采用方法.......................................... 错误！未定义书签。
1.3课程设计具体要求............................................ 错误！未定义书签。
1.3.1任务书................................................ 错误！未定义书签。
1.3.2目录.................................................. 错误！未定义书签。
1.4实习........................................................ 错误！未定义书签。
1.4.1要求................................................... 错误！未定义书签。
1.4.2实习地点............................................... 错误！未定义书签。
机械原理实验指导书
齿根圆半径（mm） rf
rf = r − (ha* + c* )m + xm
（四） 范成齿形图（将画有范成齿形，并标注尺寸参数的圆图纸贴上）
17
（五） 问题思考 1． 齿轮切齿时什么条件下会产生根切？应如何避免？ 2． 在用齿条刀具加工齿轮过程中，刀具与轮坯之间的相对运动有何要求？ 3． 用 同 一 把 齿 条 刀 加 工 出 来 的 标 准 齿 轮 和 正 变 位 齿 轮 ， 试 定 性 分 析 以 下 参 数
尺寸名称
符号
计算公式
பைடு நூலகம்
计算结果 标准齿轮 变位齿轮（x= ）
分度圆半径(mm) r
r = 1 mz 2
最小变位系数
x min
x
=
ha *
zmin − z min
z
最小变位量（mm） xm
xm = xminm
基圆半径（mm） rb
rb = r cosα
齿顶圆半径（mm） ra
ra = r + ha*m + xm
1 2
五、实验报告 实验名称：
实验日期：
实验人班级：
实验人姓名：
同组实验者：
指导教师：
（一） 预习作业： 1． 机构运动简图中，移动副、转动副、齿轮副及凸轮副各应怎样表示？
2． 绘制机构运动简图时，应如何选择长度比例尺和视图平面？
3． 什么是复合铰链、局部自由度和虚约束？
（二） 实验结果：
机构 名称
公式。
标准齿轮
变位齿轮
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
齿厚
齿槽宽
（二） 原始数据
齿条刀 模数 m 压力角α
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。
《机械原理》实验指导书
《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 1 2实验二预习实验报告综合 1 2实验三预习实验报告设计 1 2实验四预习实验报告综合 1 2实验五预习实验报告综合 3 24. 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。
《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 1 2实验二预习实验报告综合 1 2实验三预习实验报告设计 1 2实验四预习实验报告综合 1 2实验五预习实验报告综合 3 24. 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。
机械原理实验指导书(上传)
湖北汽车工业学院机械工程系Hubei automotive industries institute department of mechanical engineering机械原理实验指导书陈晓红编机械基础实验教学与工程实训示范中心2005年2月学生实验守则1．学生必须遵守实验室各项规章制度，进入实验室，要服从教师的指导和安排，在规定的房间和设备仪器上操作。
2．实验前应根据教学要求做好预习，准备好实验用书、文具、纸张及计算器等。
3．按时到达实验室，不迟到，不早退，不无故缺课。
4．认真上好实验课，积极思考，仔细观察和测取数据，做到人人动手，互相配合，使实验获得正确可靠的结果。
5．爱护实验设备和器材，了解有关设备仪器的性能和使用方法，严格按照安全操作规程，并在教师的指导下进行操作。
6．设备仪器发生故障时，学生要及时报告指导教师和管理人员，保护现场。
因违反实验室制度和操作规范而造成设备仪器损坏的，除按学校有关规定做出书面检查外，还应根据损失大小予以经济赔偿。
7．保持实验室环境卫生，注意安全，学生应衣着整洁，室内严禁打闹、吸烟、吐痰、吃零食及使用与实验无关用具，违者给予批评教育或处罚。
8．实验完毕，将设备仪器恢复原位，清洁、整理现场，关好电源。
9．认真完成实验报告，并按时上交指导教师以评定实验成绩。
实验成绩将占期末总成绩的10%，不交实验报告者，原则上不准参加本课程期末考试。
前言本实验指导书是根据《机械原理》教学大纲要求，结合本院的实际情况编写的。
积作者多年实践教学经验进行增删和修改而完成的 机械原理实验是理论学习基础上的一个极其重要的实践环节。
通过实验可以使学生加深对《机械原理》课程的基本概念，基本理论的理解，从而提高学生分析和解决问题的能力。
每个实验基本内容包括：实验目的、实验原理、操作步骤、实验报告等。
在编写过程中，参考了有关的教材、仪器设备使用说明及兄弟院校实验教材。
由于编写水平有限，书中难免有误漏，不妥之处，恳请广大读者批评指正。
机械原理实验指导书全部
实验一 机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、通过对一些实物机械的测绘，掌握机构运动简图的测绘方法；2、针对实物机械，熟练掌握机构自由度的计算；3、实验验证机构具有确定运动的条件；4、加深对机构组成及其结构分析的理解。
二、实验原理和方法1、原理：由于机构的运动仅与机构中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来代表构件和运动副，并按一定的比例尺绘制各运动副的相对位置，以此表示机构的运动特征。
2、方法：（1）测绘时使被测绘的机械缓慢运动，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）根据相互联接的两构件间的接触情况和相对运动的特点，确定各个运动副的类型。
（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接顺序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图的草图。
用数字1、2、3、²²²分别标注各构件，用字母A 、B 、C 、²²²分别标注各运动副。
（4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副某点导路的方位线等，选定原动件的位置，并按下式选择一定的比例尺画出正式的机构运动简图。
比例尺l ＝实际长度（m ）/图形长度（mm ）三、实验设备和工具1、典型实物机械若干台2、量具3、自备绘图工具四、实验步骤和要求1、对于指定的几种机械或构件，要求其中至少有两种需按比例尺绘制机构运动简图，其余的可凭目测，使简图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。
2、计算机构自由度，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。
3、对上述机构进行结构分析（高副低代、分离杆组和机构级别等）。
五、思考题1、通过本实验，阐述机构运动简图的内涵。
机构运动简图应准确反映实际机构中的哪些内容？2、绘制机构运动简图时，原动件的位置如何确定？是否会影响简图的正确性？3、机构自由度的计算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？4、对所测绘的机构能否改进和创意新的机构运动简图？深圳大学实验报告课程名称：机械原理实验名称：机构运动简图测绘与分析实验学院：机电与控制工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、完成下表内容：二、思考题讨论：三、实验心得、建议和探索：实验二 机构指定设计、组装实验一、实验目的：利用机构的构成原理，在“机构组合实验台”上组装出所指定的机构（共计13种组装方案），并利用图解法对所组装的机构进行速度分析，培养机构运动设计中的分析和实际动手能力。
2010机械原理课程设计任务书
剪板机设计一、工作原理及工艺动作过程剪板机是将卷料展开并剪成一定长度铁板的机器，即将板料作定长度的间歇送进，在板料短暂的停歇时间内，剪刀在一定位置上将铁板剪断。
因此剪板机主要包括铁板输送机构和剪断机构。
二、原始数据及设计要求（1）原材料为成卷的板料。
每次输送铁板长度为L=1900mm、2000mm或2200(设计时任选一种)。
（2）每次输送铁板到达规定长度后，铁板稍停，以待剪板机构将其剪断。
剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的1/15。
建议铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的1.5倍，以保证有较高的生产率。
（3）输送机构运转应平稳，振动和冲击应尽量小（即要求输送机构从动件的加速度曲线连续无突变）。
三、方案设计提示将铁板作间歇送进的机构方案设计，可从下述两个方面考虑机构的选择：（1）如何夹持和输送铁板，并使停歇时保持铁板的待剪位置。
（2）如何实现间歇送进，并能使铁板停歇时运送铁板的构件的速度和加速度曲线仍然连续，这样，送进机构的运转就比较平稳。
大致有以下几条途径：（1）利用机构中运动构件暂时脱离运动链，使后续构件实现停歇。
（2）利用构件上一点在圆弧段或直线段上运动，使与之相连的构件实现停歇。
（3）利用两种运动的叠加，使构件实现间歇运动。
（4）其他。
工业上常用的简单间歇机构，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，虽具有结构简单、制造方便、运动可靠等优点，但在动力性能、动停比（运动时间和停歇时间之比）方面很难满足设计要求。
所以常用组合机构来满足设计要求。
四、设计任务（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图。
（2）进行铁板输送机构和剪断机构的选型。
（3）机械运动方案的评定和选择。
（4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出机械运动方案简图。
（5）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算。
（6）对执行机构进行运动分析，画出运动线图。
（7）编写设计计算说明书。
健身球检验分类机一、设计题目及原始数据设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。
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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《机械原理》实验指导书机械设计教研室福建工程学院2009年2月目录实验一、平面机构运动简图测绘和分析实验二、齿轮参数测定实验实验三、渐开线齿廓的范成原理实验实验四、转子动平衡实验实验五、曲柄滑块、导杆及凸轮组合实验实验五、机械方案创意设计模拟实施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。
三、实验设备和工具（1）各种机械实物；（2）各种机构模型；（3）钢板尺；（4）外卡钳；（5）铅笔与橡皮（自备）；（6）草稿纸（自备）。
四、实验原理在分析和研究机构运动时，为了使问题简化，便于分析，可以不考虑构件的外形、构件的截面尺寸和运动副的实际构造，只用简单的线条和符号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，以此来说明实际机构的运动特征。
五、测绘步骤和方法（1）测绘时使被测的机器或模型缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构运动，分清各运动单元，从而确定组成机构的构件数目；（2）根据相互联接两构件的接触情况和相对运动的性质，确定各个运动副的种类；（3）选取平行于机构运动的平面为视图平面，使其能表示某一个瞬时的机构位置，且要求在此位置时的各构件不相互重叠；（4）在草稿纸上徒手按规定的符号和构件联接的次序逐步画出机构运动简图的草图。
然后用数字1、2、3……分别标注各构件，用字母A、B、C……分别标注各运动副；（5）仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距，移动副导路间的夹角等），任意假设原动件的位置，并按一定的比例尺将草图苏画成规范的机构运动简图，简图比例尺用μ表示，即（6）计算各机构的自由度数，并将结果与实际相对照，观察是否相符。
六、思考题1．1 一个正确的平面机构运动简图，应能说明哪些内容？1．2 绘制平面机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意假定？会不会影响简图的正确性？1．3 平面机构自由度的计算，对测绘平面机构运动简图有何帮助？μ平面机构运动简图的测绘和分析实验结果实验结果分析和讨论实验二齿轮参数测定实验一、实验目的1．掌握测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。
2．巩固并熟悉齿轮的各部尺寸的名称，参数及渐开线性质。
二、实验设备及工具1．各种齿轮（奇数齿、偶数齿、标准齿轮、变位齿轮均有）。
2．游标卡尺。
3．文具、纸张等。
三、实验原理和方法渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z；模数m；分度圆压力角α；齿顶高h；径向间隙系数*c，和变位系数x。
除了齿数z可直接查出外其余均需测量系数*a计算，圆整而知。
1．确定模数m和分度圆压力角α我们采用测基圆齿距加查表的方法一次确定m和α。
测量原理如图4-2所示，由渐开线性质，渐开线的法线恒切于基圆，其长度等于基圆上两渐开线起点间的弧长跨k个齿的公法线与跨（k+1）个齿的公法线，仅短一个基圆齿距p b，为了保证卡脚与齿廓的渐开线部分相切，对不同齿数规定跨齿数k（表4-2）。
若卡尺跨k 个齿，其公法线长度为(1)k b b W k p s '=-+同理，若卡尺跨k +1个齿，其公法线长度则应为1k b b W kp s +'=+所以 1cos b k k p W W m πα+''=-=表2-1 跨齿数k又因 απαcos cos m p p b == 所以 απcos bp m =虽然m 和α都已标准化了，但压力角除20°外尚有其它值，故应分别代入，算出其相应的模数，其数值最接近于标准值的一组α和m ，即为所求的值。
否则应按径节制计算。
根据测得的基圆齿距p b ，利用表2-2可直接查出与测量结果相等或相近的m 和α值。
2．确定齿顶高系数*a h ，和径向间隙系数c *这两个系数与齿顶圆直径d a 和齿根圆直径d f 有关，测量齿顶圆、齿根圆直径，即为关键。
对于尺寸不太大的偶数齿齿轮可用卡尺直接测量，而对于奇数齿则采用转化法间接测量。
a ）偶数齿齿轮b ）奇数齿齿轮图2-2 齿轮d a 与d f 的测量偶数齿齿轮的d a 、d f 可直接用游标卡尺测得，如图2-2（a ）示。
奇数齿齿轮的d a 、d f 须间接测量，如图2-2（b ）示。
顶孔H d d a 2+= 根孔H d d f 2+=又因为xm m h mz d a a 22*++= m c m h h a **2+=则)2(21*x z md h aa --=**2ah mh c -=3． 确定变位系数标准齿轮的公法线长度k W =m co s α [(k －0.5)π+zinv α]变位齿轮的公法线长度k W '= m cos α [(k －0.5)π+zinv α]+2xm sin α 若测得k W '与计算值k W 相等，则x =0，该齿轮为标准齿轮；若k W '≠k W ，则齿轮为变位齿轮，变位系数x ：cos k kW W x zm α'-=注：若求得x 小于1%则认为该齿轮为标准齿轮。
表2-2 基圆齿距απcos m p b =的数值按国家标准值圆整，正常齿：1*=ah 、25.0*=c 短齿：8.0*=ah 、3.0*=c 四、实验步骤1. 数出各轮齿数，确定测量公法线长度的跨齿k 。
确定跨齿数是为了保证在测量时，跨k 及k +1个齿时卡尺的量爪均能与齿廓渐开线相切，并且最好能切于分度圆附近。
因2cot 0.5180zx k ααπ=++式中，各轮的变位系数x 和压力角α尚未知，k 无法算出。
现推荐各齿轮的跨齿数从表2-1中查取。
2. 分别测出各齿轮的公法线长度k W 、k W '+1；3. 通过P b = k W '+1－k W '=πm cos α确定各齿轮m 、α；4. 测量各偶数齿齿轮的d a 、d f ；5. 测量各奇数齿齿轮的D 、H 1、H 2 ，算出d a 、d f ；6. 计算齿高，通过h=（2h a *+c*）m 确定h a *、c*；7. 计算标准齿轮公法线长度k W =m cos α [(k －0.5)π+zinv α]； k W 与k W '比较：若k W '=k W ，齿轮为标准齿轮 x =0；若k W '≠k W ，齿轮为变位齿轮，x =（k W '－k W ）/（2mcos α） 8. 通过min min min *()/a x h z z z ≥-判断各齿轮有无根切； 五、实验报告要求1．确定模数和分度圆压力角 2．测定齿顶圆直径d a 和齿根圆直径d f分别选择偶数齿和奇数齿实验。
3．齿轮其它参数确定和尺寸计算（1）变位系数。
（2）齿顶高系数。
（3）径向间隙系数。
4．思考题（1）决定齿廓形状的参数有哪些？（2）测量时卡尺的卡脚若放在渐开线齿廓的不同位置上对测量的l n、l n+1有无影响，为什么？（3）齿轮的哪些误差会影响到本实验的测量精度？渐开线齿轮参数测定实验报告专业班级姓名日期同组人指导教师成绩实验仪器：一、渐开线齿轮参数测定实验三渐开线齿轮范成原理实验一、实验目的（1）掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；（2）掌握渐开线齿轮产生切齿干涉的原因和克服切齿干涉的方法；（3）分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。
二、实验要求（1）绘制渐开线标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮的齿廓图各2～3个完整齿；（2）比较上述3种齿廓的异同点；（3）指出变位齿轮的优缺点。
三、实验设备和工具（1）绘图纸（自备）；（2）齿轮范成仪（包括渐开线标准齿形样板）；（3）圆规（自备）；（4）铅笔（自备）；（5）剪刀（自备）；（6）三角板（自备）。
四、实验原理范成仪上所用的刀具模型为齿条插刀。
范成仪的构造如图3-1所示：圆盘1绕其固定的轴心O转动，在圆盘的外缘有凹槽，槽内绕有尼龙绳2，尼龙绳绕在槽内以后，其中心线所形成的圆应该等于被加工齿轮的分度圆。
尼龙绳的一端固定在横拖板3的a 处，另一端固定在横拖板的b处。
横拖板可以在机架4上沿水平方向移动，通过尼龙绳的作用，使圆盘相对于横拖板的运动等于被加工齿轮相对齿轮的运动（新的范成仪根据此原理已采用齿轮与齿轮条传动）。
在横拖板上另一个带有刀具6的纵拖板5，转动螺旋8时，可使纵拖板相对于横拖板沿垂直方向移动，以调节刀具中线到轮坯中心的距离。
原始数据和指定的变位系数图3-1 齿轮范成仪五、实验步骤（1）切制标准齿轮时，将刀具中线调节至与被加工齿轮分度圆相切（或刀具的齿顶与被加工齿轮的齿轮根圆相切）的位置。
（2）切制变位齿轮时，将刀具中线调节至离开被加工齿轮分度圆的切线一段距离xm（变位值），此值可由横拖板端面上的刻度读出。
（3）根据刀具的原始参数和被加工齿轮分度圆直径，计算出被加工的标准齿轮和变位齿轮的基圆、根圆以及顶圆的直径，并将上述四个圆画在图纸上。
然后将纸剪成比顶圆直径大出1～2mm的圆形作为轮坯（见（变位齿轮顶圆直径以高度变位传动图3-2）计算）。
（4）把代表轮坯的图纸放在圆盘1上，对准中心后用压环7压紧。
（5）开始“切制”齿廓时，可移动横拖板，将刀具推到范成仪的一端，然后每次向另一端移动一个不大的距离，这时就在代表轮坯的图纸上用铅笔描下刀具刀刃的位置，直到形成2～3个完整的齿轮时为止。
在上述过程中，应注意轮坯上的齿廓是怎样被包络线逐渐包络出来的。
图3-3为标准渐开线齿轮的齿廓。
（6）用渐开线标准齿形样板检验齿轮的渐开线齿廓，如有切齿干涉现象，分析其。
原因，并计算出最小变位系数xmin（7）按教师指定的变位系数x和第二条所说的方法，重新调节刀具的位置，使其处于切削变位齿轮的位置进行“切削”齿轮。
然后进行变位齿轮的齿廓检验。
图3-4 为正变位齿廓。
（8）比较“切削”出的标准齿轮和变位齿轮的齿厚、齿槽宽、齿距、齿顶厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆相对变化情况。
六、思考题3．1用齿轮刀具加工标准齿轮时，刀具和轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求？为什么要有这样的要求？*+c*）m？3．2齿条刀具的齿顶高为什么等于（ha3．3通过实验，你认为切齿干涉现象产生的原因是什么？避免切齿干涉的方法有哪些？渐开线齿轮范成原理实验报告原始数据实验结果1实验结果2实验结果分析和讨论实验四刚性转子的动平衡实验一、 实验目的掌握刚性转子动平衡的原理和方法。
二、实验要求（1）会测定刚性转子的不平衡质径积的大小和方位。
（2）理解电测式动平衡机或框架式动平衡机工作原理及测试方法。
三、 实验设备和工具 （1）电测式动平衡机； （2）试件； （3）天平；（4）平衡质量（橡皮泥或垫圈）； （5）计算器（自备）； （6）圆规（自备）； （7）量角器（自备）； （8）三角板（自备）。