《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 2

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。

二、实验主要设备及使用要求

机械原理陈列柜

三、实验原理、方法和手段

机器是由各种各样的机构组成，机构是机器的运动部分，即剔除了与运动无关的因素而抽象出来的运动模型。机械原理课程就是研究机构的课程，它以高等数学、普通物理、机械制图和理论力学等课程为基础。通过机构认知了解常用机构的组成、运动转换形式以及在实际机械中的应用情况，为后续课程的学习打下坚实的基础。

四、实验内容与步骤

1、了解机器的组成、机构的组成及机构运动简图的表达

2、了解平面连杆机构的基本知识

（1）铰链四杆机构的类型

（2）单移动副四杆机构的类型

（3）平面连杆机构的应用

3、了解凸轮机构的基本知识

（1）凸轮机构的类型

（2）凸轮机构的应用

4、了解齿轮机构的基本知识

（1）齿轮机构的组成

（2）齿轮机构的分类

（3）渐开线齿轮的参数及齿形

5、了解轮系的而基本知识

6、了解间歇运动机构的基本知识

（1）棘轮机构

（2）槽轮机构

（3）不完全齿轮机构

（4）凸轮式间歇机构

7、了解组合机构的基本知识

（1）机构的串联组合

（2）机构的并联组合

8、了解空间连杆机构的基本知识

五、思考题

1.以一个机器模型为例，说明该机器由哪些机构组成，其基本工作原理是怎样的？

2.铰链四杆机构是如何进行分类的？就各种类型举出一个应用实例。

3.凸轮机构中按推杆的端部形状不同可分为哪几种类型？试分析各种类型的主要特性。

4.渐开线齿轮的主要参数有哪些？简要说明各参数对轮齿产生的影响。

5.轮系是如何进行分类的？试举出1~2个实例，说明轮系在生产实践中的应用。

六、注意事项及其它说明

1、复习教材有关内容，理解常见机构组成的相关原理。

2、预习实验指导书中关于常见机构的类型、特点及用途。

3、写出预习实验报告。要求写出目的、实验仪器用具、相应实验原理，详细的实验步骤。

实验二机构运动简图的测绘和分析

一、实验目的

1.了解生产中实际使用的机器的用途、工作原理、运动传递过程、机构组成情况和机构的结构分类。

2.初步掌握根据实际使用的机器进行机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项。

3.加强理论实际的联系，验算机构自由度、进一步了解机构具有确定运动的条件和有关机构结构分析的知识。

二、实验主要设备及使用要求

1、各种机构模型。

2、钢板尺、卷尺、卡尺、角度尺。

3、铅笔、橡皮、三角板、圆规及草稿纸(此项自带)。

三、实验原理、方法和手段

从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位置有关，而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关，为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构外形，断面尺寸、运动副的结构)。而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副(规定符号见教材表2-1)并按一定的比例表示各运动副的相对位置，以表明机构的运动特性。

四、实验内容与步骤

1、缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线。

2、由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。

3、合理选择投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为投影平面。对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面。

4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。逐步画出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号，用英文字母标注各运动副。

5、仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上。