机械设计基础实验教程 穆塔里夫主编 新疆大学机械设计教研室 2004年3月
机械设计基础实验教程 穆塔里夫 主编 新疆大学机械设计教研室 2004 年 3 月
前言 新疆大学在多年的教学改革的探索与实践过程中，机械设计课逐渐形成以“设计” 为主线，培养学生的创新能力，工程实践能力，理论教学和实践教学紧密联系的新体系 并构建了理论教学平台和实践教学平台。实践教学平台由实验教学和课程综合设计组成， 《机械设计基础实验教程》是实验教学平台建设的重要组成部分，使实验教学改革的具 体体现。 提高工科大学生的创新意识，培养创新能力，加强动手能力是21世纪高等工科学校 实践教学改革的重要组成部分。几年来，通过学校的“21”工程建设和重点学科建设 机械设计实验室的面貌发生了很大变化，实验设备得到了不断的更新、补充和完善。目 前，已形成了从“机械认知实验”、“机械创新实验”到“机械性能测试与分析实验”等 完整的实验体系，为培养学生的创新设计能力，动手能力和工程实践能力提供了良好的 工程实践基地。 本书共分三章：第一章绪论：第二章实验项目及内容：第三章实验报告。第二章 中的实验项目可按学生的不同专业，分为必做实验，选做实验和开放性实验。该实验教 程内容可供机械类和近机类专业学生使用，也可以作为非机械类学生的选做实验。 本书由新疆大学机械设计教研室穆塔里夫·阿赫迈德和徐重新共同编写。编写工作 的分工为：第一章、第二章和第三章部分由穆塔里夫·阿赫迈德负责编写，第三章部分 由徐重新负责编写，全书由穆塔里夫负责统稿并任主编。 新疆大学机械工程学院的买买提明教授和孙文磊教授仔细审阅了书稿并提出了许多 修改意见，新疆大学教材科的肖明春老师也对本书的编写给予很大支持和帮助，在此 并表示衷心感谢。 本书是在原有实验设备和新近引进的实验设备试用的基础上，参考其使用说明书和 其它有关资料编写而成的。由于作者水平有限，经验不足，漏误之处在所难免，希望广 大读者不吝赐教。 编者 2004年3月
前 言 新疆大学在多年的教学改革的探索与实践过程中，机械设计课逐渐形成以“设计” 为主线，培养学生的创新能力，工程实践能力，理论教学和实践教学紧密联系的新体系， 并构建了理论教学平台和实践教学平台。实践教学平台由实验教学和课程综合设计组成， 《机械设计基础实验教程》是实验教学平台建设的重要组成部分，使实验教学改革的具 体体现。 提高工科大学生的创新意识，培养创新能力，加强动手能力是 21 世纪高等工科学校 实践教学改革的重要组成部分。几年来，通过学校的“211”工程建设和重点学科建设， 机械设计实验室的面貌发生了很大变化，实验设备得到了不断的更新、补充和完善。目 前，已形成了从“机械认知实验”、“机械创新实验”到“机械性能测试与分析实验”等 完整的实验体系，为培养学生的创新设计能力，动手能力和工程实践能力提供了良好的 工程实践基地。 本书共分三章：第一章 绪论；第二章 实验项目及内容；第三章 实验报告。第二章 中的实验项目可按学生的不同专业，分为必做实验，选做实验和开放性实验。该实验教 程内容可供机械类和近机类专业学生使用，也可以作为非机械类学生的选做实验。 本书由新疆大学机械设计教研室穆塔里夫·阿赫迈德和徐重新共同编写。编写工作 的分工为：第一章、第二章和第三章部分由穆塔里夫·阿赫迈德负责编写，第三章部分 由徐重新负责编写，全书由穆塔里夫负责统稿并任主编。 新疆大学机械工程学院的买买提明教授和孙文磊教授仔细审阅了书稿并提出了许多 修改意见，新疆大学教材科的肖明春老师也对本书的编写给予很大支持和帮助，在此一 并表示衷心感谢。 本书是在原有实验设备和新近引进的实验设备试用的基础上，参考其使用说明书和 其它有关资料编写而成的。由于作者水平有限，经验不足，漏误之处在所难免，希望广 大读者不吝赐教。 编者 2004 年 3 月
目 录 第1章绪论 第1节实验教学在教学中的地位与作用 第2节机械设计基础课程实验体系 第3节机械设计基础课程实验内容 第4节机械设计基础实验分类和要求 第2章实验项目及内容 第1节机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 1 第2节机械传动性能综合测试实验 16 第3节滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验 22 第4节轴系结构实验 27 第5节减速器拆装实验 29 第6节机械创新设计认知实验 34 第3章实验报告 50 第1节机械运动参数测量、仿真、设计综合实验报告 50 第2节机械传动性能综合测试实验报告 63 第3节滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验报告 66 第4节轴系结构实验报告 70 第5节减速器拆装实验报告 72 第6节机械创新设计认知实验报告 74
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 1 目 录 第 1 章 绪论 1 第 1 节 实验教学在教学中的地位与作用 1 第 2 节 机械设计基础课程实验体系 1 第 3 节 机械设计基础课程实验内容 4 第 4 节 机械设计基础实验分类和要求 5 第 2 章 实验项目及内容 7 第 1 节 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 7 第2节 机械传动性能综合测试实验 16 第 3 节 滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验 22 第 4 节 轴系结构实验 27 第 5 节 减速器拆装实验 29 第 6 节 机械创新设计认知实验 34 第 3 章 实验报告 50 第 1 节 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验报告 50 第 2 节 机械传动性能综合测试实验报告 63 第 3 节 滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验报告 66 第 4 节 轴系结构实验报告 70 第 5 节 减速器拆装实验报告 72 第 6 节 机械创新设计认知实验报告 74
第1章绪论 第1节实验教学在教学中的地位与作用 教育要面向未来，现代教育理念已从知识型教育，智能型教育走向素质教育，创新 教育。高等教有在探索如何实施以人的全面发展为价值取向的素质教育的过程中，逐步认 识到理论教学和实验教学具有同等重要的地位和作用。直言教学的重要性是让学生自己 动手实验，它是认识世界的一个重要的源头，学生通过实验牢固地确立试验先于理论，理 论源于实验的科学世界观，不仅从理论课上接受知识，还要自己通过实验去学习知识，在 实验中运用知识，才能真正掌握好知识，最终在实践中创造知识，发展知识。 实验教学是理论知识与实践活动，间接经验与直接经验，抽象思维与形象思维，传授 知识与训练技能相结合过程，要在实验教学中培养学生的创新能力，就要重视实验教学方 法，使实验课成为学生有效的学习和掌握科学技术与研究科学理论和方法的途径，学生通 过一定量的，有水平的实验和有计划的实验操作技能训练，可以达到扩大知识面，增强实 验设计能力，实际操作能力，提高分析问题和解决问题的能力，培养科研协作精神，使自身 素质得到全面提高。 机械设计实验是机械技术基础课程的重要实践环节，其教学目标是使学生开始认知 机械设备与机械装置，掌握绘制实际机构运动简图的技能，掌握对简单机械叁数测试的手 段，加深对基本理论的理解和验证，培养学生的测试技能，提高学生独立思考问题，分析问 题和解决问题的能力，获得实际操作的基本工程训练和对实验结果进行分析的能力。 在实践中培养学生的创新意识和创新能力尤为重要，开设具有创造性的实验对培养 学生创新意识和创新素质有很大帮助，在培养学生的全局教有中起着重要作用。 在实验教学中强调独立动手能力和运用实验方法研究机械能力的培养，培养学生理 论关系实际，独立分析，解决实际问题的能力与事实是，严谨动作作风及爱护国家财产的 良好品德。 实验中尽量采用先进的测试方法和数据处理方式，逐步创造启发式和开放式实验条 件，使学生能自选和自行设计试验项目，提高试验能力，以适应培养跨世纪人才需要。 第2节机械设计基础课程实验体系
第 1 章 绪 论 第 1 节 实验教学在教学中的地位与作用 教育要面向未来，现代教育理念已从知识型教育，智能型教育走向素质教育，创新 教育。高等教育在探索如何实施以人的全面发展为价值取向的素质教育的过程中,逐步认 识到理论教学和实验教学具有同等重要的地位和作用。直言教学的重要性是让学生自己 动手实验,它是认识世界的一个重要的源头,学生通过实验牢固地确立试验先于理论,理 论源于实验的科学世界观,不仅从理论课上接受知识,还要自己通过实验去学习知识,在 实验中运用知识,才能真正掌握好知识,最终在实践中创造知识,发展知识。 实验教学是理论知识与实践活动,间接经验与直接经验,抽象思维与形象思维,传授 知识与训练技能相结合过程,要在实验教学中培养学生的创新能力,就要重视实验教学方 法,使实验课成为学生有效的学习和掌握科学技术与研究科学理论和方法的途径,学生通 过一定量的,有水平的实验和有计划的实验操作技能训练,可以达到扩大知识面,增强实 验设计能力,实际操作能力,提高分析问题和解决问题的能力,培养科研协作精神,使自身 素质得到全面提高。 机械设计实验是机械技术基础课程的重要实践环节,其教学目标是使学生开始认知 机械设备与机械装置,掌握绘制实际机构运动简图的技能,掌握对简单机械叁数测试的手 段,加深对基本理论的理解和验证,培养学生的测试技能,提高学生独立思考问题,分析问 题和解决问题的能力,获得实际操作的基本工程训练和对实验结果进行分析的能力。 在实践中培养学生的创新意识和创新能力尤为重要,开设具有创造性的实验对培养 学生创新意识和创新素质有很大帮助,在培养学生的全局教育中起着重要作用。 在实验教学中强调独立动手能力和运用实验方法研究机械能力的培养，培养学生理 论关系实际，独立分析，解决实际问题的能力与事实是,严谨动作作风及爱护国家财产的 良好品德。 实验中尽量采用先进的测试方法和数据处理方式，逐步创造启发式和开放式实验条 件，使学生能自选和自行设计试验项目，提高试验能力，以适应培养跨世纪人才需要。 第 2 节 机械设计基础课程实验体系
一.机械设计试验课程的体系结构 机械设计基础课程的实验体系将遵循“机械认知一机械创新→性能测试与分析→产 品制作”的实践、理论、在实践的认知规律，并按照这四个大组成部分将实验室规划分 类，建造机械设计基础实验大平台，组成框图11所示。 每个实验模块包含的实验内容如下： 图11机城设计基础实验平台 1.机械认知实验模块 () 机械模型陈列：典型机构与零件，机械手与机器人，工业包装机等展示。 (②)机械测绘：机构尺寸测绘，提高认识机械和分析机械的能力。 (3) 轴系结构分析：轴系拆装认知，提高轴系结构的设计能力。 (4) 减速器拆装：拆装、分析减速器提高机械设备结构的认知和工程设计能力。 (5) 齿轮范成实验：认识齿轮加工的基本原理。 2.机械创新设计实验模块 机械创新设计网络平台：提供创新设计的查询、创新设计方法、途经、资料 创新设计支撑软件，直接服务与创新设计。 (2) 机构创意组装室：直接创造搭接新结构，或将创造的机构进行实物组装。 (3) 机电组合系统创意组装实验室：组装含有气动机构、齿轮机构、杆件机构和 微机控制组成的复杂机电系统，进行机电一体化产品的创新设计训练。 (4) 机械创新设计陈列柜：用各种设计新颖的机电产品或模型，配合相应的图文 资料，介绍机械创新设计的基本原理和方法，对于启迪创新思维，提高机械 创新意识和创新设计能力具有重要的作用。 3.机械性能测试与分析模块 机械运动参数测量：测量常用机构的实际位移、速度、加速度、运转不均匀 系数和平衡机械性能参数并与理论值比较。 (②)机械传动性能综合测量：测量带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用 传动以及它们的任意组合传动的功率、扭矩、转速、效率和传动比，并与理 论值比较
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 2 一．机械设计试验课程的体系结构 机械设计基础课程的实验体系将遵循“机械认知→机械创新→性能测试与分析→产 品制作”的实践、理论、在实践的认知规律，并按照这四个大组成部分将实验室规划分 类,建造机械设计基础实验大平台，组成框图 1-1 所示。 每个实验模块包含的实验内容如下： 机械认知 实验模块 机械产品 制造模块 机械性能 测试模块 机械创新 实验模块 图 1-1 机械设计基础实验平台 1. 机械认知实验模块 (1) 机械模型陈列：典型机构与零件，机械手与机器人，工业包装机等展示。 (2) 机械测绘：机构尺寸测绘，提高认识机械和分析机械的能力。 (3) 轴系结构分析：轴系拆装认知，提高轴系结构的设计能力。 (4) 减速器拆装：拆装、分析减速器提高机械设备结构的认知和工程设计能力。 (5) 齿轮范成实验：认识齿轮加工的基本原理。 2. 机械创新设计实验模块 (1) 机械创新设计网络平台:提供创新设计的查询、创新设计方法、途经、资料、 创新设计支撑软件，直接服务与创新设计。 (2) 机构创意组装室：直接创造搭接新结构，或将创造的机构进行实物组装。 (3) 机电组合系统创意组装实验室：组装含有气动机构、齿轮机构、杆件机构和 微机控制组成的复杂机电系统，进行机电一体化产品的创新设计训练。 (4) 机械创新设计陈列柜：用各种设计新颖的机电产品或模型，配合相应的图文 资料，介绍机械创新设计的基本原理和方法，对于启迪创新思维，提高机械 创新意识和创新设计能力具有重要的作用。 3. 机械性能测试与分析模块 (1) 机械运动参数测量：测量常用机构的实际位移、速度、加速度、运转不均匀 系数和平衡机械性能参数并与理论值比较。 (2) 机械传动性能综合测量：测量带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用 传动以及它们的任意组合传动的功率、扭矩、转速、效率和传动比，并与理 论值比较
b3bl7c0f67af4772a4a9c99ac2158cd3.doc (③)滑动轴承实验：测试液体动压滑动轴承压力分布状态与摩擦特性。 (④)机械平衡实验：进行刚性转子的平衡校正，提高学生使用先进设备的综合能 力。 (⑤)机械系统设计实验：对典型机械进行测绘、性能分析、机械运动控制分析， 建立完整的机械系统的全局概念。 4.机械创新设计制作室 由小型加工制作机组成，完成小型创新产品样机的制造与组装，培养学生的动手能 力。 二.机械设计实验室的组成 机械设计实验室的组成框图如图12所示。 机械模型室1 机械测绘室2 械认知与 轴系结构室3 新训练 减速器拆装室4 机械设计实验台 机械系统认知室5 机 创新网络平台6 机械创意组装室7 计 与 创新制作室8☐ 造 图1-2机械设计实验室的组成 各实验室提供的实验内容如下： (①)机构模型陈列室：提供各类简单机构模型和机构零件模型，供学生人是机械 零件和了解机构类型及运动形式。 (②)机械测绘室：提供各类机构系统模型和机械实物，供学生人是机械并学习绘 制机构运动简图，掌握分析机械的基本方法。 3
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 3 (3) 滑动轴承实验：测试液体动压滑动轴承压力分布状态与摩擦特性。 (4) 机械平衡实验：进行刚性转子的平衡校正，提高学生使用先进设备的综合能 力。 (5) 机械系统设计实验：对典型机械进行测绘、性能分析、机械运动控制分析， 建立完整的机械系统的全局概念。 4. 机械创新设计制作室 由小型加工制作机组成，完成小型创新产品样机的制造与组装，培养学生的动手能 力。 二．机械设计实验室的组成 机械设计实验室的组成框图如图 1-2 所示。 机械设计实验台 机 械 创 新 设 计 与 制 造 机 械 认 知 与 创 新 训 练 创新制作室 8 机械创意组装室7 创新网络平台6 机械系统认知室5 减速器拆装室4 轴系结构室3 机械测绘室2 机械模型室1 图 1-2 机械设计实验室的组成 各实验室提供的实验内容如下: (1) 机构模型陈列室：提供各类简单机构模型和机构零件模型，供学生人是机械 零件和了解机构类型及运动形式。 (2) 机械测绘室:提供各类机构系统模型和机械实物，供学生人是机械并学习绘 制机构运动简图，掌握分析机械的基本方法
(③)轴系结构分析室：提供典型的轴类零件、轮状零件、轴向定位零件、周向定 位零件、箱体等零件，了解轴系结构设计的基本知识。 (④)减速器拆装室：提供多种类型的减速器，供学生进行拆装，了解典型的机械 设备的结构、工艺、润滑及密封等知识。 (5) 机械系统认知室：提供典型机械，供学生了解机械的动力系统、机械传动系 统、工作执行系统和传统系统等完整的机械系统，并能对其进行机构运动简 图的测绘。 (6)创新网络平台：学生可再创新网络平台上查阅国内外文献和创新设计的基本 资料，也可在网络上对创新设计进行交流。 (7)机构创意组装室：学生可以把图纸上的创新设计结果在机构搭接平台上进行 的组装，验证自己的设计结果，也可以在大街平台上直接进行创新设计。 (⑧)创新制作室：为学生提供创新产品样机的加工场所，提供设计能力和动手能 力。 上述实验室提供的一系列机械创新认知基础实验、机械创新设计实验、机械性能测 试实验和创新作品制作与机械基础课程课堂教学相配合，形成机械基础系列课的理论与 实践相结合的大好局面，为实现机械基础系列课的改革目标的实现创建了良好基础。 第3节机械设计基础课程实验内容 实验一机构测绘实验(2学时) (1)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： (2)验证机构自由度的计算： (3)加深对机构组成原理的了解。 实验二渐开线齿轮范成实验(2学时) (1)观察用范成法切制渐开线齿轮的过程： (2)进一步了解渐开线标准齿轮产生根切的原因和变位齿轮的概念： (3)分析比较标准齿轮和变为齿轮在形状，几何尺寸等方面的异同点， 实验三刚性转子平衡实验(2学时) (1)巩固刚性转子动平衡的基本理论与方法： (2)了解闪光测相动平衡机等工作原理及操作方法。 实验四机械运动参数测量、仿真、设计综合实验(4学时) 4
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 4 (3) 轴系结构分析室：提供典型的轴类零件、轮状零件、轴向定位零件、周向定 位零件、箱体等零件，了解轴系结构设计的基本知识。 (4) 减速器拆装室：提供多种类型的减速器，供学生进行拆装，了解典型的机械 设备的结构、工艺、润滑及密封等知识。 (5) 机械系统认知室:提供典型机械，供学生了解机械的动力系统、机械传动系 统、工作执行系统和传统系统等完整的机械系统，并能对其进行机构运动简 图的测绘。 (6) 创新网络平台：学生可再创新网络平台上查阅国内外文献和创新设计的基本 资料，也可在网络上对创新设计进行交流。 (7) 机构创意组装室:学生可以把图纸上的创新设计结果在机构搭接平台上进行 的组装，验证自己的设计结果，也可以在大街平台上直接进行创新设计。 (8) 创新制作室：为学生提供创新产品样机的加工场所，提供设计能力和动手能 力。 上述实验室提供的一系列机械创新认知基础实验、机械创新设计实验、机械性能测 试实验和创新作品制作与机械基础课程课堂教学相配合，形成机械基础系列课的理论与 实践相结合的大好局面，为实现机械基础系列课的改革目标的实现创建了良好基础。 第 3 节 机械设计基础课程实验内容 实验一 机构测绘实验(2 学时) （1） 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； （2） 验证机构自由度的计算； （3） 加深对机构组成原理的了解。 实验二 渐开线齿轮范成实验(2 学时) （1） 观察用范成法切制渐开线齿轮的过程； （2） 进一步了解渐开线标准齿轮产生根切的原因和变位齿轮的概念； （3） 分析比较标准齿轮和变为齿轮在形状，几何尺寸等方面的异同点。 实验三 刚性转子平衡实验(2 学时) (1) 巩固刚性转子动平衡的基本理论与方法； (2) 了解闪光测相动平衡机等工作原理及操作方法。 实验四 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验(4 学时)
b3b17c0f67af4772a4a9c99ac2158cd3.doc (1)通过实验了解：位移、速度、加速度的测量方法：加速度和角加速度的测定方 法：转速及机器运转不均匀系数的测定方法以及机构的平衡方法： (2)通过实验初步了解“机械动态参数测试仪”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，并掌握他们的使用方法： (3)通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异并分析原因，增加对速度、角 速度特别是加速度和角加速度的感性认识。 实验五机械传动性能综合测试实验(4学时) (1)通过实验了解：功率、钮矩、转速、传动比和效率等机械动力参数的测量方法： (2)通过实验了解带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动以及它们任意组合传动 的效率及其变化范围： (③)通过比较了解带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动以及它们任意组合传动 的传动特点以及适用场合。 实验六滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验(2学时) (1)观察径向滑动轴承的液体摩擦现象： (②)了解液体动压轴承实验台性能及其使用方法： (③)熟悉液体动压轴承的油压分布。 实验七轴系结构实验(2学时) 对轴的结构、轴向零件的周相定位、轴向定位、轴承类型润滑与密封等进行全面工 程训练。 实验八减速器拆装实验(2学时) 了解支持圆柱齿轮减速器、斜齿圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆传动减速 器的构造与装配方式，进行实际拆装，培养工程设计能力。 实验九机械创新设计认知实验(4学时) 各种机电产品结构形式、组成、工作原理以及原动机、传动装置、工作执行装置、 和控制系统组成，运动的多样化和功能的创新：对其进行实际操作，了解其各个部分工作 原理，分析工作特点，研究他们的改型设计或创新和设计。这是典型的综合实验。 实验十机械认知实验(2学时) 参观机械模型陈列室，观看各类机械零件、机械手与机器人、各种典型机械等，使 学生对机械有一个综合认识的基础教育，为进入专业课程学习打基础。 第4节机械设计基础实验分类与要求
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 5 (1) 通过实验了解:位移、速度、加速度的测量方法；加速度和角加速度的测定方 法； 转速及机器运转不均匀系数的测定方法以及机构的平衡方法； (2) 通过实验初步了解“机械动态参数测试仪”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，并掌握他们的使用方法； (3) 通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异,并分析原因，增加对速度、角 速度特别是加速度和角加速度的感性认识。 实验五 机械传动性能综合测试实验(4 学时) (1) 通过实验了解:功率、钮矩、转速、传动比和效率等机械动力参数的测量方法； (2) 通过实验了解带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动以及它们任意组合传动 的效率及其变化范围； (3) 通过比较了解带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动以及它们任意组合传动 的传动特点以及适用场合。 实验六 滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验(2 学时) (1) 观察径向滑动轴承的液体摩擦现象； (2) 了解液体动压轴承实验台性能及其使用方法； (3) 熟悉液体动压轴承的油压分布。 实验七 轴系结构实验(2 学时) 对轴的结构、轴向零件的周相定位、轴向定位、轴承类型润滑与密封等进行全面工 程训练。 实验八 减速器拆装实验(2 学时) 了解支持圆柱齿轮减速器、斜齿圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆传动减速 器的构造与装配方式，进行实际拆装，培养工程设计能力。 实验九 机械创新设计认知实验(4 学时) 各种机电产品结构形式、组成、工作原理以及原动机、传动装置、工作执行装置、 和控制系统组成，运动的多样化和功能的创新；对其进行实际操作,了解其各个部分工作 原理，分析工作特点，研究他们的改型设计或创新和设计。这是典型的综合实验。 实验十 机械认知实验(2 学时) 参观机械模型陈列室，观看各类机械零件、机械手与机器人、各种典型机械等，使 学生对机械有一个综合认识的基础教育，为进入专业课程学习打基础。 第 4 节 机械设计基础实验分类与要求
一.机械设计基础实验分类的基本原则 全书共十个实验，将这些实验分为必做实验、选做实验、开放实验和演示性实验等。 划分原则既考虑到学生所在的专业和实验内容的复杂程度，又考虑到课程实验的单一性 和实验内容的综合性。其中，机械测绘实验、渐开线齿轮范成实验、刚性转子平衡实验、 机械运动参数测量实验、机械传动性能综合测量实验、轴系结构实验、滑动轴承实验、 减速器拆装实验是配合机械原理、机械设计、机械设计基础等课程开放的实验：机械认 识实验、机械创新设计认知实验是跨课程的为课群服务的综合实验。因而按照学时多少 将它们划分为选作试验或开放型实验。 该实验教程可满足机械原理、机械设计和机械基础的课程实验教学，也适合机械设 计基础课群的综合实验教学。由于实验项目较多，而各门课程的课内实验学时数受到教 学大纲的限制，因而对课程的必做实验做较少的限制，给选做实验留有较大的空间，并 提倡开放型实验，弥补课程内实验学时的不足。 二.机械设计基础课程实验的分类 根据具体教学情况和专业布局，提出以下建议供教师参数。 1.机械原理课程（实验6学时） (1)必做实验：机构测绘试验、机械运动参数测量、仿真、设计综合实验、齿轮参 数测量： (2)选做实验：齿轮范成试验、机械平衡试验： (3)开放型实验：机械认知实验。 2.机械设计课程（实验6学时） (④)必做实验：机械传动性能综合测量实验、滑动轴承实验： (⑤)选做实验：轴系结构设计实验： (6)开放性试验：减速器拆装实验、机械创新设计认知实验。 3.机械设计基础课程（实验8学习） ()必做实验：机构测绘试验、机械运动参数测量、仿真、设计综合实验、机械 传动性能综合测量实验和轴系结构设计实验： (②)选做实验：齿轮范成实验、机械平衡实验、滑动轴承实验： (③)开放性实验：减速器拆装实验、机械认知实验和机械创新设计认知实验。 6
b3b17e0f67af4772a4a9c99ae2158ed3.doc 6 一．机械设计基础实验分类的基本原则 全书共十个实验，将这些实验分为必做实验、选做实验、开放实验和演示性实验等。 划分原则既考虑到学生所在的专业和实验内容的复杂程度，又考虑到课程实验的单一性 和实验内容的综合性。其中，机械测绘实验、渐开线齿轮范成实验、刚性转子平衡实验、 机械运动参数测量实验、机械传动性能综合测量实验、轴系结构实验、滑动轴承实验、 减速器拆装实验是配合机械原理、机械设计、机械设计基础等课程开放的实验；机械认 识实验、机械创新设计认知实验是跨课程的为课群服务的综合实验。因而按照学时多少 将它们划分为选作试验或开放型实验。 该实验教程可满足机械原理、机械设计和机械基础的课程实验教学,也适合机械设 计基础课群的综合实验教学。由于实验项目较多，而各门课程的课内实验学时数受到教 学大纲的限制，因而对课程的必做实验做较少的限制，给选做实验留有较大的空间，并 提倡开放型实验，弥补课程内实验学时的不足。 二．机械设计基础课程实验的分类 根据具体教学情况和专业布局,提出以下建议供教师参数。 1．机械原理课程(实验 6 学时) (1) 必做实验：机构测绘试验、机械运动参数测量、仿真、设计综合实验、齿轮 参 数测量； (2) 选做实验：齿轮范成试验、机械平衡试验； (3) 开放型实验：机械认知实验。 2．机械设计课程(实验 6 学时) (4) 必做实验：机械传动性能综合测量实验、滑动轴承实验； (5) 选做实验：轴系结构设计实验； (6) 开放性试验：减速器拆装实验、机械创新设计认知实验。 3．机械设计基础课程(实验 8 学习) (1) 必做实验：机构测绘试验、机械运动参数测量、仿真、设计综合实验、机械 传动性能综合测量实验和轴系结构设计实验； (2) 选做实验：齿轮范成实验、机械平衡实验、滑动轴承实验； (3) 开放性实验：减速器拆装实验、 机械认知实验和机械创新设计认知实验
第2章实验项目及内容 第1节机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 一.概述 该实验系统主要用于机械运动参数测量、仿真、设计综合实验，实验内容涵盖平面 机构运动分析和结构设计以及机械运转及速度波动调节，它是《机械原理》课程教学中 一个必不可少的重要教学环节。 机械中运动构件的位移(s)、速度()及加速度（α）（统称为机械运动参数）等指标是 机械设计过程中的重要参数，它们与机构尺寸、原动件的运动规律有关。对实际机械运 动参数的测量，可以更好的了解机械性能。在测量过程中，如采用位移传感器，则可通 过微分电路求得速度与加速度。如采用速度传感器，则可用微分电路求得加速度，用积 分电路求得位移，如用加速度传感器测量，则用积分电路求得速度和位移 机械运动参数的测量方法与所采用的传感器密切关系。机械运动参数是机械性能的 重要技术指标，通过现场测试并与理论分析，涉及结果相比较，加强学生的工程意识和 动手能力的培养以及掌握现代化的测试手段，是本实验的重要目的。 二.实验目的 ·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， 并通过计算机该平面机构的运动进行数模仿镇，做出相应的动态参数曲线，从 而实现理论与实际的紧密结合： ·利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，然后，通过计算机对该平面机 构的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，培养学生的创新意识： ·通过比较得处理轮运动线图与实际运动线图的差异，对速度、角速度、加速度 角加速度的理论值与实际测量的关系进行分析，从而明白工程值与理想值误差 原因及消除措施 ·比较凸轮机构、曲柄摇杆机构、曲柄导杆机构与曲柄滑块机构的性能差别，提 高对急回特性的了解：
第 2 章 实验项目及内容 第 1 节 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 一．概述 该实验系统主要用于机械运动参数测量、仿真、设计综合实验，实验内容涵盖平面 机构运动分析和结构设计以及机械运转及速度波动调节，它是《机械原理》课程教学中 一个必不可少的重要教学环节。 机械中运动构件的位移(s)、速度(υ)及加速度(α)(统称为机械运动参数)等指标是 机械设计过程中的重要参数，它们与机构尺寸、原动件的运动规律有关。对实际机械运 动参数的测量，可以更好的了解机械性能。在测量过程中，如采用位移传感器，则可通 过微分电路求得速度与加速度。如采用速度传感器，则可用微分电路求得加速度，用积 分电路求得位移，如用加速度传感器测量，则用积分电路求得速度和位移。 机械运动参数的测量方法与所采用的传感器密切关系。机械运动参数是机械性能的 重要技术指标，通过现场测试并与理论分析，涉及结果相比较，加强学生的工程意识和 动手能力的培养以及掌握现代化的测试手段，是本实验的重要目的。 二．实验目的 ⚫ 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， 并通过计算机该平面机构的运动进行数模仿镇，做出相应的动态参数曲线，从 而实现理论与实际的紧密结合； ⚫ 利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，然后，通过计算机对该平面机 构的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，培养学生的创新意识； ⚫ 通过比较得处理轮运动线图与实际运动线图的差异，对速度、角速度、加速度、 角加速度的理论值与实际测量的关系进行分析，从而明白工程值与理想值误差 原因及消除措施； ⚫ 比较凸轮机构、曲柄摇杆机构、曲柄导杆机构与曲柄滑块机构的性能差别，提 高对急回特性的了解；