機械設計基礎實驗指導書主要介紹了機械原理和機械設計課程大綱規定的基本實驗項目,如機構認知實驗、機構運動簡圖的測繪與分析、齒輪的范成實驗、齒輪參數測量實驗、機械零件認知實驗、螺栓連接拉伸實驗、帶傳動特性、滑動軸承實驗及減速器裝拆實驗等演示性及驗證性實驗項目;基于Matlab的鉸鏈四連桿機構的運動學、基于Matlab的凸輪輪廓及其綜合、機構運動方案創新設計實驗、機械傳動系統組合實驗、軸系組合設計及分析、機械傳動性能綜合實驗及慧魚技術創新設計實驗等設計性、綜合性實驗項目;機械傳動效率測定與分析、摩擦及磨損實驗、彈簧特性測定、壓力表結構和功能分析、自行車拆裝實驗等應用性和提高性實驗項目。讀者可根據需要選擇合適的實驗項目進行實驗。
《機械設計基礎實驗指導書》可作為高等院校機械類及近機械類專業機械設計基礎實驗教材,也可供相關專業工程技術人員參考。
第1章 機械原理實驗
1.1 機構認知實驗
1.1.1 實驗目的
1.1.2 實驗設備
1.1.3 實驗方法
1.1.4 實驗內容
1.2 機構運動簡圖的測繪與分析
1.2.1 實驗目的
1.2.2 實驗設備和工具
1.2.3 實驗原理和方法
1.2.4 測繪方法與步驟
1.2.5 實驗要求
1.2.6 思考題
1.3 連桿機構運動參數測試及分析
1.3.1 實驗目的
1.3.2 實驗裝置
1.3.3 實驗原理
1.3.4 實驗準備
1.3.5 實驗步驟
1.3.6 實驗記錄
1.3.7 思考題
1.4 基于Matlab的鉸鏈四連桿機構的運動學
1.4.1 實驗目的
1.4.2 實驗設備
1.4.3 實驗方法
1.4.4 實驗內容
1.4.5 思考題
1.5 齒輪的范成實驗
1.5.1 實驗目的
1.5.2 實驗設備和工具
1.5.3 實驗原理和方法
1.5.4 實驗前準備
1.5.5 實驗步驟
1.5.6 思考題、
1.6 齒輪參數測量實驗
1.6.1 實驗目的
1.6.2 實驗設備和工具
1.6.3 實驗原理和內容
1.6.4 實驗要求
1.6.5 實驗記錄
1.6.6 思考題
1.7 基于Matlab的凸輪輪廓及其綜合
1.7.1 實驗目的
1.7.2 實驗設備
1.7.3 實驗方法
1.7.4 實驗要求
1.7.5 實驗內容
1.7.6 思考題
1.8 凸輪廓線檢測實驗
1.8.1 實驗目的
1.8.2 實驗設備及工具
1.8.3 實驗原理和方法
1.8.4 實驗步驟
1.8.5 實驗結果
1.8.6 思考題
1.9 計算機控制硬支承動平衡機測試
1.9.1 實驗目的
1.9.2 實驗內容和要求
1.9.3 實驗設備及工具
1.9.4 動平衡機結構和工作原理
1.9.5 實驗方法、步驟及結構測試
1.9.6 故障排除
1.9.7 實驗記錄
1.9.8 思考題
1.10 機構運動方案創新設計實驗
1.10.1 實驗目的
1.10.2 實驗內容
1.10.3 實驗要求
1.10.4 實驗設備及工具
1.10.5 實驗方法與步驟
1.10.6 實驗報告
1.10.7 思考題
1.10.8 機構運動方案創新設計參考題目
……
第2章 機械設計實驗
凸輪機構主要由三部分組成,即:凸輪(有特定的廓線)、從動件(由凸輪廓線控制著)及 機架。
凸輪機構的類型較多,學生在參觀這部分時應了解各種凸輪的特點和結構,找出其中的共同特點。
4.齒輪機構
齒輪機構是現代機械中應用最廣泛的一種傳動機構。齒輪機構具有傳動準確、可靠、運轉平穩、承載能力大、體積小、效率高等優點,廣泛應用于各種機器中。
1)齒輪的分類
根據輪齒的形狀,齒輪分為:直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸輪、蝸桿。根據主、從動輪的兩軸線相對位置,齒輪傳動分為:平行軸傳動、相交軸傳動、交錯軸傳動三大類。
(1)平行軸傳動的類型有外、內嚙合直齒輪機構,斜齒圓柱齒輪機構,人字齒輪機構,齒輪齒條機構等。
(2)相交軸傳動的類型有圓錐齒輪機構,輪齒分布在一個截錐體上,兩軸線夾角常為90。
(3)交錯軸傳動的類型有螺旋齒輪機構、圓柱蝸輪蝸桿機構、弧面蝸輪蝸桿機構等。
在參觀這部分時,學生應注意了解各種機構的傳動特點、運動狀況及應用范圍等。
2)齒輪機構參數
齒輪基本參數有齒數z、模數m、分度圓壓力角a、齒頂高系數危i、頂隙系數c等。
參觀這部分時,學生需要掌握:什么是漸開線?漸開線是如何形成的?什么是基圓和漸開線發生線?并注意觀察基圓、發生線、漸開線三者之間的關系,從而得知漸開線具有什么性質?
然后觀察擺線的形成,要了解什么是發生圓?什么是基圓?動點在發生圓上位置發生變化時,能得到什么樣軌跡的擺線?
同時還要通過參觀總結出齒數、模數、壓力角等參數變化對齒形有何影響?
5.周轉輪系
通過各種類型周轉輪系的動態模型演示,學生應該了解什么是定軸輪系?什么是周轉輪系?根據自由度不同,周轉輪系又分為行星輪系和差動輪系。它們有什么差異和共同點?差動輪系為什么能將一個運動分解為兩個運動或將兩個運動合成為一個運動?
周轉輪系的功用、形式很多,各種類型都有它自己的缺點和優點,在我們今后的應用中應如何避開缺點、發揮優點等,都是需要學生實驗后認真思考和總結的問題。
6.其他常用機構
其他常用機構有棘輪機構、摩擦式棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、凸輪式間歇運動機構、萬向節及非圓齒輪機構等。通過各種機構的動態演示,學生應了解各種機構的運動特點及應用范圍。
7.機構的串、并聯
展柜中展示有實際應用的機器設備、儀器儀表的運動機構。從這里可以看出,機器都是由一個或幾個機構按照一定的運動要求串、并聯組合而成的。所以在學習機械原理課程中一定要掌握好各類基本機構的運動特性,才能更好地去研究任何機構(復雜機構)特性。