机械原理实验指导书
编者：常宗瑜
中国海洋大学工程学院
机电工程实验中心
学生实验守则
一、实验前要认真预习，明确实验内容、原理、目的、步骤和注意
事项；课外实验研究项目，实验前应拟定实验方案，并经实验
室管理人员审查同意方可实施；
二、学生在教师的指导下自主进行实验，要严格遵守仪器设备操作
规程，节约使用实验材料和水、电、气，如实记录实验现象、
数据和结果，认真分析，独立完成实验报告；
三、爱护仪器设备及其他设施、物品，不得擅自动用与实验无关的
仪器设备和物品；不准擅自将实验室的物品带出室外；损坏或
遗失仪器设备及其他设施、物品，应按学校有关规定进行赔偿；
四、实验完毕后，要及时关闭电源、水源、气源，清理卫生，将仪
器设备和实验物品复位，经指导老师检查合格后方可离开；五、注意安全，熟悉安全设施和事故处理措施，实验过程中发现异
常情况要及时报告；发生危险时，应立即关闭电源、水源、气
源，并迅速撤离；规范处理实验废液、废气和固体废弃物；六、遵守纪律，必须按规定或预约时间参加实验，不得迟到、早退、
旷课；保持实验室安静，不准大声喧哗、嬉闹，不准从事与实
验无关的活动；保持实验室清洁，不准吸烟，不准随地吐痰、
乱扔杂物。
目录
实验一、机构认知和机构运动简图测绘实验 (1)
实验二、渐开线齿轮范成实验 (3)
实验三、渐开线齿轮的参数测量实验 (6)
实验四、刚性转子动平衡实验 (10)
实验五、机构运动参数的测试和分析实验 (16)
实验六机构创新设计 (17)
实验一、机构认知和机构运动简图测绘实验
一、实验目的
1. 观察认识典型机构类型及应用，了解其运动特点。
2. 掌握依据实物绘制出机构运动简图的方法，建立运动简图。
3. 巩固机构自由度的计算方法，掌握机构的结构分析方法。
4. 进一步培养抽象思维的能力，即通过查看抽象图形（运动简图）想象出实物机器的运动关系的能力。
二、实验内容
1. 通过机构陈列展示柜认识常见的机构。
2. 了解缝纫机的工作原理和机构运行方式。
3. 绘制简图。并进行自由度计算和杆组分析。
图1 引线机构图2摆梭机构
三、实验仪器
1. 创新机构陈列柜
2. 缝纫机机头
3. 尺、纸、笔等
四、实验步骤
1. 参观创新机构陈列柜，分析机构类型和工作特点，并绘机构示意图。
2. 了解仔细了解缝纫机机头中典型机构（引线机构、摆梭机构等）的工作
原理，找出原动件、执行构件，确定构件总数和各运动副类型。
3. 实际测量或目测机构中各构件的尺寸，绘制机构运动简图。
4. 计算机构的自由度数目，并进行杆组分析。
五、实验报告要求
机构认知和机构运动简图测绘实验报告
学院专业班姓名成绩
实验名称指导老师年月日
一、实验目的
二、实验设备
三、绘出机构运动简图，指出机构的类型，计算自由度并进行结构分析。
1.引线机构简图
2. 摆梭机构简图
3. 其他机构
四、思考题
1.举例说明原动件选不同构件对画机构运动简图有何影响？
2.为什么要机构计算自由度？
3.机构进行结构分析的意义？
4.一个正确的机构运动简图应能说明哪些内容？机构运动简图和机构示意图的区别。
实验二、渐开线齿轮范成实验
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. 了解根切产生的原因及避免的方法；
3. 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点，了解什么是变位齿轮。
二、实验内容
1. 用范成仪描绘出标准齿轮轮廓，观察渐开线齿廓的形成过程。
2. 绘出根切齿轮轮廓，观察渐开线齿轮产生根切的现象。
3. 通过改变中心距绘出变位齿轮齿轮轮廓，比较标准齿轮和变位齿轮的齿形、参数尺寸等。
三、实验仪器
1. 齿轮范成仪
2. 尺、绘图纸、铅笔
图3齿轮范成仪结构示意图
四、实验步骤
1. 根据已知刀具的参数和被加工齿轮齿数,选择正变位,负变位系数。计算被加工齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆半径,最小变位系数等。再根据此数据在轮坯纸盘上画出相应各圆。
2. 将轮坯纸外圆及安装孔圆剪出,得到一个待加工的轮坯。
3. 把轮坯纸盘安装到范成仪的托盘上,注意对准中心。
4. “切制”标准齿轮。调节刀具位置,调节零点,使刀具中线与轮坯分度圆相切。此时,刀具齿顶恰与轮坯根圆相切。
5. 开始“切制”齿廓,先将刀具移向一极端位置,并使轮坯的三等分线移到相应的起点位置。然后每当刀具向另一端移动2～3mm距离时,轮坯就转过△Φ角,此时用铅笔描下齿条刀刃在轮坯纸盘上的位置。依次重复,直到在120°扇形区内形成2～3个完整的齿形为止。
6. 观察齿廓曲线包络过程,刀具的齿顶线是否超过啮合线的极限点N,轮齿根部何处出现根切现象,并将其标明。
7. “切制”正变位齿轮。调节刀具位置,将齿条刀具向远离轮坯中心的方向移动一段距离 xm(mm),注意使刀具齿顶线与正变位齿轮的齿根圆相切。再用同样的方法绘制出2～3个正变位齿轮的完整齿形。
8. “切制”负变位齿轮。注意将齿条刀具向轮坯中心移动 xm(mm)以实现负变位。
9. 取出轮坯,仔细观察分析三种齿形的异同点
图4 齿轮范成效果图
五、实验报告
