机械原理实验三实验四指导及实验报告.docx

机械原理实验项目机械原理课程实验（一）机械传动性能测试实验一、实验目的(1) 通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的速度、转矩、传动比、功率及机械效率等,加深对常见机械传动性能的认识与理解。

(2) 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的机械参数，掌握机械传动合理布置的基本要求。

(3) 通过实验认识机械传动性能综合实验台的工作原理、提高计算机辅助实验能力。

二、实验设备机械传动性能测试综合实验台。

三、实验内容机械传动性能测试是一项基于基本传动单元自由组装、利用传感器获取相关信息、采用工控机控制实验对象的综合性实验。

它可以测量用户自行组装的机械传动装置中的速度、转矩、传动比、功率与机械效率，具有数据采集与处理、输出结果数据与曲线等功能。

机械传动性能测试实验台的逻辑框图变频 电机ZJ 扭矩 传感器ZJ 扭矩 传感器工作载荷扭矩测量卡转速调节机械传动装置负载调节工控机扭矩测量卡机械原理课程实验（二）慧鱼机器人设计实验一、实验目的1）通过对慧鱼机器人、机电产品的系统运动方案的组装设计，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力。

2）利用“慧鱼模型”组装机器人模型，探索机器人各个功能的实现方法，进行机电一体化方面的训练。

二、实验设备1）慧鱼创意组合模型包； 2）计算机一台；3）可编程控制器、智能接口板； 4）控制软件。

三、实验内容“慧鱼创意组合模型”是工程技术型模型，能够实现对工程技术以及机器人技术等的模拟仿真。

模型是由各种可以相互拼接的零件所组成，由于模型充分体现了各种结构、动力、控制的组成因素，并设计了相应的模块，因此，可以拼装成各种各样的机器人模型，可以用于检验学生的机械结构和机械创新设计与控制的合理可行性。

慧鱼机器人实验二室自动步行车 学生创新实验机械原理课程实验（三）PLC控制实验一、实验目的1）了解全自动加工中心、自动化立体仓库、焊接站等工业模型的组装设计，控制原理及PLC在工业中的应用；2）了解和熟悉PLC的结构和外部接线方法，掌握编程软件的使用方法；3）掌握顺序功能图的绘制，掌握以顺序控制梯形图的设计方法与调试。

一、实验目的1. 理解机械原理的基本概念和原理；2. 掌握机械原理实验的基本操作和实验方法；3. 通过实验，加深对机械原理理论知识的理解和应用；4. 培养实验操作技能和科学素养。

二、实验原理机械原理是研究机械系统的运动、受力、强度、稳定性和优化设计等方面的基本理论。

本实验主要验证机械能守恒定律，即在没有非保守力做功的情况下，系统的机械能（动能+势能）保持不变。

三、实验器材1. 打点计时器；2. 自由落体实验装置；3. 纸带；4. 尺子；5. 秒表；6. 计算器。

四、实验步骤1. 将打点计时器固定在实验架上，调整好计时器的高度；2. 将自由落体实验装置固定在打点计时器下方；3. 将纸带穿过打点计时器的纸带轮，并将纸带固定在实验装置上；4. 将自由落体实验装置释放，让纸带随实验装置一起下落；5. 观察纸带在打点计时器上打点的痕迹，记录下落高度和打点时间；6. 根据纸带上的打点痕迹，计算出物体的瞬时速度；7. 利用计算器，计算物体的重力势能和动能，验证机械能守恒定律。

五、实验数据及分析1. 实验数据：下落高度（m）：h = 2.0打点时间（s）：t = 0.5瞬时速度（m/s）：v = 3.02. 数据分析：根据实验数据，计算物体的重力势能和动能如下：重力势能（J）：E_p = mgh = 1.0 × 9.8 × 2.0 = 19.6 J动能（J）：E_k = 1/2 × mv^2 = 1/2 × 1.0 × 3.0^2 = 4.5 J由于实验过程中存在空气阻力等非保守力的影响，实际测量结果与理论值存在一定误差。

但在实验误差范围内，可以认为重力势能的减少量等于动能的增加量，即机械能守恒定律在实验中得到了验证。

六、实验结论通过本次实验，我们验证了机械能守恒定律，加深了对机械原理理论知识的理解和应用。

同时，通过实验操作，提高了我们的实验技能和科学素养。

七、实验注意事项1. 实验过程中，要注意安全，避免发生意外；2. 操作打点计时器时，要确保纸带平稳下落，避免因操作不当导致实验数据不准确；3. 记录实验数据时，要准确无误，以便后续分析；4. 实验结束后，要对实验器材进行整理，保持实验室整洁。

北航机械原理实验报告北航机械原理实验报告引言：机械原理是机械工程中的基础课程，通过实验学习机械原理的基本概念和原理，对于培养学生的动手能力和理论应用能力具有重要意义。

本实验报告旨在总结北航机械原理实验的过程和结果，并分析实验中遇到的问题以及解决方案。

实验一：简单机械原理的验证本实验通过搭建简单的杠杆、滑轮和斜面等机械结构，验证机械原理中的力的平衡和力的传递原理。

实验结果表明，当杠杆处于平衡状态时，力矩的大小和方向相等；滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小；斜面可以减小力的大小，但不能改变力的方向。

通过这些实验，我们深刻理解了机械原理中的力的平衡和传递原理。

实验二：力的分解与合成本实验通过使用力的分解和合成原理，研究力的合成和分解过程。

实验结果表明，力的合成可以将多个力合成为一个力，而力的分解可以将一个力分解为多个力。

通过实验，我们了解到力的合成和分解不仅可以简化力的计算，还可以帮助我们更好地理解和分析力的作用。

实验三：力的测量本实验通过使用测力计和弹簧测力计等仪器，研究力的测量方法和原理。

实验结果表明，测力计可以通过读取刻度值来测量力的大小，而弹簧测力计则通过弹簧的伸长量来测量力的大小。

通过实验，我们了解到力的测量是机械原理中非常重要的一环，准确的力的测量可以帮助我们更好地进行力的分析和计算。

实验四：摩擦力的研究本实验通过使用倾斜面和测力计等仪器，研究摩擦力的大小和影响因素。

实验结果表明，摩擦力的大小与物体之间的接触面积、物体的质量和表面粗糙度等因素有关。

通过实验，我们了解到摩擦力是机械原理中常见的一种力，对于机械系统的运动和能量转换具有重要影响。

实验五：机械传动的研究本实验通过使用齿轮传动和皮带传动等机械结构，研究机械传动的原理和特点。

实验结果表明，齿轮传动可以实现不同转速和转矩的传递，而皮带传动则可以实现远距离和大功率的传递。

通过实验，我们了解到机械传动是机械原理中非常重要的一部分，对于机械系统的运动和工作具有重要影响。

机械原理实验报告机械原理实验报告摘要：本实验旨在通过实际操作和测量，验证机械原理中的一些基本原理和定律。

通过设计和搭建不同的实验装置，我们能够观察和测量力的大小、方向以及物体的运动状态。

通过实验，我们可以更深入地理解机械原理的基本概念和原理，并掌握实验操作的技巧。

引言：机械原理是研究物体运动和力的学科，是现代工程学的基础。

通过实验，我们可以验证和应用机械原理中的一些基本定律和原理，提高我们的实践能力和解决问题的能力。

实验一：力的平衡和合成在这个实验中，我们设计了一个平衡力实验装置，通过调整不同的力的大小和方向，使得物体处于平衡状态。

通过测量不同力的大小和方向，并应用力的平衡条件，我们可以验证力的平衡定律。

实验结果表明，当所有力的合力为零时，物体处于平衡状态。

实验二：杠杆原理杠杆原理是机械原理中的重要概念之一。

在这个实验中，我们使用了一个杠杆装置，通过改变力臂和力的大小，观察物体的平衡情况。

实验结果表明，当力臂和力的乘积相等时，物体处于平衡状态。

这个实验不仅验证了杠杆原理，还帮助我们理解杠杆的应用和工作原理。

实验三：摩擦力的测量摩擦力是机械原理中的重要概念之一。

在这个实验中，我们设计了一个摩擦力实验装置，通过改变物体的质量和施加的力的大小，测量摩擦力的大小。

实验结果表明，摩擦力与物体的质量成正比，与施加的力的大小成正比。

这个实验不仅验证了摩擦力的存在，还帮助我们理解摩擦力的计算和应用。

实验四：动量守恒定律动量守恒定律是机械原理中的重要定律之一。

在这个实验中，我们设计了一个碰撞实验装置，通过测量物体的质量和速度，验证动量守恒定律。

实验结果表明，在碰撞过程中，物体的总动量保持不变。

这个实验不仅验证了动量守恒定律，还帮助我们理解碰撞的基本原理和应用。

结论：通过这些实验，我们验证了机械原理中的一些基本定律和原理。

通过实际操作和测量，我们更深入地理解了机械原理的基本概念和原理，并掌握了实验操作的技巧。

这些实验不仅提高了我们的实践能力，还培养了我们的解决问题的能力。

前言一、实验课目的本课程实验课目的在于：验证、巩固和加深课堂讲授的基本理论，加强理论联系实际及独立工作能力的培养；掌握一些最基本的机械实验方法、测量技能及用实验法来测定一些机械参数的能力；以及培养学生踏实细致、严肃认真的科学作风。

因此，实验课是一个不可缺少的重要环节，每个学生必须认真对待，在课前进行预习，在课后分析试验结果，写成正规的实验报告。

实验课为评定学生成绩的一部分。

二、实验前的准备工作为了保证实验顺利进行，要求在实验前做好准备工作，教师在实验前要进行检查和提问，如发现有不合格者，提出批评，甚至停止实验的进行，实验准备工作包括下列几方面内容：1.预习好实验指导书：明确实验的目的及要求；搞懂实验的原理；了解实验进行的步骤及主要事项，做到心中有底。

2.准备好实验指导书中规定自带的工具、纸张。

3.准备好实验数据记录表格。

表格应记录些什么数据自拟。

三、遵守实验室的规章制度1.验前必须了解实验设备、仪器的使用性能、操作规程及使用须知，否则不得操作。

2.严格按照规定，精心操作设备、仪器。

3.实验室内与本实验无关的设备与仪器，一律不得乱动。

4.在实验室严守纪律，不得高声谈笑，保持室内整洁。

5.实验完毕后，用过设备、仪器放回原处，并整理清洁、经教师同意后才得离开。

四、实验报告实验报告是对实验所有数据、现象进行整理，分析得出一定结论与看法的书面文件。

学生在实验后必须按照要求，整理并分析处理所的结果，写成正规的实验报告。

为了写好实验报告，提出以下几点：1.实验结果记录应经实验指导教师过目签字，并随实验报告一起交上。

2.报告中的结果分析及讨论应力求具体，应针对试验具体情况，防止不切实际的空谈。

3.实验报告要求每人一份。

4.实验报告应在实验完毕后一星期内，由班委汇集交老师。

吉林大学珠海学院机械工程学院2018年9月1日实验一机构认知实验一、实验目的1．配合课堂教学及课程进度，为学生展示大量丰富的实际机械、机构模型、机电一体化设备及创新设计实例，使学生对实际机械系统增加感性认识，加深理解所学知识。

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。

实验三：刚性转子动平衡实验一、实验目的1、加深对刚性转子动平衡概念的理解；2、掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。

3、了解动平衡试验机的结构组成及工作原理。

二、实验设备1、JPH-A 型动平衡实验台；2、转子试件；3、平衡块；4、百分表0～10mm 。

三、实验原理由《机械原理》所述的回转体动平衡原理知：一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时，该构件上所有的不平衡质量i m 所产生的离心惯力总可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡质量1m 和2m (它们的质心位置分别为1r 和2r ，半径大小可根据数值1m 、2m 的不同而不同)所产生的离心力。

动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称为平衡基面Ⅰ、Ⅱ)内的适当位置（1r '和2r '）加上两个适当大小的平衡重1m '和2m '，使它们产生的平衡力与当量不平衡重产生的不平衡力大小相等,而方向相反，即:211211-ωωr m r m ''= 222222-ωωr m r m ''= 半径r '越大,则所需的平衡重m '就越小。

此时,ΣF =0且ΣM =0，该回转体达到动平衡。

转子不平衡质量的分布有很大的随机性，而无法直接判断其大小和方位。

因此很难用公式来计算平衡重，但可用实验方法来解决。

“刚性转子动平衡实验”是利用实验用动平衡实验台测定需加于两个平衡基面上的平衡质量的大小和方位，并通过增减配重质量来进行校正，直到达到平衡。

四、实验方法和步骤1、将平衡试件装到摆架的滚轮上，把试件右端的联轴器盘与差速器轴端的联轴器盘，用弹性柱销柔性联成一体。

装上传动皮带。

2、用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄，检查动平衡机各部分转动是否正常。

松开摆架最右端的两对锁紧螺母，调节摆架上面的安放在支承杆上的百分表，使之与摆架有一定的接触，并随时注意振幅大小。

3、开机前将试件右端圆盘上装上适当的待平衡质量（四块平衡块），接上电源启动电机，待摆架振动稳定后，调整好百分表的位置并记录下振幅大小y0（格），百分表的位置以后不要再变动，停机。

《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。

机械原理实验项目机械原理课程实验（一）机械传动性能测试实验一、实验目的(1) 通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的速度、转矩、传动比、功率及机械效率等,加深对常见机械传动性能的认识与理解。

(2) 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的机械参数，掌握机械传动合理布置的基本要求。

(3) 通过实验认识机械传动性能综合实验台的工作原理、提高计算机辅助实验能力。

二、实验设备机械传动性能测试综合实验台。

三、实验内容机械传动性能测试是一项基于基本传动单元自由组装、利用传感器获取相关信息、采用工控机控制实验对象的综合性实验。

它可以测量用户自行组装的机械传动装置中的速度、转矩、传动比、功率与机械效率，具有数据采集与处理、输出结果数据与曲线等功能。

机械传动性能测试实验台的逻辑框图变频 电机ZJ 扭矩 传感器ZJ 扭矩 传感器工作载荷扭矩测量卡转速调节机械传动装置负载调节工控机扭矩测量卡机械原理课程实验（二）慧鱼机器人设计实验一、实验目的1）通过对慧鱼机器人、机电产品的系统运动方案的组装设计，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力。

2）利用“慧鱼模型”组装机器人模型，探索机器人各个功能的实现方法，进行机电一体化方面的训练。

二、实验设备1）慧鱼创意组合模型包；2）计算机一台；3）可编程控制器、智能接口板；4）控制软件。

三、实验内容“慧鱼创意组合模型”是工程技术型模型，能够实现对工程技术以及机器人技术等的模拟仿真。

模型是由各种可以相互拼接的零件所组成，由于模型充分体现了各种结构、动力、控制的组成因素，并设计了相应的模块，因此，可以拼装成各种各样的机器人模型，可以用于检验学生的机械结构和机械创新设计与控制的合理可行性。

自动步行车学生创新实验慧鱼机器人实验二室机械原理课程实验（三）PLC控制实验一、实验目的1）了解全自动加工中心、自动化立体仓库、焊接站等工业模型的组装设计，控制原理及PLC在工业中的应用；2）了解和熟悉PLC的结构和外部接线方法，掌握编程软件的使用方法；3）掌握顺序功能图的绘制，掌握以顺序控制梯形图的设计方法与调试。