实验10 实验指导书 (2)
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蔬菜栽培学实验指导书适用专业:园艺西南大学园艺园林学院西南大学园艺实验室园艺实验室学生实验守则1、实验前认真预习、阅读实验指导书,明确实验目的、步骤、原理和方法.熟悉实验所用仪器设备的性能和操作方法。
2、严格遵守实验室的各项制度和仪器设备操作规程。
不得高声喧哗,不得随意串走,不得随意搬动室内仪器设备。
3、实验中要严格按照实验操作规程进行,认真观察实验现象,准确记录实验数据,及时完成实验报告。
4、实验时要服从指导教师安排,正确使用仪器设备,节约能源和实验材料,维护实验室环境设施,保持环境整洁。
5、实验完毕,及时清理仪器设备及场地,经指导老师检查同意后方可离开实验室。
6、学生不得无故迟到、早退、旷课;教师将根据每次实验课学生的实验操作表现及实验报告确定成绩。
园艺实验室园艺专业实验课程实验报告格式及评分标准根据学校教学评估对实验课程的要求,结合园艺专业实验课教学特点,制定如下关于实验课课程报告格式及评分标准。
一、报告格式1、实验题目2、材料与用具3、内容及主要方法4、实验步骤或程序5、实验场地6、作业(1)获得的主要实验结果(2)结果分析与讨论针对所获得的实验结果,结合教材以及参考文献进行。
二、评分标准1、实验报告(60%)(1)按照实验要求独立、熟练完成实验操作;(2)报告内容写作通顺流畅,书写整洁;(3)作业内容完整、无遗漏;(4)对获得的实验结果能够结合相应的参考资料进行合理、正确的分析。
得出实验成功或失败的原因,并根据实验结果正确理解相关理论内容。
2、实验表现(40%)(1)是否做有关实验前的预习,了解实验的目的和内容;(2)实验过程中涉及的一些实验器材的基本操作是否熟悉;(3)做实验的认真程度、实验中同组同学之间的配合情况,实验课的出席率及课堂纪律情况作为实验成绩的一部分。
未出席实验课的该实验成绩记零分;因特殊情况未能参加实验者,必须补做相应实验内容;否则该实验成绩记零分。
目录实验一蔬菜作物的分类 (4)实验二蔬菜种子的识别 (6)实验三蔬菜幼苗的识别 (11)实验四蔬菜播种材料的播前处理 (14)实验五无性繁殖蔬菜的形态与繁殖方式 (16)实验六根菜类的形态与结构观察 (18)实验七植物生长调节剂的配制及在果菜上的应用 (20)实验八葱蒜类蔬菜形态结构的观察分析 (22)实验九瓜类幼苗的嫁接技术 (23)实验十茄果类蔬菜的分枝结果习性与整枝技术 (25)实验十一瓜类蔬菜的形态、结果习性及其整枝技术 (27)实验十二豆类蔬菜的形态特征、开花结果习性及根瘤的观察 (29)实验十三蔬菜标本的浸制 (31)实验一蔬菜作物的分类一、目的识别蔬菜作物的主要类别,初步掌握分类的依据和方法。
C程序设计实验指导书第二版目录目录1实验1——程序的运行环境和运行C程序的方法2实验2——数据类型、运算符和表达式5实验3——数据类型,运算符和表达式9实验4-逻辑程序设计12实验5-循环控制16实验6-数组19实验7-函数21实验8-指针24实验9-文档27实验10-结构和公共体301实验一——程序的运行环境和运行C程序的方法实验名称程序的运行环境和运行c程序的方法成绩姓名学号班级实验地点完成日期实1)了解所用的计算机系统的基本操作方法,学会独立使用该系统验2)了解在该系统上如何编辑、编译、连接和运行一个c程序目3)通过运行简单的c程序,初步了解c源程序的特点的1)检查所用的计算机系统是否已安装了c编译系统并确定它所在的子目录;2)进行所用的集成环境;3)熟悉集成环境的界面的有关菜单的使用方法;4)输入并运行一个简单的、正确的程序。
输入下面的程序:#includevoidmain(){实printf(\}验①根据前面介绍的方法对源程序进行编译,观内察屏幕上显示的编译信息。
如果出现“出错信息”,则应找出原因并改正之,再进行编译,如果无错,容则进行连接。
与步②如果编译连接无错误,使程序运行,观察分骤析运行结果。
5)输入并运行一个有错误的c程序。
①输入下面的程序(故意漏打或打错几个字符):#includevoidmain(){inta,b,suma=123;b=456;sum=a+bprint(\}②进行编译,仔细分析编译信息窗口,可能显示有多个错误,逐个修改,直到不出现错误。
最2完成实验内容和步骤后,请与教材中的步骤进行比较。
③ 使程序运行并分析运行结果。
6)输入并运行需要在运行时输入数据的程序;输入以下程序:#includevoidmain(){}intmax(intx,inty){intz;if(x>y)z=x;elsez=y;return(z);intmax(intx,inty);inta,B,C;printf(\scanf=max(a,B);printf(\}① 编译并运行。
实验2网络端口扫描一、实验目的通过练习使用网络端口扫描器,可以了解目标主机开放的端口和服务程序,从而获取系统的有用信息,发现网络系统的安全漏洞。
在实验中,我们将在Windows操作系统下使用Superscan进行网络端口扫描实验,通过端口扫描实验,可以增强学生在网络安全方面的防护意识。
利用综合扫描软件“流光”扫描系统的漏洞并给出安全性评估报告。
二、实验原理(一).端口扫描的原理一个开放的网络端口就是一条与计算机进行通信的信道,对网络端口的扫描可以得到目标计算机开放的服务程序、运行的系统版本信息,从而为下一步的入侵做好准备。
对网络端口的扫描可以通过执行手工命令实现,但效率较低;也可以通过扫描工具实现,效率较高。
扫描工具是对目标主机的安全性弱点进行扫描检测的软件。
它一般具有数据分析功能,通过对端口的扫描分析,可以发现目标主机开放的端口和所提供的服务以及相应服务软件版本和这些服务及软件的安全漏洞,从而能及时了解目标主机存在的安全隐患。
扫描工具根据作用的环境不同,可分为两种类型:网络漏洞扫描工具和主机漏洞扫描工具。
主机漏洞扫描工具是指在本机运行的扫描工具,以期检测本地系统存在的安全漏洞。
网络漏洞扫描工具是指通过网络检测远程目标网络和主机系统所存在漏洞的扫描工具。
本实验主要针对网络漏洞扫描工具进行介绍。
1.端口的基础知识为了了解扫描工具的工作原理,首先简单介绍一下端口的基本知识。
端口是TCP协议中所定义的,TCP协议通过套接字(socket)建立起两台计算机之间的网络连接。
套接字采用[IP地址:端口号]的形式来定义,通过套接字中不同的端口号可以区别同一台计算机上开启的不同TCP和UDP连接进程。
对于两台计算机间的任意一个TCP连接,一台计算机的一个[IP地址:端口]套接字会和另一台计算机的一个[IP地址:端口]套接字相对应,彼此标识着源端、目的端上数据包传输的源进程和目标进程。
这样网络上传输的数据包就可以由套接字中的IP地址和端口号找到需要传输的主机和连接进程了。
机械原理实验指导书班级姓名学号徐州工程学院机电工程学院机电教研室实验一机构运动简图测绘一、实验目的与实验要求1.学会根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图;2.分析和验证机构自由度;进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自由度的计算方法。
二、实验原理我们知道:机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。
因此,在绘制机构运动简图时,可以不考虑构件的具体形状和运动副的具体构造。
而用一些简单的符号〔见教材中机构运动简图常用符号〕来代替构件和运动副,并选择适当的比例尺表示运动副的相对位置,以此表示机构的运动特征。
绘制机构运动简图的目的是:以便对机构进行结构、轨迹、位移、速度、加速度和动力等分析研究。
它是工程技术人员从事机构研究的一个重要的工具。
三、实验设备、工具1.典型机械的实物(如:缝纫机、牛头刨床、插齿机等);2.典型机械的模型(如:内燃机模型、油泵模型、牛头刨床模型等〕;3.钢卷尺、内外卡钳、量角器;4.三角板、铅笔,橡皮、草稿纸等。
四、实验步骤及测绘方法(1)正确选择投影面对于机械实物的测绘,为了将机构运动表示清楚,要洽当地选择测绘投影面。
为此,一般选择机构中多数构件的运动平面为投影面。
(2)确定机构的构件数目测绘时,首先找到原动件并使机构缓慢地运动,从原动件开始仔细观察机构的运动,分清各个运动单元,从而确定组成机构的构件数目。
(3)确定机构运动副的类型和数目从原动件开始,根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的特点。
依此确定运动副的类型及数目:(4)画机构运动简图仔细测量与机构运动有关的尺寸,如转动副间的中心距和移动副导路的方向等,选定原动件的位置,在纸上按规定的符号及构件的连接次序,从原动件开始,并按确定的比例尺逐步画出机构的运动简图。
比例尺μl =实际长度L AB(m)/图上长度AB(mm)(5)标注各构件及各运动副从原动件开始,用数字l、2、3…分别标注各构件,用英文字母A、B、C…分别标注各运动副。
《织物结构与设计》实验指导书上海工程技术大学服装学院纺织工程系2012年9月织物结构与设计实验指导书前言织物组织是纺织品赖于存在的重要因素,它是形成织物千变万化的内在依据,解析它的组织结构,探其变化原因,掌握设计技能成了织物设计的重要手段。
材料、工具、技术、知识、经验是织物设计的五大要素,也是织物设计构思敏锐的美的感情表现的基础,但是这些知识与技能如果缺乏实践的体验,通常难于变成有机的学问。
加强实践性环节不仅能使它们超于有机的深化,同时也能使设计思考力富于弹性,以适应现代织物设计的需要,并有所建树。
实验一了解自动剑杆织样机的工作原理一、实验目的1、了解自动织样机的各主要机件的作用与相互的配合;2、了解穿综、穿筘、投纬、绘制纹板图等准备工作;3、了解在织样机上的织造方法;4、进一步理解上机图中各图的作用。
二、实验设备及功能(一)SUⅢ型全自动剑杆织样机SUⅢ型全自动剑杆织样机从开口、引纬、选色、打纬、送经、卷取等等动作皆可为全自动操作,所以打样品质控制非常精密。
织样机的运转速度可依需求而作适当地调整,最快可达到40rpm,与传统人工打样或半自动织样机的速度比,可节省非常多的时间。
采用该种自动小样机的目的在于,严格控制织物的紧密度,随时掌控布面质量,使织物尽量符合实验要求,以便实验顺利进行,数据更加准确。
SUⅢ型全自动剑杆织样机的运作过程中,除了经纱卷取是由马达带动外,其余动作皆由汽缸驱动。
因此,还配备一个4.0~7.5bar的空气压缩机。
钢筘的宽度为12英寸。
SUⅢ型全自动剑杆织样机共有二十片综框,其中前两片由系统控制,作为绞纱与废边之用。
而第三片综框才是纹板图上的第一片,其余依次类推,所以纹板图设计最多可达十八片综框。
每片综框最多可安装280~300根综丝。
(二)设备具有的功能1、可输入相应的数字来修改机上纬密。
2、可以找寻断纬。
3、在显示区,显示了设计文件名、总梭数、当前梭数、纬密、开口情况(哪些综框提起)、选色情况和当前织机的运转情况。
实验一沉淀强化铝合金的等时时效前言许多不同的铝合金,他们的强度取决于沉淀硬化。
本实验所提供的样品是一种用于协和式飞机结构件的合金。
这是一种复杂的铝合金,含有Cu,Mg,Ni,Fe,Si 和Ti 元素,最初是由劳斯莱斯在第二次世界大战期间以锻件的形式开发的,主要用于燃气涡轮发动机,当时它被称为RR58。
英国和法国政府选择用它制造协和飞机的决定,导致了对SST应用的要求,也就是明显的抗蠕变性能。
在民用运输飞机中,通常不考虑此属性。
但是当马赫数为2.2和2.5时,飞机表面温度在摩擦加热下分别升高到120℃和150℃;另一方面,由于协和飞机的寿命要求在20000小时到30000小时之间,所以蠕变性能成为关键。
这种合金可以与常见的包括杜拉铝在内的2000多种合金作比较,这2000多种合金的强化原因是形成Cu的析出物CuAl2。
Ni的作用是优先形成NiAl3和复杂的A1CuNi化合物,这两者在高温下均能保持高稳定性;Fe具有与Ni类似的效果;Si的作用是形成Mg2Si,以提高强度;Ti的作用是晶粒细化。
最优的机械性能的组合是通过以下热处理过程获得的:在530℃下进行20小时的固溶处理,再放入冷水中淬火,然后在190℃下进行19小时的沉淀硬化。
根据协和式飞机产品规范CM00I,这种处理应该产生以下性能:* PS = Proof stress** El = Elongation当然,服役温度必须参考沉淀强化温度。
在寿命期限内,服役温度必须低到足以防止过时效。
由于这一限制,飞机似乎不可能以大于2.2马赫的速度飞行。
在本实验中,不可能按照工业热处理的工艺进行,因为那需要一个下午的漫长时间。
但是我们注意到一个规律:随着时效温度的升高,所需的时效时间会相应缩短。
因此,本实验采用在恒定时效时间内确定性能与温度的关系,代替在恒定温度下确定保温时间与性能关系的做法。
图中显示了一些铝合金的典型时效曲线。
注意使用的是对数时间标度。
《工程流体力学》实验指导书适用专业:机械电子工程上海电机学院2014年9月目录实验一雷诺实验 (1)实验二局部水头损失实验 (5)实验三沿程水头损失实验 (10)实验一雷诺实验一、实验目的和要求1. 观察层流、湍流的流态及其转换过程;2. 测定临界雷诺数,掌握园管流态判别准则;3. 学习应用量纲分析法进行实验研究的方法,确定非圆管流的流态判别准数。
二、实验装置1.实验装置简图实验装置及各部分名称如图1所示。
图1 雷诺实验装置图1. 自循环供水器2. 实验台3. 可控硅无级调速器4. 恒压水箱5. 有色水水管6. 稳水孔板7. 溢流板8. 实验管道9. 实验流量调节阀10. 稳压筒11.传感器12. 智能化数显流量仪2. 装置说明与操作方法供水流量由无级调速器调控,使恒压水箱4始终保持微溢流的程度,以提高进口前水体稳定度。
本恒压水箱设有多道稳水隔板,可使稳水时间缩短到3~5分钟。
有色水经有色水水管5注入实验管道8,可据有色水散开与否判别流态。
为防止自循环水污染,有色指示水采用自行消色的专用色水。
实验流量由调节阀9调节。
流量由智能化数显流量仪测量,使用时须先排气调零,所显示为一级精度瞬时流量值。
水温由数显温度计测量显示。
三、 实验原理1883年, 雷诺(Osborne Reynolds)采用类似于图1所示的实验装置,观察到液流中存在着层流和湍流两种流态:流速较小时,水流有条不紊地呈层状有序的直线运动,流层间没有质点混掺,这种流态称为层流;当流速增大时,流体质点作杂乱无章的无序的直线运动,流层间质点混掺,这种流态称为湍流。
雷诺实验还发现存在着湍流转变为层流的临界流速c v ,c v 与流体的粘性ν、园管的直径d 有关。
若要判别流态,就要确定各种情况下的c v 值,需要对这些相关因素的不同量值作出排列组合再分别进行实验研究,工作量巨大。
雷诺实验的贡献不仅在于发现了两种流态,还在于运用量纲分析的原理,得出了量纲为一的判据——雷诺数Re ,使问题得以简化。
电路分析实验指导书(2010级使用)省级电工电子基础实验教学示范中心编2011年3月目录实验一基尔霍夫定律的验证 (2)实验二线性电路叠加性和齐次性的研究 (4)实验三戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定 (7)实验四受控源研究 (11)实验五一阶电路暂态过程的研究 (16)实验六正弦稳态交流电路相量的研究 (19)实验七带通滤波器的设计实验任务书 (21)实验一基尔霍夫定律的验证一.实验目的1.验证基尔霍夫定律,加深对基尔霍夫定律的理解;2.掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法;3.学习检查、分析电路简单故障的能力。
二.原理说明基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律,它们分别用来描述结点电流和回路电压,即对电路中的任一结点而言,在设定电流的参考方向下,应有ΣI=0,一般流出结点的电流取负号,流入结点的电流取正号;对任何一个闭合回路而言,在设定电压的参考方向下,绕行一周,应有ΣU=0,一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号,电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
在实验前,必须设定电路中所有电流、电压的参考方向,其中电阻上的电压方向应与电流方向一致,见图3-1所示。
三.实验设备1.万用表2.直流电路分析实验箱四.实验内容实验电路如图3-1所示,图中的电源U S1用恒压源I路0~+30V可调电压输出端,并将输出电压调到+6V,U S2用恒压源II路0~+30V可调电压输出端,并将输出电压调到+12V(以直流数字电压表读数为准)。
开关S1 投向U S1 侧,开关S2 投向U S2 侧,开关S3 投向R3侧。
实验前先设定三条支路的电流参考方向,如图中的I1、I2、I3所示,并熟悉线路结构,掌握各开关的操作使用方法。
1.熟悉电流插头的结构,将电流插头的红接线端插入数字电流表的红(正)接线端,电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑(负)接线端。
2.测量支路电流将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出各个电流值。
《程序设计基础(C语言)》目录第1 章概述 (1)1.1 课程简介 (1)1.2 实验环境选择 (1)第 2 章实验要求 (1)2.1 实验过程要求 (1)2.2 考核及评分标准 (1)第 3 章实验内容 (2)3.1 实验1 熟悉C语言运行环境 (2)3.2 实验2 数据类型 (3)3.3 实验3 运算符和表达式 (4)3.4 实验4 顺序结构及输入和输出 (6)3.5 实验5 选择结构 (7)3.6 实验6 循环结构 (9)3.7 实验7 数组(1) (11)3.8 实验8 数组(2) (12)3.9 实验9 字符串及其操作 (13)3.10 实验10 函数 (14)3.11 实验11 结构体 (15)3.12 实验12 指针 (16)第 1 章概述1.1 课程简介《程序设计基础(C语言)》是软件工程各专业或其它相近专业学生的公共职业基础课,是软件类各专业的入门课程,直接影响学生后继职业技术课程的学习及可持续发展能力的培养。
通过本书,学习基本的程序设计概念和程序设计方法,学会使用C语言解决实际问题,进行初级的程序设计。
1.2 实验环境选择VC++6.0第 2 章实验要求2.1 实验过程要求本课程中,实验者必须服从指导教师和实验室工作人员的安排,遵守纪律与实验制度,爱护设备及卫生。
在指定的实验时间内,必须到机房内实验,其余时间可自行设计和分析。
本课程所涉及的程序代码,都要求有较高的可读性和效率,多文件表示。
2.2 考核及评分标准若实验者在指定上机时间三次不到课,取消考核资格。
请假,必须提前出具正式假条,不接受事后假条。
如果发现抄袭、篡改、伪造实验数据,或实验报告和设计报告雷同,涉及的所有学生的该课程成绩计为0 分。
本课程采用结构化评分,主要由指导教师灵活处理,可以是考勤等。
第 3 章实验内容3.1 实验1 熟悉C语言运行环境一、实验目的1.了解什么是C语言2.熟悉C语言程序开发环境二、实验内容和步骤1.大学生涯的第一个程序1)运行Microsoft Visual Studio 2008或者VC6.02)创建项目,选择win32控制台应用程序或者空项目,项目名为MyFirstApp3)新建项目,选择C++源文件,文件名为HelloWorld4)在程序编辑窗口,输入如下代码#include <stdio.h>/* 主程序*/void main(){printf("hello world\n");}5)执行程序,Ctrl+F56)观察输出结果,并记录2.修改程序1)增加语句,观察输出结果是否不同printf("hello world\n");printf("world is me\n");2)删除输出字符串中的“\n”,观察输出结果是否不同printf("hello world\n");3)进行换行输出,观察输出结果是否不同printf("hello, ");printf("world");printf("\n");4)将上个程序块中的printf("\n");去掉,观察输出结果是否不同3.用自己的语言,描述下对C语言程序的第一印象4.简单描述下,第二步骤中,输出结果相同与不同的原因;以及“\n”的用途3.2 实验2 数据类型一、实验目的1.掌握变量的命名规则和定义2.掌握C语言程序中的各种数据类型并使用它们二、实验内容和步骤1.定义3个变量numInt、numFloat、charInfo,他们的类型分别为整型,单精度类型,字符型;并分别初始化为2,2.0和‘A’,最后输出这三个变量的值。
实验10 机械系统原理方案创新设计机械创新设计的目的是设计出工作机理独特有效、结构新颖巧妙的机械产品。
机械创新设计的关键是原理方案设计,它决定了产品的质量、性能、功效和性价比等。
原理方案设计的基本要求有许许多多,其中最重要的,一是机械产品能够实现预期功能,二是性能良好。
为达到第一个基本要求,常常采用“功能分析法”,将机械产品的总功能逐次分解成多个基本功能,进而找出实现这些基本功能的基本机构,将这些基本机构组合后形成创新设计的方案。
为达到第二个基本要求,常常是在多个方案中优选。
所以设计者必须知道各种机构能够具有哪些预期功能,以及实现预期功能的性能如何。
10.1 实验目的1.通过观察各种基本机构和组合机构,了解各种基本机构的功能,了解机构的型的演化方法。
2.通过观察实际机器,分析各种基本机构在实际机器中所实现的基本功能及其性能。
3.根据给定的设计平台和设计任务,设计出机器原理方案,训练创新设计方法启发创新思维、意识。
10.2 实验器材1.基本机构:铰链四杆机构及其演化;曲柄滑块机构及其演化;双滑块机构及其演化;凸轮机构;齿轮机构;周转轮系;停歇、间歇机构.2.组合机构;平面、空间连杆机构。
3.机构创新设计方法I、II、III展示台。
4.基本机构在工程实际中的应用:II级机构;泵;印刷机;插齿机;缝纫机;牛头刨;发动机;轮系等。
5.机械系统集成及参数可视化实验台。
机械系统集成及参数可视化实验台是专门为机械系统认识、创新设计、拼装、检测、分析提供的一个开放式的实践平台。
它包括:1)可容纳工作安装方式的机械平台(平面安装及空间安装);2)传动零件部库(动力,离合器,联轴器,传动部件,动态及静态负载及执行机构);3)检测系统(效率检测系统、运动检测系统及电机转速控制);4)控制—操纵单元和辅助单元。
试验台主要技术参数如下。
1)直流电机:功率为600W,工作转速为0-800 rpm,最大允许加载力矩25Nm;2)外形尺寸:1150×750×550;3)重量:340kg;4)直线位移传感器:WYDC-200L型,量程L=200mm,精度:0.5%;5)光栅角位移传感器参数:GFJ-7-5V/1000P型,1000栅/转;6)测力传感器:额定量程5kg、20kg,可超载50%,精度0.1%。
图片由湖南福润德科技文化有限公司试验台的主要功能:1)实验台由传动系统平台及执行件平台两部分构成,两部分均可装拆,进行机械系统设计。
2)在传动平台上可测试并绘制在不同的工况下每个机械传动装置的速比、转矩、效率实时变化曲线;3)利用配套软件可检测各种活动构件的位移、速度和加速度,并通过计算机显示运动曲线;通过对构件运动曲线的分析可了解机构运动规律及机构运动状况,进而对机构进行重新设计与装配调整;4)运用配套软件对执行件平台的机构运动进行虚拟设计与仿真分析实验:利用本实验台提供的软件平台对机构运动进行虚拟设计和运动仿真,除该软件提供的内容以外,使用者可自己进行运动数据处理和II级机构虚拟设计与运动仿真实践。
10.3 机构创新设计方法机构创新设计的目的是构造出所需的新型机构。
常用如下方法。
10.3.1公式推导公式推导法是综合独立有效单铰运动链的有效方法。
该方法根据自由度与构件数以及低副数的关系式(即自由度计算公式)、运动链环路数与构件数关系式,利用排列与组合原理,得到所有可能的运动链,再排除重复或无效运动链,得到独立有效运动链。
如表10-1所示。
其中,单自由度四杆运动链只有一个独立有效运动链,如图10-1a所示,单自由度六杆运动链有两个独立有效运动链,分别为瓦特(W ATT)链(如图10-1b所示)和斯提芬森(STEPHENSON)链(如图10-1c所示)。
采用低副高代、变换机架等方法,可将独立有效运动链演化成各种运动链或机构。
表10-1 单自由度独立有效运动链(a)四杆运动链(b)W ATT链(c)STEPHENSON链图10-1 单自由度独立有效运动链10.3.2 变换机架(变换后改变机构类型)取相同运动链的不同构件为机架,可得到不同机构,如图10-2、10-3、10-4所示。
(a)曲柄摇杆机构(b)双曲柄机构(c)双摇杆机构图10-2 铰链四杆机构变换机架(a)曲柄滑块机构(b)转动导杆机构(c)摇块机构(d)移动导杆机构图10-3 含一个移动副机构变换机架(a) 双滑块机构(b) 双转块机构(c) 十字滑块联轴器图10-4含两个移动副机构变换机架10.3.3扩大转动副(变换后不改变机构类型)将图10-5a所示机构的转动副B扩大,使之超过点A,构件AB为一圆盘,机构演化为偏心轮机构,如图10-5b所示。
(a)曲柄摇杆机构(b)偏心轮机构图10-5 扩大转动副10.3.4 转动副变换为移动副(变换后改变机构类型)如图10-6所示,先扩大转动副D,原构件CD为一圆环,令D→∞远,机构演化为偏置曲柄滑块机构,再令e=0,机构演化为对心曲柄滑块机构。
(a)曲柄摇杆机构(b) 曲柄摇杆机构(c)曲柄滑块机构图10-6 转动副变换为移动副10.3.5 改变构件包容关系(变换后不改变机构类型)(a)曲柄滑块机构(b) 移动导杆机构(c)摆动导杆机构图10-7改变构件包容关系在图10-7a所示的曲柄滑块机构中,构件3包容构件4。
若使构件4包容构件3,则演化成移动导杆机构(如图10-7b所示)。
图10-7c所示的摆动导杆机构与图10-3c 所示的摇块机构,也是包容关系不同。
机构演化的基本原理,揭示了机构的本质的内在联系。
了解该原理,对认识机构,培养机构创新设计思维具有意义。
10.3.6 机构组合将多种基本机构适当组合,从而实现简单机构难以实现的某种复杂运动规律,使之具有特殊的运动和动力特性,完成实际生产中的工作要求的典型机构的组合系统称为组合机构。
如凸轮连杆机构由凸轮机构和连杆机构组合而成,齿轮连杆机构由齿轮机构和连杆机构组合而成。
机构的组合的实质是通过将各种基本机构以一定的形式相连接,实现运动的变换、迭加和动力性能的改善,从而得到与基本机构不同的运动学、动力学特征。
机构的创新设计是建立在学习掌握基本机构的功能、运动动力特性的基础之上,结合现代控制技术,并总结生产实践的工程经验和综合运用多方面的知识而发挥创造才能的具有挑战性的工作。
10.4 机械系统原理方案创新设计方法原理方案创新设计方法有很多,这里只简介“功能分析法”。
功能分析法的大致步骤如下。
(1)功能分解:将机械系统的总功能逐次分解为若干子功能,直到能够找到实现这一分功能的子系统为止,这个子系统又叫做功能元。
机械系统各部分多为实现各种运动变换和预期运动规律的子系统。
运动变换取决于子系统的类型,运动规律取决于尺寸。
因此,这里的子功能实际上指的是运动。
功能元既然是子系统,也就可大可小。
功能元的大小取决于功能分解的详尽程度。
例如插齿机总功能的一种分解方案是:动力输入功能(可选电动机为功能元)、减速功能(可选齿轮传动为功能元)和插齿功能。
再将插齿功能分解为实现范成运动功能(可选齿轮传动为功能元)、切削运动功能(可选连杆机构为功能元)、让刀运动功能(可选凸轮机构为功能元)。
(2)构造形态矩阵:实现同一功能的功能元有多种,以表格的形式罗列出来。
这个表格就叫做“形态矩阵”。
(3)方案数量求解:求出不同组合下的方案总数。
(4)选择、评价、优化方案。
例10-1 应用功能分析法求解挖掘机设计的原理方案。
(1)功能分解挖掘机的总功能:取运物料。
总功能的分解如图10-8所示。
(2)构造形态矩阵(如表10-2所示)。
(3)方案数量 总方案数:N = 6 ⨯ 5 ⨯ 4 ⨯ 4 ⨯ 3 = 1440。
(4)选择方案选择A1 + B5 + C3 + D4 + E1即为履带式挖掘机,选择A5 + B5 + C2 + D4 + E2 即为液压轮胎式挖掘机。
例10-2 精锻机主机构。
该例题是在执行机构层面上进行功能分解。
总功能:当加压执行构件(冲头)上下运动时,能锻出较高精度的毛坯。
空间约束条件:驱动轴必须水平布置。
功能分解为⑴运动形式变换;⑵运动轴线变向;⑶运动位移或速度缩小。
形态矩阵如表10-3所示。
组合机构方案总数:N =64=1296。
部分选择方案如表10-4所示。
10-3 精锻机主机构形态矩阵流体机构图10-8 挖掘机的功能树取运物料运物料 取物料 驱动 传动 取料 位移驱动 传动10-4 精锻机主机构方案基本功能结构10.5 机械系统创新设计目录利用上述方法设计机械系统,首先应该了解实现各种功能的功能元目录、性能目录、评价目录。
这些目录又叫设计目录。
设计目录的编制原则是详尽并便于查询。
设计目录的编制形式有很多,其中之一就是表格形式。
如表10-5 10-7所示。
10.6 实验要求实验分两步进行。
第一步,展示与分析,参观各种基本机构、组合机构和实际机器。
第二步,设计、组装、测试机器。
10.6.1展示与分析实验要求以观察记录为主。
在观察时重点注意以下问题。
1.基本机构有哪些基本机构?它们具有哪些功能?2.组合机构有哪些组合机构?它们有哪些特殊功能?如串联组合的连杆-齿轮齿条机构的功能是将转动变换为往复运动,并能实现输出构件的大范围停歇;并联组合的连杆-齿轮机构能将转动转换成复杂的行星运动;蜗杆蜗轮-齿轮反馈机构能将转动转换成带补偿的复合运动等等。
3.实际机器注意两个问题:一是有几个基本功能?这些分功能如何实现的?1)打印机注意实现打印功能的原理不同。
利用杠杆原理实现机械打字功能;利用电磁原理实现针式打印;利用光电原理实现激光打印。
2)印刷机印刷机功能分解为:油墨均匀;滚筒沾墨及铅板上刷墨;纸板运动进行印刷。
油墨均匀功能的实现:电机→带传动→齿轮传动→凸轮机构→棘轮机构→油墨盘转动;电机→带传动→齿轮传动→双曲柄机构→棘轮机构→调墨滚筒转动。
滚筒沾墨及铅板上刷墨功能的实现:齿轮传动→双摇杆机构→棘轮机构→滚筒上下运动。
制动器:使用带制动方式,在电机轴上装有二个飞轮,一个有止动螺钉可随电机转动,另一个没有止动螺钉,可在轴上打滑。
停车时,不希望停止电机的转动,将蹿动带滑到飞轮上,此时轮转轴不转,可停止印刷机工作。
3)插齿机范成运动:刀具与轮坯节圆作无滑动的纯滚动;切削运动:插刀上下往复运动;进给运动:为切制出全齿高,轮坯相对刀具作径向进给运动;让刀运动:插刀向上提起时,为不至将已切制好的轮齿表面拉伤,刀具相对轮坯作径向让刀运动。
4)汽车车窗升降机构采用齿轮连杆组合机构,完成车窗的升降。
5)制动器内胀式机械制动器、外抱式电力制动器、夹蝶式液力制动器等。
6)千斤顶卧式千斤顶:液压、连杆机构组合;机械千斤顶:螺旋、齿轮、棘轮机构组合;液压千斤顶:液压、螺旋机构组合;齿条千斤顶:齿轮齿条、棘轮机构组合。