机械原理与设计实验教学大纲
- 格式：doc
- 大小：38.50 KB
- 文档页数：5
机械原理与设计实验教学大纲
课程编号：9046212
学时：16
学分：1
适用专业：车辆工程
开课单位：机电工程学院
一、教学目的与要求
教学目的：
本课程是车辆工程专业的一门专业基础必修课，通过实验，使学生更好地理解机械原理与机械设计的基本概念、基本理论，使学生掌握常用机构和机械通用零部件的基本试验方法、常用测试仪器的使用方法以及数据处理方法。培养学生运用实验方法研究和设计机械的初步能力、发现问题和综合分析问题的能力以及自主创新的能力，为后续专业课程的学习打下基础。
二、实验名称与学时分配
序号 实验项目名称 学时 必/选做
1 机构运动简图测绘 2 必做
2 齿轮范成实验 2 必做
3 渐开线齿轮基本参数的测定 2 必做
4 刚性转子动平衡实验 2 必做
5 螺栓联接实验 2 必做
6 带传动实验 2 必做
7 液体动压滑动轴承实验 2 必做
8 轴系结构分析与设计实验 2 必做
总计 24
三、实验的目的、内容、方法及要求
实验（一）机构运动简图测绘
1.实验目的
通过实验，使学生对运动副、零件、构件及机构等概念建立实感，熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号，熟悉机构自由度的计算法。
2.实验内容
（1）绘制机构模型的机构运动简图；
（2）根据所绘制的机构运动简图计算其自由度。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己动手操作绘制机构运动简图并计算其自由度，最后完成实验报告。
4.实验要求
（1）掌握从实际机构中测绘机构运动简图的基本技能，能够正确标注运动尺寸； （2）掌握机构自由度的计算方法；
（3）掌握运动链的运动是否确定的判别方法。
实验（二）齿轮范成实验
1.实验目的
通过实验，使学生加强对齿轮范成法切齿原理的理解，观察齿廓形成的过程，了解渐开线齿轮产生根切的原因、现象和避免根切的方法，能够分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
2.实验内容
用范成仪在圆形图纸上（预先画好分度圆、齿顶圆、齿跟圆，并画成三等分）依次用铅笔描绘出齿条刀具相对于轮坯在各个位置的包络线，就形成被切削齿轮的渐开线齿廓。分别在每一部分内画出标准齿轮，正变位齿轮和负变位齿轮，以作分析比较。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己按要求绘制标准齿轮，正变位齿轮和负变位齿轮。
4.实验要求
（1）掌握渐开线齿轮范成法切齿原理，了解根切产生的原因及观察根切现象；
（2）了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因和避免根切现象的方法-变位法，并比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点；
（3）实验时分小组进行，学生要独立完成齿轮的绘制。
实验（三）渐开线齿轮基本参数的测定
1.实验目的
通过实验，使学生学会综合利用各种方法（计算法、查表法等），对渐开线齿轮进行测量，从而判定其原设计基本参数，加深对渐开线齿轮参数相互关系及啮合原理的理解。
2.实验内容
对渐开线直齿圆柱齿轮进行测量，确定其基本参数（模数m和压力角α）并判别它是否为标准齿轮，对非标准齿轮，求出其变位系统X。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己按要求测量渐开线齿轮并确定其基本参数。
4.实验要求
（1）熟悉齿轮各部分名称和几何关系；
（2）掌握运用一般测量工具测定渐开线齿轮的各基本参数的方法，通过参数测量，从中掌握标准齿轮与变位齿轮的基本判别方法；
（3）掌握测量齿厚的一般方法；
（4）实验个人单独进行，学生要独立完成齿轮的测量及参数的计算。
实验（四）刚性转子动平衡实验
1.实验目的
通过实验，使学生学习动平衡机的机械系统结构、电器测控系统以及动平衡机的工作原理。通过实验了解刚性转子动平衡的原理和方法，掌握平衡机的使用方法。
2.实验内容
（1）运用共振原理，确定待平衡转子的不平衡质量的大小和方位，确定平衡质量的大小和加在平衡基面的位置。
（2）根据余振，求出残余振幅。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己按要求测量参数并处理数据。
4.实验要求
（1）学习动平衡振动测试的方法，了解刚性回转体动平衡的基本原理；
（2）了解硬支承动平衡机的工作原理和特点，掌握设备的测试功能与操作流程；
（3）掌握刚性转子动平衡操作过程。
（4）实验个人单独进行，学生要独立完成数据采集。
实验（五）螺栓联接实验
1.实验目的
通过实验，使学生学会对螺栓的受力进行测试，能够测量螺栓受力情况及静、动态特性参数，提高动手操作能力和分析解决问题的能力。
2.实验内容
（1）根据实验原理在实验设备上进行连接和测试，得出预紧数据和加载后的数据；
（2）绘制实际螺栓联结的受力变形图，绘制理论螺栓联结的受力变形图，对比理论与实际的变形图，空心和实心螺栓的受力变形图，分析，得出结论。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己动手操作测出相关数据并做好记录，最后完成实验报告。
4.实验要求
（1）了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况；
（2）能够计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图；
（3）能够验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律及对螺栓总拉力的影响；
（4）通过螺栓的动载实验，改变螺栓联接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，掌握提高螺栓联接强度的各项措施。
实验（六）带传动实验
1.实验目的
通过实验，使学生学会测定皮带传动滑差率和效率及绘制实测曲线的方法，能够利用计算机在软件界面说明文件的指导下，独立自主地进行实验，培养学生的实际动手能力。
2.实验内容
（1）根据实验原理在实验设备上进行连接和测试，得出功率N、滑差率ε和效率η；
（2）作出皮带传动N-ε、N-η曲线图；
（2）观察皮带传动运动弹性滑动和打滑现象动画模拟。 3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己动手操作测出相关数据并做好记录、绘制曲线，最后完成实验报告。
4.实验要求
（1）了解带传动实验台的基本结构与设计原理；
（2）观察带传动的弹性滑动与打滑现象；
（3）了解带传动在不同皮带在不同间距、不同转速下的负载与滑差率、负载与传动效率之间的关系；绘制滑动率曲线及效率曲线。
实验（七）液体动压滑动轴承实验
1.实验目的
通过实验，使学生学会滑动轴承摩擦系数、转速、力的测量方法及测试仪器的使用方法，加深对润滑状态与各参数间关系的理解。
2.实验内容
（1）在轴承载荷F=90kg和F=70kg时，分别测量轴承周向油膜压力和轴向油膜压力，绘制出周向和轴向油膜压力分布曲线，并求出轴承的实际承载量；
（2）测定轴承压力、轴转速、润滑油粘度与摩擦系数之间的关系，用计算机进行数据处理，得出轴承f-λ曲线；
（3）液体动压滑动轴承油膜压力周向分布的仿真分析与位置模拟。
3.实验方法
由实验指导教师讲解实验原理、实验设备、操作方法以及注意事项，然后学生自己动手操作测出相关数据并做好记录、绘制曲线，最后完成实验报告。
4.实验要求
（1）了解实验台的构造和工作原理，通过实验进一步了解动压润滑的形成，加深对动压原理的认识；
（2）掌握动压轴承油膜压力分布的测定方法，绘制油膜压力径向和轴向分布图，验证理论分布曲线；
（3）掌握动压轴承摩擦特征曲线的测定方法，绘制f-n曲线，加深对润滑状态与各参数间关系的理解。
实验（八）轴系结构分析与设计实验
1.实验目的
通过实验，使学生熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法，提高动手操作能力和分析解决问题的能力。
2.实验内容
（1）指导老师根据教学要求给每组指定内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆分析）；
（2）进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择,轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题； （3）分析并测绘轴系部件，画出轴系部件，绘制轴系结构装配图。
3.实验方法
由实验指导教师针对有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法进行复习，然后学生自己动手组装轴系部件并绘制轴系结构图。
4.实验要求
（1）熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法；
（2）了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识；
（3）分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点；
（4）了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。
四、实验的考核形式
本课程考核方式：实际操作考核
本课程成绩构成比例：实验成绩=课堂考勤10%+实验操作成绩40%+实验报告成绩50%
成绩低于60分者不合格，要求重修。
五、实验指导书
[1] 钱向勇. 机械原理与机械设计实验指导书（第1版）[M]. 浙江：浙江大学出版社，2012.
[2] 李素有. 机械原理机械设计实验指导书[M]. 西安：西北工业大学出版社，2012.
[3] 周晓玲. 机械原理与机械设计实验指导书[M]. 北京：化学工业出版社，2014.
制定人： 张淑贤 审定人：倪建中 周建立
