機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程（第2版）

緒　　論…………………………………………………………………………………………… 1
0．1　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位與作用………………………………………………… 1
0．2　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系……………………………………………………… 2
0．3　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、分類與要求……………………………………………… 6
0．3．1　基礎(chǔ)陳列與認(rèn)知實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 6
0．3．2　工程制圖實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 6
0．3．3　機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 7
0．3．4　機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 8
0．3．5　機(jī)械設(shè)計綜合實(shí)踐………………………………………………………………… 9
0．3．6　機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 9
0．4　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………………………… 10
0．4．1　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)大綱……………………………………………………… 10
0．4．2　機(jī)械制圖實(shí)驗(yàn)大綱………………………………………………………………… 11
0．4．3　機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)大綱………………………………………………………………… 11
0．4．4　機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)大綱………………………………………………………………… 12
0．4．5　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………………………… 13
0．4．6　機(jī)械設(shè)計綜合實(shí)踐課程A 實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………… 14
0．4．7　機(jī)械設(shè)計綜合實(shí)踐課程B實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………… 14
第一章　機(jī)械工程常用物理量的測量………………………………………………………… 15
1．1　位移、速度、加速度的測量……………………………………………………………… 15
1．1．1　位移的測量………………………………………………………………………… 15
1．1．2　速度的測量………………………………………………………………………… 17
1．1．3　加速度的測量……………………………………………………………………… 19
1．2　力和轉(zhuǎn)矩的測量………………………………………………………………………… 20
1．2．1　力的測量…………………………………………………………………………… 20
1．2．2　轉(zhuǎn)矩的測量………………………………………………………………………… 22
1．3　常用傳感器及其原理…………………………………………………………………… 22
1．3．1　編碼器……………………………………………………………………………… 22
1．3．2　光柵式傳感器……………………………………………………………………… 24
1．3．3　JC型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器…………………………………………………………… 25
1．3．4　磁粉制動器………………………………………………………………………… 27
1．4　誤差分析與數(shù)據(jù)處理…………………………………………………………………… 28
1．4．1　有關(guān)數(shù)據(jù)處理的基本概念………………………………………………………… 28
1．4．2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理……………………………………………………………………… 31
第二章　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)常用儀器設(shè)備…………………………………………………… 35
2．1　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺………………………………………………………………………… 35
2．1．1　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺的功能…………………………………………………………… 35
2．1．2　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺的組成…………………………………………………………… 35
2．1．3　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺的工作原理……………………………………………………… 36
2．1．4　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………… 38
2．2　帶傳動實(shí)驗(yàn)臺…………………………………………………………………………… 38
2．2．1　帶傳動實(shí)驗(yàn)臺的功能……………………………………………………………… 39
2．2．2　帶傳動實(shí)驗(yàn)臺的組成……………………………………………………………… 39
2．2．3　帶傳動實(shí)驗(yàn)臺的工作原理………………………………………………………… 39
2．2．4　帶傳動實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………… 40
2．3　滑動軸承實(shí)驗(yàn)臺………………………………………………………………………… 40
2．3．1　滑動軸承實(shí)驗(yàn)臺的功能…………………………………………………………… 40
2．3．2　滑動軸承實(shí)驗(yàn)臺的組成…………………………………………………………… 41
2．3．3　滑動軸承實(shí)驗(yàn)臺的工作原理……………………………………………………… 41
2．3．4　滑動軸承實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………… 42
2．4　動平衡實(shí)驗(yàn)臺…………………………………………………………………………… 42
2．4．1　動平衡實(shí)驗(yàn)臺的功能……………………………………………………………… 42
2．4．2　動平衡實(shí)驗(yàn)臺的組成……………………………………………………………… 43
2．4．3　動平衡實(shí)驗(yàn)臺的工作原理………………………………………………………… 44
2．4．4　動平衡實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………… 44
2．5　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺……………………………………………………………… 44
2．5．1　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺的功能………………………………………………… 44
2．5．2　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺的組成………………………………………………… 44
2．5．3　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺的工作原理…………………………………………… 45
2．5．4　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)………………………………………… 46
2．6　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺……………………………………………………………… 46
2．6．1　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺的功能………………………………………………… 46
2．6．2　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺的組成………………………………………………… 46
2．6．3　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺的工作原理…………………………………………… 47
2．6．4　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)………………………………………… 48
2．7　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)及飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺…………………………………………………………… 48
2．7．1　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)及飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺的主要功能………………………………………… 48
2．7．2　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)與飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺的組成及工作原理………………………………… 49
2．7．3　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)及飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)……………………………………… 52
2．8　機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)臺…………………………………………………… 52
2．8．1　實(shí)驗(yàn)臺的功能……………………………………………………………………… 52
2．8．2　實(shí)驗(yàn)臺的組成……………………………………………………………………… 52
2．8．3　實(shí)驗(yàn)臺的工作原理………………………………………………………………… 58
2．8．4　實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………… 58
2．9　機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺…………………………………………………………………… 58
2．9．1　實(shí)驗(yàn)臺的主要功能………………………………………………………………… 58
2．9．2　實(shí)驗(yàn)臺的組成及工作原理………………………………………………………… 59
2．9．3　實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………………… 62
2．10　機(jī)械運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)臺………………………………………………………………… 64
2．10．1　X Y工作臺的主要功能……………………………………………………… 64
2．10．2　實(shí)驗(yàn)臺的組成…………………………………………………………………… 65
2．10．3　實(shí)驗(yàn)臺的工作原理……………………………………………………………… 66
2．10．4　實(shí)驗(yàn)臺主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………………… 66
2．11　機(jī)械設(shè)計學(xué)生工作室設(shè)備簡介……………………………………………………… 67
2．11．1　機(jī)械設(shè)計學(xué)生工作室的主要功能……………………………………………… 68
2．11．2　機(jī)械設(shè)計學(xué)生工作室的主要設(shè)備……………………………………………… 68
2．12　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室……………………………………………………… 69
2．12．1　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建………………………………………… 69
2．12．2　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的功能………………………………………… 70
2．13　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺………………………………………………………………… 73
2．13．1　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺的功能…………………………………………………… 73
2．13．2　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺的組成…………………………………………………… 74
2．13．3　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺的工作原理……………………………………………… 74
2．13．4　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺的配置和主要技術(shù)指標(biāo)………………………………… 75
第三章　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)………………………………………………………… 78
3．1　機(jī)械的組成……………………………………………………………………………… 78
3．2　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)認(rèn)知體系…………………………………………………………… 79
3．2．1　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)認(rèn)知體系的建設(shè)理念………………………………………… 79
3．2．2　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)硬件環(huán)境建設(shè)…………………………………………… 80
3．2．3　機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)認(rèn)知的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境…………………………………………………… 81
3．3　常用機(jī)構(gòu)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 82
3．3．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?82
3．3．2　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容…………………………………………………………………………… 82
3．3．3　思考題……………………………………………………………………………… 84
3．4　機(jī)械零件現(xiàn)場認(rèn)知實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 85
3．4．1　目的和要求………………………………………………………………………… 85
3．4．2　教學(xué)內(nèi)容…………………………………………………………………………… 86
3．4．3　填空題……………………………………………………………………………… 87
3．4．4　新型減速器展示…………………………………………………………………… 88
3．4．5　直升機(jī)主傳動系統(tǒng)展示…………………………………………………………… 88
第四章　工程制圖實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………………… 90
4．1　典型零件測繪實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 90
4．1．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?90
4．1．2　實(shí)驗(yàn)儀器及工具…………………………………………………………………… 90
4．1．3　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟…………………………………………………………………… 90
4．2　單級圓柱齒輪減速器的綜合測繪……………………………………………………… 94
4．2．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?94
4．2．2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具…………………………………………………………………… 94
4．2．3　實(shí)驗(yàn)步驟…………………………………………………………………………… 94
4．2．4　實(shí)驗(yàn)報告要求……………………………………………………………………… 94
第五章　機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………………… 95
5．1　機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪……………………………………………………………………… 95
5．1．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?95
5．1．2　實(shí)驗(yàn)基本要求……………………………………………………………………… 95
5．1．3　實(shí)驗(yàn)方法與步驟…………………………………………………………………… 95
5．1．4　實(shí)物模型…………………………………………………………………………… 96
5．1．5　實(shí)驗(yàn)報告…………………………………………………………………………… 96
5．1．6　思考題……………………………………………………………………………… 96
5．2　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 97
5．2．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?97
5．2．2　實(shí)驗(yàn)基本要求……………………………………………………………………… 97
5．2．3　實(shí)驗(yàn)方法與步驟…………………………………………………………………… 97
5．2．4　實(shí)驗(yàn)報告…………………………………………………………………………… 97
5．2．5　設(shè)計題目…………………………………………………………………………… 97
5．3　機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)分析與設(shè)計實(shí)驗(yàn)……………………………………………………… 105
5．3．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?105
5．3．2　實(shí)驗(yàn)基本要求…………………………………………………………………… 105
5．3．3　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具………………………………………………………………… 106
5．3．4　實(shí)驗(yàn)方法與步驟………………………………………………………………… 106
5．3．5　實(shí)驗(yàn)報告………………………………………………………………………… 106
5．3．6　設(shè)計與分析題目………………………………………………………………… 106
5．3．7　思考題…………………………………………………………………………… 109
5．4　凸輪機(jī)構(gòu)動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 109
5．4．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?109
5．4．2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具………………………………………………………………… 109
5．4．3　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容………………………………………………………………………… 109
5．4．4　實(shí)驗(yàn)方法與步驟………………………………………………………………… 109
5．5　漸開線直齒圓柱齒輪虛擬范成實(shí)驗(yàn)………………………………………………… 110
5．5．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?110
5．5．2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具………………………………………………………………… 110
5．5．3　實(shí)驗(yàn)原理及方法………………………………………………………………… 110
5．5．4　實(shí)驗(yàn)步驟及要求………………………………………………………………… 111
5．5．5　思考題與實(shí)驗(yàn)報告……………………………………………………………… 112
5．6　剛性轉(zhuǎn)子動平衡實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………… 112
5．6．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?112
5．6．2　實(shí)驗(yàn)基本要求…………………………………………………………………… 112
5．6．3　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具………………………………………………………………… 112
5．6．4　實(shí)驗(yàn)方法與步驟………………………………………………………………… 113
5．6．5　實(shí)驗(yàn)報告………………………………………………………………………… 115
5．6．6　思考題…………………………………………………………………………… 115
5．7　機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………… 116
5．7．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?116
5．7．2　實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具………………………………………………………………… 116
5．7．3　實(shí)驗(yàn)方法與步驟………………………………………………………………… 116
5．7．4　實(shí)驗(yàn)報告………………………………………………………………………… 121
5．7．5　思考題…………………………………………………………………………… 121
5．8　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)及飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………… 121
5．8．1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?121
5．8．2　實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備………………………………………………………………… 121
5．8．3　實(shí)驗(yàn)操作步驟…………………………………………………………………… 121
5．8．4　實(shí)驗(yàn)報告………………………………………………………………………… 123
5．8．5　思考題…………………………………………………………………………… 125
第六章　機(jī)械設(shè)計實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………………… 126
第七章　機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 152