《機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗》 - 世界大學城.doc

機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學大綱湖南農(nóng)業(yè)大學工學院2007年11月機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學大綱1、課程編號：20192B62、課程屬性：必修3、實驗屬性：獨立設(shè)課4、學時：28學時5、實驗應開學期：第4、5學期6、先修課程：高等數(shù)學、機械制圖、金屬工藝學、理論力學、材料力學、金屬材料及熱處理、機械精度設(shè)計及檢測、機械原理、機械設(shè)計。一、課程的性質(zhì)與任務(wù)機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗課是緊緊圍繞機械原理、機械設(shè)計理論教學而開設(shè)的，其目的是讓學生通過課堂理論教學后，經(jīng)過實驗教學更加深刻地理解教學的內(nèi)容，驗證理論教學中的重要結(jié)論，學會現(xiàn)代的實驗方法和測試手段，提高學生的動手能力和創(chuàng)新設(shè)計能力，為今后的學習進行各種科學研究工作打下一定的基礎(chǔ)。二、實驗的目的與基本要求1、進一步深刻理解理論教學的內(nèi)容，驗證理論教學中的重要結(jié)論；2、掌握現(xiàn)代的實驗方法和測試技術(shù)；3、掌握各種實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理以及使用調(diào)節(jié)方法；4、提高學生的動手能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。三、實驗考核方式及辦法1、根據(jù)學生參加實驗的態(tài)度和表現(xiàn)，在教師批閱完實驗報告的基礎(chǔ)上，按優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評定實驗成績。2、未完成所規(guī)定的實驗或?qū)嶒灣煽儾缓细裾?，應補做或重作實驗，否則不準參加本課程的期終考試。3、本課程為考查課，根據(jù)學習態(tài)度、實驗報告計成績。四、實驗項目一覽表機械設(shè)計實驗項目一覽表序號實驗項目名稱實驗類型實驗要求適用專業(yè)學時1機構(gòu)認識、機構(gòu)運動簡圖的測繪和分析綜合性必做機械類22齒輪幾何參數(shù)測定與分析綜合性必做43剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗驗證性必做24機械運動方案虛擬拼裝與運動仿真設(shè)計創(chuàng)新性必做25機械傳動系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計及分析設(shè)計創(chuàng)新性必做46螺栓聯(lián)接綜合測試與分析 分析綜合性必做27帶傳動實驗基礎(chǔ)驗證性必做28齒輪傳動效率實驗基礎(chǔ)驗證性必做29液體動壓滑動軸承實驗基礎(chǔ)驗證性必做210軸系結(jié)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計設(shè)計創(chuàng)新性必做411減速器拆裝實驗分析綜合性必做212機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計與性能測試分析設(shè)計創(chuàng)新性選做4五、實驗項目的具體內(nèi)容實驗一 機構(gòu)認識、機構(gòu)運動簡圖的測繪和分析1、實驗目的（1）認識各種常見的機構(gòu)，了解其組成與其工作原理；（2）掌握根據(jù)實際機械和模型繪制機械運動簡圖的技能；（3）進一步加深理解機械的組成和機械自由度的含義，掌握機械自由度的計算方法及其具有確定運動的條件；（4）了解機械運動簡圖與實際機械結(jié)構(gòu)的區(qū)別。2、實驗內(nèi)容（1）每人測繪3至4個機械模型的機構(gòu)運動簡圖；（2）認識機械原理示教柜上的各種機構(gòu)、觀察縫紉機、補鞋機、蓮子剝殼機、YJ-79型教具插齒機等機械實物。3、實驗設(shè)備（1）機械原理示教柜；（2）機械運動簡圖測繪模型若干；（3）縫紉機、補鞋機、蓮子剝殼機、YJ-79型教具插齒機。4、實驗步驟（1）仔細觀察和分析各種機構(gòu)模型和機械實物；（2）測繪3至4個機構(gòu)模型，畫出機構(gòu)運動簡圖。5、教學方式（1）指導學生一邊仔細觀察示教柜的各種機構(gòu)及其運動。一邊聽清配套CD的講解；（2）老師講解各種機械實物、示范操作，學生再體驗；（3）每位學生用1學時測繪3-4個機構(gòu)模型的機構(gòu)運動簡圖；（4）計算機構(gòu)的自由度，分析該機構(gòu)是否有確定的運動。6、考核要求完成實驗報告。7、實驗報告要求圖線符合國家標準、文字簡明扼要。實驗二 齒輪幾何參數(shù)測定與分析1、實驗目的（1）掌握用普通量具測定齒輪基本參數(shù)的基本技能；（2）進一步鞏固并熟悉齒輪各部分名稱和各部分的尺寸與基本參數(shù)的關(guān)系，以及漸開線齒輪的幾何性質(zhì)；（3）掌握用范成法切制漸開線齒輪的基本原理，觀察漸開線齒廓的形成過程。2、實驗內(nèi)容測定兩個漸開線齒輪(奇數(shù)齒和偶數(shù)齒的齒輪各一個)的基本參數(shù)，并判別它們是否是標準齒輪、非標準齒輪，求出其變位系數(shù)。3、實驗設(shè)備（1）漸開線齒輪參數(shù)測定實驗箱；（2）YJ-79型教具插齒機、蠟制齒坯。4、實驗步驟（1）老師講解實驗方法和步驟；（2）學生測繪計算齒輪的幾何參數(shù)；（3）老師演示插齒機插齒。5、教學方式2人一組，測定兩個漸開線齒輪的參數(shù)。在測定過程中，學生以8人一組輪流觀摩老師用插齒機插齒。6、考核要求當堂完成實驗報告。7、實驗報告要求字跡工整，計算準確。實驗三 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗1、實驗目的（1）掌握動平衡的原理和基本方法；（2）鞏固動平衡的基本概念和理論知識；（3）了解幾種動平衡實驗機的構(gòu)造工作原理。2、實驗內(nèi)容測定剛性轉(zhuǎn)子的不平衡的質(zhì)徑積及其相位角。3、實驗設(shè)備（1）DPH-I智能動平衡試驗臺、測試電腦、打印機；（2）閃光式動平衡機；（3）簡易柜架式動平衡機。4、實驗步驟（1）老師講解實驗原理方法、演示一遍；（2）學生測定完成實驗。5、教學方式4人一組，分組實施。6、考核要求當堂完成實驗報告。7、實驗報告要求字跡工整，附上打印出的實驗數(shù)據(jù)。實驗四 機械運動方案虛擬拼裝與運動仿真1、實驗目的：（1）培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設(shè)計能力；（2）培養(yǎng)學生綜合運用各種常見機構(gòu)的能力；（3）進一步理解機構(gòu)組成、運動副、自由度、約束等基本概念。2、實驗內(nèi)容（1）根據(jù)實驗系統(tǒng)提供的各種零部件，拼裝出一些常用的機構(gòu)或機構(gòu)的組合；（2）對拼裝機構(gòu)或機構(gòu)組合進行運動仿真；（3）分析機構(gòu)組合的運動要求及傳動性能。3、實驗設(shè)備（1）硬件：PC機；（2）軟件：虛擬實驗系統(tǒng)。4、實驗步驟（1）進入實驗系統(tǒng)，瀏覽系統(tǒng)提供的各種零部件；（2）擬定一個機構(gòu)運動方案，進行虛擬拼裝；（3）對拼裝機構(gòu)進行運動仿真。5、教學方式一人一臺電腦，瀏覽虛擬零件。手動或自動虛擬拼裝一些機構(gòu)的組合，并對其運動仿真。觀看運動分析的結(jié)果。6、考核要求布置學生自擬機構(gòu)組合方案，為實驗四作準備。7、實驗報告要求文字簡明扼要，圖線符合國家標準。實驗五 機械傳動系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計及分析1、實驗目的（1）通過方案設(shè)計構(gòu)思，培養(yǎng)學生創(chuàng)新設(shè)計能力；（2）培養(yǎng)學生對各種常見機構(gòu)的綜合運用能力；（3）通過拼裝，培養(yǎng)學生的動手能力；（4）通過對方案進行結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力分析及實際測定，檢驗設(shè)計的方案是否滿足工作要求。2、實驗內(nèi)容（1）擬訂一較復雜的機械（如牛頭刨床、小型插床等）的傳動系統(tǒng)方案；（2）對方案進行結(jié)構(gòu)分析、運動分析、動力分析；（3）拼裝出擬訂的械傳動系統(tǒng)方案，并通過檢測檢驗其是否具有確定的運動，運動性能、動力性能能否滿足預定的工作要求。3、實驗設(shè)備（1）ZBS-C型機構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計實驗臺；（2）機構(gòu)方案創(chuàng)意設(shè)計模擬實施實驗儀；（3）3DMC-I型三維機構(gòu)組合創(chuàng)新可分析實驗臺。4、實驗步驟（1）預習實驗指導書，了解實驗設(shè)備，熟悉各種運動副和桿件的組裝方法；（2）針對設(shè)計題目，初步擬定機械傳動系統(tǒng)方案，繪出草圖(課外)；（3）教師講解實驗設(shè)備及各零、部件的功能，安裝和拆卸方法及工具；（4）老師指導學生按草圖進行機構(gòu)拼裝；（5）老師檢查拼裝無誤后啟動原動機驅(qū)動拼裝機械運動，根據(jù)運動情況進行適當調(diào)整達到設(shè)計要求；（6）安裝測試系統(tǒng)對機械系統(tǒng)運動參數(shù)進行測試，打印出測試報告。5、教學方式二、三人為一組，使用一臺實驗設(shè)備相互協(xié)作完成一個典型機械傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計、拼裝和測試。6、考核要求拼裝機構(gòu)按設(shè)計要求運動靈活，運動參數(shù)達到設(shè)計要求。7、實驗報告要求文字簡明扼要，圖線符合國家標準。實驗六 螺栓聯(lián)接綜合測試與分析1、實驗目的（1）了解螺栓聯(lián)接在擰緊過程中各部分的受力情況；（2）驗證受軸向工作載荷時，預緊螺栓的變形規(guī)律及對螺栓總拉力的影響；（3）學會計算螺栓的相對剛度，并繪制螺栓聯(lián)接的受力變形圖；（4）透徹理解提高螺栓聯(lián)接強度的各項措施。2、實驗內(nèi)容（1）螺栓靜態(tài)載荷與變形的測量與分析，螺栓組的受力分析；（2）螺栓的動態(tài)載荷與變形的變化曲線仿真分析；（3）建模理論曲線與實測曲線的分析比較。3、實驗設(shè)備螺栓聯(lián)接綜合實驗臺4、實驗步驟（1）連接各實驗設(shè)備；（2）接通電源并預熱，調(diào)零；（3）逐一均勻擰緊各螺栓，使每個螺栓有相同的預緊初拉力和初應變；（4）加載，測出相應的應變量，如此重復三次；（5）卸載，關(guān)閉電源，結(jié)束實驗。5、教學方式每班學生分成8小組，每組4-5人，教師示范講解，學生動手實驗。6、考核要求完成實驗報告。7、實驗報告要求文字簡明扼要，字跡工整。實驗七 帶傳動實驗1、實驗目的：（1）了解帶傳動實驗臺的構(gòu)造、工作原理和測試帶傳動參數(shù)的方法；（2）觀察帶的初拉力對帶傳動工作能力的影響；（3）觀察帶傳動的彈性滑動及打滑現(xiàn)象；（4）掌握帶傳動的滑動率曲線和效率曲線。2、實驗內(nèi)容（1）觀察V帶的工作情況、彈性滑動和打滑現(xiàn)象；（2）測定并繪制滑動率曲線和效率曲線。3、實驗設(shè)備DCS-II型智能帶傳動實驗臺4、實驗步驟（1）給帶傳動施加初拉力；（2）啟動原動機、調(diào)速、記下空載時主、被動輪的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速值；（3）加載、運行，記錄主、被動輪的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速。多次加載，得到8組實驗數(shù)據(jù)；（4）結(jié)束實驗。處理實驗數(shù)據(jù)，打印輸出。5、教學方式與齒輪傳動的效率實驗同時進行，2人一組。6、考核要求完成實驗報告。7、實驗報告要求字跡工整、文字簡明扼要、附上打印出的實驗數(shù)據(jù)。實驗八 齒輪傳動效率實驗1、實驗目的（1）了解封閉功率流式齒輪試驗臺的基本原理特點；（2）了解齒輪傳動效率的測試方法；（3）掌握齒輪傳動的傳動效率曲線。2、實驗內(nèi)容（1）測定齒輪傳動的效率；（2）繪制齒輪傳動的效率曲線。3、實驗設(shè)備CLS-II型齒輪傳動的試驗臺4、實驗步驟（1）系統(tǒng)聯(lián)接、接通電源；（2）轉(zhuǎn)矩零點及放大倍數(shù)調(diào)整；（3）加載、運行，記錄下8組實驗數(shù)據(jù)；（4）停機、清零、關(guān)閉電源，處理實驗數(shù)據(jù)、打印輸出。5、教學方式與帶傳動實驗同時進行，2人一組。6、考核要求完成實驗報告。7、實驗報告要求字跡工整，文字簡明扼要，附上打印出的實驗數(shù)據(jù)。實驗九 液體動壓滑動軸承實驗1、實驗目的（1）掌握動壓油膜形成的條件及形成過程；（2）掌握油膜承載能力隨載荷、轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律及軸向壓力的分布情況；（3）了解徑向滑動軸承的摩擦系數(shù)的測量方法。2、實驗內(nèi)容（1）觀察徑向滑動軸承液體動壓潤滑的形成過程和現(xiàn)象；（2）測定和繪制徑向滑動軸承徑向油膜壓力曲線，求軸承的承載能力；（3）觀察載荷和轉(zhuǎn)速改變時油膜壓力的變化情況；（4）觀察徑向滑動軸承油膜的軸向壓力分布的情況；（5）測量徑向滑動軸承的摩擦系數(shù)，繪制摩擦特性曲線。3、實驗設(shè)備HZSB-III型新型液體滑動軸承實驗臺、測控微機4、實驗步驟（1）啟動電機，調(diào)整轉(zhuǎn)速至全液體潤滑狀態(tài)；（2）用加載裝置加載；（3）待各壓力表值穩(wěn)定后，依次記錄各壓力表的壓力值；（4）卸載、關(guān)機；（5）處理實驗數(shù)據(jù)，繪制出油壓分布曲線與承載曲線。5、教學方式 每小組4人，每組一臺設(shè)備，老師示范講解后，學生操作。6、考核要求 完成實驗報告。7、實驗報告要求字跡工整，文字簡扼要，附上打印出的實驗數(shù)據(jù)。實驗十 軸系結(jié)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計1、實驗目的（1）了解并掌握軸承和軸上零件的結(jié)構(gòu)與功用、工藝要求；（2）觀察軸與軸承及軸上零件的定位、固定調(diào)整方式及安裝順序；（3）建立軸系結(jié)構(gòu)的感性認識，并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計理論知識。2、實驗內(nèi)容（1）了解分析現(xiàn)有軸系結(jié)構(gòu)形式、功能、裝配關(guān)系；（2）按題目要求設(shè)計一個軸系結(jié)構(gòu)方案示意圖；（3）根據(jù)提供的實驗裝置與軸系方案示意圖，創(chuàng)意組合軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析。3、實驗設(shè)備（1）JK-I型創(chuàng)意組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗箱；（2）游標卡尺，活動扳手、鋼尺、起子等。4、實驗步驟（1）現(xiàn)有軸系結(jié)構(gòu)分析；（2）創(chuàng)意組合軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析。5、教學方式每小組4人，每組一套設(shè)備。老師示范講解后，學生動手操作。6、考核要求完成實驗報告。7、實驗報告要求文字簡明扼要，圖線符合國家標準。實驗十一 減速器拆裝實驗1、實驗目的（1）了解減速器結(jié)構(gòu)、熟悉各零件的名稱、形狀、用途和各零件之間的裝配關(guān)系；（2）了解軸系部件的安裝、固定及調(diào)整方法；（3）對減速器各個零件部件有直觀認識，進一步了解和掌握各零部件的結(jié)構(gòu)意義、加工工藝、安裝方法。2、實驗內(nèi)容（1）觀察減速器的外形、了解減速器各附件的名稱、結(jié)構(gòu)、安裝位置及作用；（2）減速器的虛擬裝配(課前進行)；（3）拆裝減速器；（4）分析減速器的結(jié)構(gòu)。3、實驗設(shè)備單級圓柱齒輪減速器、雙級圓柱齒輪減速器、單級蝸輪減速器，圓錐-圓柱齒輪減速器，裝拆工具。4、實驗步驟（1）觀察減速器的外形、研究拆裝方法；（2）拆卸減速器；（3）分析減速器的結(jié)構(gòu)；（4）裝配復原減速器。5、教學方式每學生班分成8小組，每小組4-5人。教師講解拆裝步驟及注意事項，學生動手拆裝。6、考核要求教師提問、出思考題給學生討論，學生完成實驗報告。7、實驗報告要求文字簡明扼要，字跡工整。實驗十二 機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計與性能測試分析 1、目的要求（1）系統(tǒng)地全面掌握機械傳動、聯(lián)接件的功能和設(shè)計原理；（2）系統(tǒng)地了解并認識機械系統(tǒng)性能參數(shù)在實際機械系統(tǒng)中的變化；（3）學生自主創(chuàng)意設(shè)計，并拼裝機械傳動系統(tǒng)；（4）了解傳感器、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)分析等原理。2、實驗內(nèi)容（1）創(chuàng)意設(shè)計一個機械系統(tǒng)傳動方案；（2）根據(jù)創(chuàng)意的機械系統(tǒng)傳動方案，選擇實驗用零部件及機構(gòu)，并自主拼裝完成該實驗臺；（3）安裝傳感器、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢測等部分連線；（4）對拼裝好的機械系統(tǒng)的性能進行檢測與分析。3、實驗設(shè)備（1）JYCS-III型機械系統(tǒng)性能研究及參數(shù)可視化分析實驗臺；（2）各種機械傳動、傳感器、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件。4、實驗步驟（1）設(shè)計擬定一個機械系統(tǒng)傳動方案；（2）拼裝好設(shè)計的機械系統(tǒng)；（3）安裝傳感器、數(shù)