《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學大綱

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗課程教學大綱（非獨立開課課程）開課系（部）：工程學院課程編號：420066課程類型：專業(yè)必修課學時學分：課程總學時64其中實驗（上機）學時：4學分：3.0適用專業(yè)：工業(yè)工程開課學期：2012-2013學年第二學期先修課程：高等數(shù)學、工程力學、機械制圖一、課程簡述機械設(shè)計基礎(chǔ)是機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究普通工作條件下一般參數(shù)的通用零部件的選用及設(shè)計的一門學科，在教學計劃中起著承先啟后的作用，為學生學習后續(xù)專業(yè)課程打下必要的基礎(chǔ)。本課程具有較強的理論性，同時具有較強的實踐性和應(yīng)用性，能夠有效增強學生的機械理論基礎(chǔ)，提高學生對機械技術(shù)工作的適應(yīng)性，培養(yǎng)其開發(fā)創(chuàng)新能力。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗教學課程與《機械設(shè)計基礎(chǔ)》理論課程相配套，課程旨在培養(yǎng)學生機械專業(yè)素質(zhì)的同時，提高學生的綜合素質(zhì)能力，培養(yǎng)學生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程意識。通過理論教學和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，學生能夠掌握關(guān)于機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析、受力分析等方面的基本理論和基本知識，掌握通用機械零件的設(shè)計原理、方法，掌握典型機械零件的實驗方法及技能；具有運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，具有初步的分析和設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，能夠開展一般通用零部件和簡單機械裝置設(shè)計，為后續(xù)專業(yè)課程學習和今后從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。二、課程實驗?zāi)康呐c基本要求1、實驗?zāi)康淖鳛橐婚T實踐性課程，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗課程的實驗?zāi)康闹饕▋蓚€方面：（1）加強對學生的基本訓(xùn)練、提高分析問題和解決的能力，具體來說就是加強對學生理論與實際聯(lián)系的培養(yǎng)，提高學生動手能力，在機械結(jié)構(gòu)、機械傳動、機械零部件設(shè)計等方面加強基礎(chǔ)訓(xùn)練。（2）通過觀察、測量和分析，加強學生對機械設(shè)計理論的認識。2、基本要求《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗課程的基本要求如下：（1）能正確使用常用的測量儀器及設(shè)備；（2）能閱讀簡單的零部件圖；（3）能按預(yù)定要求，獨立操作實驗；（4）獨立完成數(shù)據(jù)測取、結(jié)果分析；（5）掌握一般的機械結(jié)構(gòu)拆裝工藝。二、實驗方式與注意事項1、實驗方式根據(jù)實驗室的具體條件和實驗要求進行分組，必須在規(guī)定時間內(nèi)，由學生獨立完成，對實驗過程中出現(xiàn)的問題，要求學生盡量做到獨立思考，獨立解決，實驗中認真做好實驗記錄，實驗后認真完成實驗報告。2、注意事項（1）實驗課前必須充分預(yù)習，搞清楚本次實驗的內(nèi)容及其有關(guān)原理，了解本次實驗所用的儀器、儀表的原理和使用方法。（2）實驗時首先要仔細閱讀有關(guān)儀器使用的注意事項或儀器說明書，應(yīng)正確使用儀器。實驗過程中，應(yīng)及時地、正確地將實驗數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格內(nèi)，養(yǎng)成認真觀察、細心記錄的好習慣。做完實驗后，應(yīng)把儀器及桌子上用具整理好，保持實驗室清潔整齊，培養(yǎng)良好的工作作風。（3）實驗報告是對實驗的記錄和總結(jié)，應(yīng)認真寫好實驗報告。實驗報告內(nèi)容應(yīng)包括：實驗名稱、實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗設(shè)備、實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。實驗報告要求力求簡單明了，用詞準確，字跡清晰。數(shù)據(jù)記錄要全、真實、表格要合理清楚，回答問題要反映出自己在實驗中的切身體會。三、考核方式與成績評定1、考核方式本課程各項實驗的成績應(yīng)由書面的實驗報告成績?yōu)橹?，實驗過程表現(xiàn)為輔，由任課老師評定最終的成績。2、成績評定以學生提交的書面報告為依據(jù)評定成績；實驗過程表現(xiàn)由任課教師根據(jù)組織實驗過程中學生們的表現(xiàn)，給積極主動表現(xiàn)優(yōu)異的學生給予適當加分，表現(xiàn)特別消極不認真者給予減分。四、實驗教材和主要參考資料1.汪信遠,奚鷹.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,2010.2.濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計(第八版).北京:高等教育出版社,2001.3.吳宗澤,羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊(第3版).北京:高等教育出版社,2006.4.陳曉南,楊培林.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京:科學出版社,2012.五、實驗項目與內(nèi)容提要序號實驗項目名稱內(nèi)容提要實驗學時每組人數(shù)實驗類型實驗要求1減速器拆裝實驗通過對減速器的拆裝與觀察，了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性；通過減速器的結(jié)構(gòu)分析，了解其如何滿足功能要求和強度、剛度要求、工藝（加工與裝配）要求及潤滑與密封等要求；通過對減速器中某軸系部件的拆裝與分析，了解軸上零件的定位方式、軸系與箱體的定位方式、軸承及其間隙調(diào)整方法、密封裝置等；觀察與分析軸的工藝結(jié)構(gòu)；14驗證必修2帶傳動實驗觀察帶傳動的彈性滑動與打滑現(xiàn)象；了解初拉力、帶速等參數(shù)的改變對帶傳動能力的影響，測繪出彈性滑動曲線；掌握轉(zhuǎn)速、扭矩、轉(zhuǎn)速差及帶傳動效率的測量方法。14驗證必修六、實驗項目內(nèi)容實驗一減速器拆裝實驗1實驗?zāi)康模?）通過對減速器的拆裝與觀察，了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性；（2）通過減速器的結(jié)構(gòu)分析，了解其如何滿足功能要求和強度、剛度要求、工藝（加工與裝配）要求及潤滑與密封等要求；（3）通過對減速器中某軸系部件的拆裝與分析，了解軸上零件的定位方式、軸系與箱體的定位方式、軸承及其間隙調(diào)整方法、密封裝置等；觀察與分析軸的工藝結(jié)構(gòu)；（4）通過對不同類型減速器的分析比較，加深對機械零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的感性認識，為機械零、部件設(shè)計打下基礎(chǔ)。2實驗設(shè)備一級圓柱齒輪減速器、二級圓柱齒輪減速器、二級圓錐圓柱齒輪減速器、活動扳手2把、游標卡尺1把、鋼板尺1把。3實驗內(nèi)容（1）畫出你所拆裝的減速器的傳動布置簡圖。（2）測量下表中數(shù)據(jù)并將結(jié)果記錄在表中。序號1d12d23d34傳動比i1·i25678910

（3）寫出減速器各零件與附件的用途。序號名稱作用備注1齒輪2軸3軸承4端蓋5箱體6軸套7鍵8窺視孔9通氣器10定位銷11起蓋釘12油標13放油塞14起吊環(huán)15起吊鉤4思考題（1）軸上零件如何進行軸向定位和周向定位？（2）如何減輕箱體的重量和減少箱體的加工面積？（3）軸承座兩側(cè)上下箱連接螺栓凸臺高度應(yīng)如何確定？（4）減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)如何考慮裝、拆的要求？實驗二帶傳動實驗1實驗?zāi)康模?）觀察帶傳動的彈性滑動與打滑現(xiàn)象。（2）了解初拉力、帶速等參數(shù)的改變對帶傳動能力的影響，測繪出彈性滑動曲線。（3）掌握轉(zhuǎn)速、扭矩、轉(zhuǎn)速差及帶傳動效率的測量方法。2實驗設(shè)備DCS-II智能帶傳動實驗臺3實驗原理帶傳動實驗臺由直流電動機通過傳動帶拖動直流發(fā)電機而組成帶傳動機械系統(tǒng)，電動機為原動機，發(fā)電機作為負載。電控電路為電動機提供電源；傳動帶拖動發(fā)電機發(fā)電，每按一次“加載”按鈕，在發(fā)電機電樞電路上并聯(lián)一個負載電阻，使發(fā)電機負載逐步增加，電樞電流增大，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，即發(fā)電機的負載轉(zhuǎn)矩增大，實現(xiàn)了帶傳動負載的變化。在不同的負載下，分別測量主動帶輪和從動帶輪的轉(zhuǎn)速（n1，n2）和帶輪與傳動帶之間的摩擦力矩（T1，T2），就可以分別計算出主動輪和從動輪的傳動功率（P1=n1T1/9550，P2=n2T2/9550）及帶傳動的效率（η=P2/P1）和滑動系數(shù)（ε=(n1-n2)/n1）。帶輪的轉(zhuǎn)速是通過光電式轉(zhuǎn)速傳感器測量的。帶輪與傳動帶之間的摩擦力矩是通過測量電機定子作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力矩而間接測到的；當帶輪-電機軸-電機轉(zhuǎn)子一同穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動時，傳動帶作用于帶輪上的摩擦力矩與電機定子通過磁場作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力矩相等。兩臺電機均為懸掛浮動支承，當電機工作時，定子通過磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，同時磁場也以相同的電磁力矩反作用于定子上，使電機殼有反向轉(zhuǎn)動的趨勢，而電機殼外安裝的拉力傳感器提供的外部機械力矩使電機殼平衡，這時由拉力傳感器測得的外部力矩即為帶輪與傳動帶之間的摩擦力矩。4實驗步驟（1）根據(jù)實驗要求加初拉力F0。（2）打開電源前應(yīng)將調(diào)速旋鈕逆時針旋到“零”，避免開機時電動機突然啟動。（3）校零；打開電源，按一下“清零”鍵，使轉(zhuǎn)速和力矩均顯示為“0”（4）順時針輕調(diào)速度旋鈕，電動機啟動并逐漸增速，將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1000rpm左右。（5）記錄空載時（載荷指示燈不亮）主、從動輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。（6）按“加載”鍵一次，加載指示燈亮一個，調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速，使其保持在預(yù)定工作轉(zhuǎn)速內(nèi)，記錄主、從動輪的轉(zhuǎn)速n1、n2和轉(zhuǎn)矩T1、T2。（7）重復(fù)第6步，依次加載并記錄數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)10個。（8）改變初拉力F0重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)10個。（9）關(guān)機；先將電機轉(zhuǎn)速調(diào)至零，再關(guān)閉電源。以避免以后的使用者因誤操作而使電動機突然啟動，發(fā)生危險。（10）根據(jù)記數(shù)據(jù)計算ε、η，作出帶傳動的滑動曲線（ε-T2）和效率曲線（η-T2）。5實驗數(shù)據(jù)記錄及分析（1）實驗數(shù)據(jù)記錄1）帶的種類：2）帶的初拉力：F0=Kg3）張