机械设计综合实验指导书及实验报告

机械设计综合实验指导书

及实验报告

武宁宁

2013年10月

第一章机械设计结构展示、分析与研究实验

机械设计结构展示、分析与研究实验是分析机械结构的基本实验，它是了解机械发展历史、提高机械结构设计能力以及进行机械结构创新性设计的重要实践基础。

“机械设计结构展示、分析与研究实验”包括机械发展史、机械设计结构展示与分析、2大基本模块，根据实验要求不同又分为感知(认知)型实验、基本型2种类型。

实实验一机械设计结构展示与分析实验(基本型)

一、实验目的

(1)了解常用联接件、轴系零部件的类型和结构，掌握其特点与应用。

(2)了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式。

(3)了解常用润滑剂及密封装置的类型、工作原理和组成结构。

(4)观察了解机械零部件的工作原理，加深与扩展理论教学内容。

(5)观察了解机械零件的失效形式，掌握机械设计的基本准则。

二、实验内容与要求

1．常用联接件、轴系零部件

(1)了解螺纹联接、键联接、花键联接、销联接的常用类型、结构形式、工作原理、受力情况、装配方式、防松原理及方法、失效形式及应用场合等。

(2)了解轴、轴承、联轴器与离合器等轴系零部件的类型、结构特点、工作原理、装配型式、常用材料、失效形式及应用场合等。

2．机械传动

(1)了解各种带传动的类型、结构特点、工作原理、运动特性、张紧方法及失效形式等。

(2)了解齿轮传动的类型、常用材料、加工原理、结构形式、工作原理、受力分析及失效形式等。

(3)了解蜗杆传动的类型、常用材料、结构形式、工作原理、受力分析、自锁现象及失效形式等。

(4)了解链传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。

(5)了解螺旋传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。

(6)了解摩擦轮传动的类型、结构形式、工作原理、运动特性及失效形式等。

3．润滑剂及密封装置

(1)了解润滑剂的类型、功用性能参数及应用场合等。

(2)了解润滑装置的类型、功用及应用场合等。

三、实验装置

实验装置采用青岛理工大学临沂校区机械基础实验教学示范中心机械展示厅陈列的机械设计陈列柜及实验示范中心配备的各种零部件、机械装置、现代机械产品：①联接件；②轴；③滚动轴承；④滑动轴承；⑤润滑与密封；⑥联轴器与离合器；⑦带传动；⑧齿轮传动；⑨蜗杆传动；⑩链传动；⑩螺旋传动；⑥现代机械等。

四、实验原理

1．常用联接件、轴系零部件

(1)联接及联接件。

机械是由各种不同的零件按一定的方式联接而成的。根据使用、结构、制造、装配、维修和运输等方面的要求，组成机器的各零件之间采用了各种不同的联接方式。

机械联接按照机械工作时被联接件间的运动关系，分为动联接和静联接两大类。被联接件间能按一定运动形式作相对运动的联接称为动联接，如花键、螺旋传动等；被联接件间相互固定、不能作相对运动的联接称为静联接，如螺纹联接、普通平键联接等。

按照联接件拆开的情况不同，联接分为可拆联接和不可拆联接。允许多次装拆无损于使用性能的联接称为可拆联接，如螺纹联接、键联接和销联接等；必须破坏联接中的某一部分才能拆开的联接称为不可拆联接，如焊接、铆接和粘接等。

按照传递载荷的工作原理不同，联接又可分为力闭合(摩擦)、形闭合(非摩擦)和材料锁合的联接形式。力闭合(摩擦)联接靠联接中配合面间的作用力(摩擦力)来传递载荷，如受拉螺栓、过盈联接等；形闭合(非摩擦)联接通过联接中零件的几何形状的相互嵌合来传递载荷，如平键联接等；材料锁合联接利用附加材料分子间作用来传递载荷，如粘接、焊接等。 ①螺纹联接。

螺纹联接是利用螺纹零件构成的一种应用极为广泛的可拆联接。

根据螺纹牙的形状，螺纹可分为矩形、梯形、三角形和锯齿形等。

根据螺旋线的绕行方向，螺纹可分为左旋螺纹和右旋螺纹两种。在机械中一般采用右旋螺纹。

根据螺旋线的数目，螺纹又可分为单线螺纹和多线螺纹。单线螺纹常用于联接，多线螺纹常用于传动。

根据螺纹分布的位置，螺纹可分为外螺纹和内螺纹。内、外螺纹旋合组成的运动副称为螺纹(螺旋)副。

螺纹(螺旋)副的效率为：

)

tan(tan v ρλλη+= 式中，A 为螺纹的升角}。』D 。为当量摩擦角。

螺纹(螺旋)副的自锁条件为：

v ρλ≤

螺纹联接件多为标准件，常用的有螺栓、双头螺柱、螺钉和紧定螺钉等。

螺纹联接的防松措施按防松原理分为摩擦防松、机械防松、粘合防松和破坏螺纹副关

系防松等方式。

②键联接。

键联接由键、轴与轮毂所组成，主要用来实现轴与轴上零件(如齿轮、联轴器等)之间的周向固定，以传递转矩；其中，有些键联接还能实现轴向固定以传递轴向载荷；有些则能构成轴向动联接。

键联接是标准件，其主要类型有：平键、半圆键、楔键和切向键等几大类。

③花键联接。

花键联接是由周向均布多个键齿的花键轴和具有相应键齿槽的轮毂孔相配合而组成的可拆联接。花键联接为多齿工作，工作面为齿侧面，其承载能力高，对中性和导向性能好，对轴和毂的强度削弱小，适用于载荷较大、对中性要求较高的静联接和动联接。

花键联接按其齿的形状不同，常用的有矩形花键和渐开线花键两种。两者均已标准化。

④销联接。

销联接主要用作装配定位，也可用作联接(传递不大的载荷)、防松以及安全装置中的过载剪断元件。

常用的销联接类型有：圆柱销、圆锥销、销轴、带孔销、开口销和安全销等，其均已标准化。

(2)轴系零部件。

①轴。

轴主要用于支承做回转运动的零件，传递运动和动力，同时又受轴承支承，是机械中必不可少的重要零件。

根据所受的载荷的不同，轴可分为转轴(同时承受弯矩和转矩)、心轴(只承受弯曲，不传递转矩)和传动轴(主要承受转矩；不承受或只承受较小弯矩)3类。

根据轴线形状的不同，轴还可分为直轴、曲轴和软轴。直轴应用最广，它包括外径相同的光轴和各段直径变化的阶梯轴。

②轴承。

轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。根据轴承工作时的摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两类。

◆滑动轴承

滑动轴承工作时的摩擦性质为滑动摩擦，组成其摩擦副的运动形式为相对滑动，因此摩擦、磨损就成为滑动轴承中的主要问题。为了减小摩擦、减轻磨损，通常应采用润滑手段。根据润滑情况，滑动轴承分为完全润滑(液体摩擦)轴承和非完全润滑(非液体摩擦)轴承两大类。滑动轴承的结构主要有整体式、剖分式和调位式等。

轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈接触的零件，其工作表面既是承载面又是摩擦面，是滑动轴承的核心零件。轴承衬是为改善轴瓦表面的摩擦性质和节省贵金属而在其内表面上浇注的减摩材料。

轴瓦的主要失效形式是磨损和胶合，此外还有疲劳破坏、腐蚀等。

轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。常用的轴承材料为：轴承合金(巴氏合金)、青铜、多孔质金属、铸铁、塑料等。

◆滚动轴承

滚动轴承工作时的摩擦性质为滚动摩擦，具有摩擦阻力较小、启动灵活、效率高、组合简单、运转精度较高、润滑和密封方便、易于互换、使用及维护方便等优点，在中速、中载和在一般工作条件下运转的机械中应用广泛。

滚动轴承是标准件，其通常由外圈、内圈、滚动体和保持架构成。滚动体是滚动轴承的核心元件，其主要类型有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等。

滚动轴承的主要失效形式是点蚀、塑性变形和磨损，此外还有电腐蚀、锈蚀、元件破裂等。

③联轴器与离合器。

◆联轴器

联轴器是联接两轴使之一起回转并传递转矩的部件，其特点是只有在机器停机后用拆卸的方法才能实现两轴分离。

联轴器的类型较多，部分已标准化。联轴器按内部是否包含弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器；按被联接两轴的相对位置及其变动情况又可分为固定式联轴器和可移式联轴器。

常用的刚性固定式联轴器有凸缘联轴器、套筒联轴器、夹壳联轴器等；常用的刚性可移式联轴器有牙嵌联轴器、齿式联轴器、滚子链联轴器、滑块联轴器和万向联轴器等。

常用的弹性联轴器有弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、弹性柱销齿式联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器、蛇形弹簧联轴器、簧片联轴器和弹簧联轴器等。

◆离合器

离合器是实现两轴的联接并传递运动及转矩的部件，其特点是在机器运转中可根据需要随时将两轴分离或结合。

离合器的类型较多，根据离合方法不同可分为操纵离合器和自动离合器两大类；根据操纵方法不同又分为机械操纵离合器和液压操纵离合器、气压操纵离合器和电磁操纵离合器；根据离合件的工作原理分为嵌合式离合器和摩擦式离合器。

常用的操纵离合器有牙嵌式离合器、齿式离合器、销式离合器、圆盘摩擦离合器、圆锥摩擦离合器和磁粉离合器等。

常用的自动离合器有安全离合器、离心离合器以及超越离合器等。

2．机械传动

传动装置作为将动力机的运动和动力，传递或变换到工作机的中间环节，是大多数机器不可缺少的主要组成部分。

常用的机械传动类型有带传动、齿轮传动、蜗杆传动、链传动、螺旋传动和摩擦轮传动等。

(1)带传动。

带传动是在两个或多个带轮间用带作为挠性拉曳元件的传动，工作时借助带与带轮间的摩擦力或啮合来传递运动或动力j带传动一般由主动带轮、从动带轮和传动带轮组成。

根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动。

根据带的截面形状不同，摩擦带传动可分为平带传动、V带传动、圆带传动和多楔带

传动等。

平带传动结构简单，传动效率较高，带轮也容易制造，在传动中心距较大的场合应用较多；V带传动是应用最广的带传动，在同样的张紧力下，V带传动较平带传动能产生更大的摩擦力；圆带传动的牵引能力较小，常用于仪器及低速、轻载、小功率的机器中；多楔带传动兼有平带和V带传动的优点，工作接触面数多、摩擦力大、柔韧性好，用于结构紧凑而传递功率较大的场合。

摩擦带传动具有结构简单、运转平稳、无冲击和噪声、缓冲吸振、过载保护、不能保持准确的传动比(存在弹性滑动)、效率较低、压轴力较大、制造安装方便、成本低、适于远距离传动等特点。

摩擦带传动的主要失效形式是带的磨损、疲劳破坏和打滑。

啮合带传动依靠带的凸齿与带轮外缘上齿槽的啮合，传递运动和动力。同步带传动属于啮合带传动。同步带传动有梯形齿和圆弧齿两类，其兼有带传动和齿轮传动的优点，传动效率高、吸振、传动比准确，在汽车、机电工业中广泛应用。

(2)齿轮传动。

齿轮传动是靠主动轮与从动轮轮齿之间的相互啮合来传动的，具有适用范围广、瞬时传动比准确、结构紧凑、传动效率高、可传递任意两轴间的运动和动力、工作可靠、寿命长、制造费用较高、不适于中心距大的场合等特点，是机械传动中应用最广泛的一种传动形式。

用于平行轴的齿轮传动类型有：外啮合直齿圆柱齿轮传动、外啮合斜齿圆柱齿轮传动、外啮合人字齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动、内啮合圆柱齿轮传动。

用于相交轴的齿轮传动类型有：直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动、曲齿锥齿轮传动。

用于交错轴的齿轮传动类型有：交错轴斜齿轮传动、准双曲面齿轮传动。

齿轮传动的失效形式：轮齿折断、齿面接触疲劳磨损(齿面点蚀)、齿面胶合、齿面磨粒磨损、齿面塑性流动等。

齿轮的常用材料及其热处理方式：制造齿轮最常用的材料是钢(锻钢、铸钢等)，钢的品种很多，且可通过各种热处理方式获得适合工作要求的综合性能。其次是铸铁、有色金属及非金属材料(塑料尼龙等)；常用的热处理方法有整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、氮化处理及正火和调质等。

(3)蜗杆传动。

蜗杆传动用于传递交错轴之间的运动和动力，通常两轴在空间是相互垂直的。传动中一般常以蜗杆为主动件。蜗杆传动具有结构紧凑、重量轻、噪音小、工作平稳(兼有斜齿轮与螺旋传动的优点)、冲击振动小、传动比大且准确、可以实现自锁、滑动速度较大、效率较低、制造成本较高、加工较困难等特点，广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造部门中。

根据蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动3类。

圆柱蜗杆又可分为阿基米德蜗杆(ZA型)、渐开线蜗杆(ZI型)、法向直廓蜗杆(ZN型)等多种类型。

蜗杆传动的失效形式：齿面接触疲劳磨损(齿面点蚀)、齿面胶合、齿面磨粒磨损、轮

齿折断等。在一般情况下蜗轮的强度较弱，失效主要发生在蜗轮上。又由于蜗杆与蜗轮之间的相对滑动速度较大，更容易产生胶合和磨损。

蜗杆传动的常用材料及其热处理方式：制造蜗杆的常用材料为碳钢和合金钢，热处理方式首选淬火或调质(缺少磨削设备时)。制造蜗轮；(齿冠部分)的常用材料为铸锡青铜、铸铝青铜、铸铝黄铜及灰铸铁和球墨铸铁等。

(4)链传动。

链传动是在两个或多个链轮之间用链条作为挠性拉曳元件的一种啮合传动，工作时靠链条与链轮齿的啮合来传递运动或动力。链传动一般由主动链轮、从动链轮和传动链组成。链传动具有工作可靠、传动效率高、适于远距离传动、运动平稳性较差(多边形效应)、振动和噪音较大等特点，广泛应用于农业、采矿、冶金、起重、运输、化工以及其他机械的动力传动中。

根据工作性质不同，链可分为传动链、起重链和曳引链3种。传动链按结构不同分为滚子链、套筒链、齿形链、成型链等类型，主要用作一般机械传动；起重链和曳引链分别主要用于起重机械和运输机械。

链传动的主要失效形式是链条元件的疲劳破坏、铰链磨损、胶合、冲击破坏、过载拉断和链轮轮齿磨损等。

(5)螺旋传动。

螺旋传动主要用来实现变回转运动为直线运动，同时传递能量或力，也可用以调整零件的相互位置。螺旋传动由螺杆(或称螺旋)、螺母和机架组成。

螺旋传动按螺纹副的摩擦情况分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋；按其用途分为传力螺旋传动、传导螺旋传动和调整螺旋传动3种类型。传力螺旋传动以传递力为主，可用较小的力矩转动产生轴向运动和大的轴向力；传导螺旋传动以传递运动为主，要求有较高的传动精度，可在较长时间内连续、高速工作；调整螺旋传动主要用于调整或固定零部件间的相对位置，一般不经常转动。

(6)摩擦轮传动。

摩擦轮传动是由两个或多个相互压紧的摩擦轮组成的一种摩擦传动，工作时靠摩擦轮接的摩擦力来传递运动或动力。摩擦轮传动一般由主动摩擦轮、从动摩擦轮和机架组成。

摩擦轮传动按照摩擦轮形状不同分为圆柱摩擦轮传动、圆锥摩擦轮传动和平盘摩擦轮传动。圆柱摩擦轮传动又有圆柱平摩擦轮传动和圆柱槽摩擦轮传动之分。

摩擦轮传动具有制造简单、运转平稳、无冲击和噪声、能无级变速及过载保护j不能保持准确的传动比(存在弹性滑动、几何滑动)、效率较低、压轴力较大、必须采用压紧装置等特点。

3．润滑剂及密封装置

(1)润滑剂。

润滑剂的主要作用是降低摩擦、减小磨损、提高效率、延长机件的使用寿命，同时还起到冷却、缓冲、吸振、防尘、防锈、排污等作用。机械中常用的润滑剂主要有润滑油、润滑脂和固体润滑剂。

①润滑油。

目前工业常用的润滑油为矿物润滑油和合成润滑油。矿物润滑油是由多种烃类的混合物加入添加剂组成的，其原料充足、成本低廉、性能稳定，应用广泛；合成润滑油是由具有特定分子结构的单体聚合后加入添加剂配成的，其具有突出的特性，如耐氧化性、耐高低温、抗燃等，但价格昂贵，在航空工业中应用较多。

润滑油的主要性能指标是：粘度、粘度指数、粘压特性、极压性能、抗氧化安定性、闪点、凝固点、倾点等，其中粘度是最重要的质量指标，是衡量润滑油粘性的指标，也是大多数润滑油牌号区分的标志。

②润滑脂。

润滑脂是由润滑油、稠化剂和添加剂等制成的一种凝胶状分散体系，是一种半固体润滑材料。使用润滑脂最大优越性是不需要经常更换，其稠度大、粘附性好、受温度影响小、承载力较强，但其流动性差、启动阻力大、不能循环使用。

润滑脂的主要性能指标是：锥入度、滴点、氧化安定性等，其中锥入度是最重要的性能指标，它表示润滑脂内的阻力大小和流动性的强弱。

③固体润滑剂。

固体润滑剂是在两摩擦表面间用固体粉末、薄膜或固体复合材料等代替润滑油或润滑脂，以达到减少摩擦与磨损的目艇其特点为：使用温度高、承载能力强、边界润滑优异、耐化学腐蚀性好，但导热散热性差、摩擦系数大。

固体润滑剂的材料有无机化合物(石墨、二硫化钼等)、有机化合物(聚四氟乙烯、酚醛树脂等)和金属(Pb、Sn、Zn等)以及金属化合物。

(2)密封装置。

密封装置是机器和设备的重要组成部分。其主要目的是防止润滑剂的泄漏以及防止灰尘、水分及其他杂物浸入机器和设备内部。

密封的分类方法较多，按密封流体状态分类有气体密封、液体密封；按设备种类分类有压缩机密封、泵用密封、釜用密封；按密封面的运动状态分类有静密封和动密封，动密封件又可分为接触式和非接触式密封等。

五、实验步骤与方法

(1) 认真观察西南交通大学机械展示厅陈列的机械设计陈列柜及实验示范中心配备的各种零部件、机械装置、现代机械产品等，聆听内容解说、观看工作过程。

(2) 认真观察TVT-99C立体仓库模型、TVT- 99D机械手模型等现代机械装置的运动、工作过程。

(3) 根据实验要求，完成实验报告。

思考题

1．常用机械联接的基本类型有哪些?各适用于什么场合?

2．螺纹联接防松的意义与基本原理是什么?常用防松装置的原理有哪些?

3．轴的作用是什么?转轴、心轴、传动轴有什么区别?

4．轴承的基本功用及类型有哪些?各有何特点?

5．联轴器与离合器的功用是什么?基本类型有哪些?

6．简述带传动的基本组成与分类方式?

7．齿轮传动有哪些类型?各有何特点?齿轮传动的主要失效形式有哪些?

8．蜗杆传动的主要类型有哪些?与齿轮传动相比，蜗杆传动有何特点?

9．链传动的工作原理是什么?其特点和应用场合怎样?

10．螺旋传动有哪些特点?

11．摩擦轮传动的工作原理是什么?主要有哪些特点?

12．润滑剂的基本功用是什么?机械中常用的润滑剂主要有哪几种?

13．密封装置的基本功用和类型有哪些?

第二章滑动轴承实验

实验三滑动轴承基本性能实验(验证型)

一、概述

滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。

根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。

流体动压润滑轴承其工作原理是通过轴颈旋转，借助流体粘性将润滑油带入轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端入口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图2-1)，在油膜压力作用下，轴颈由图2-1(a)所示的位置被推向图2-1(b)所示的位置。

当动压油膜的压力p 在载荷F 方向分力的合力与载荷F 平衡时，轴颈中心处于某一相

应稳定的平衡位置O 1，O 1位置的坐标为O 1(e ，φ)。其中e=OO 1，称为偏心距；φ为偏位角(轴承中心0与轴颈中心0l 连线与外载荷F 作用线间的夹角)。

随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间 隙)的不同，轴颈中心的位置也随之发生变化。对处于工况参数随时间变化下工作的非稳态 滑动轴承，轴心的轨迹将形成一条轴心轨迹图。

为了保证形成完全的液体摩擦状态‘对于实际的工程表面，最小油膜厚度必须满足下列条件：

)(21min Z Z R R S h += (2—1)

式中，S 为安全系数，通常取S ≥2；Rzl 、Rz2盈分别为轴颈和轴瓦孔表面粗糙度的十点高度。

滑动轴承实验是分析滑动轴承承载机理的基本实验，它是分析与研究轴承的润滑特性以及进行滑动轴承创新性设计的重要实践基础。

根据要求不同，滑动轴承实验分为基本型、综合设计型和研究创新型三种类型。

二、实验目的

(1)掌握实验装置的结构原理，了解滑动轴承的润滑方式、轴承实验台的加载方法以及 轴承实验台主轴的驱动方式及调速的原理。

(2)掌握实验台所采用的测试用传感器的工作原理。

(3)通过实验测试的周向油膜压力分布及轴向油膜压力分布，掌握滑动轴承中流体动压 油膜形成的机理及滑动轴承承载机理。

(4)通过实验掌握工况参数和轴承参数的变化对滑动轴承润滑性能及承载能力的影响。

三、实验内容

对于基本型实验，实验内容如下：

(1)轴承中间平面上周向油膜压力分布曲线图[见图2-2(a)]和轴向油膜压力分布曲线图

[(见图2-2(c)]。

(2)周向油膜压力分布曲线图的承载分量的曲线图[见图2—2。(b)]，求轴承的端泄影

响系数K 。

考虑有限宽轴承在宽度B 方向的端泄对油膜承载量的影响，其影响系数K 可由下式求出：

Bd p F K m (2—2) 式中，F 为轴承外载荷，N ；B 为轴承有效工作宽度，mm ；d 为轴颈直径，mm ；p m 为根据油膜压力承载分量的曲线图求出的动压油膜的平均压力，如图2—2(b)所示。

图2—2(a)为实测上轴瓦上均布测点1～7位置处的油膜压力形成的周向油膜压力分

布曲线；图(b)为过这7个分点分别弓l 垂线段l 一1”、2—2”、…、7—7”，使之分别等于图(a)中的油膜压力值的垂直分量后连成的光滑曲线，该曲线被称为动压油膜的承载分量曲 线；图(c)为轴向油膜压力分布曲线。

根据承载分量曲线和直径所围成的图形面积等于平均压力p m 与直径围成的矩形面积相等的条件，通过数方格数的方法即可求出p m 大小。再将求出的p m 值代入式2—2即可求出K 。

四、实验装置

实验装置采用西南交通大学研制的zHS20系列滑动轴承综合实验台(见书后彩页)。该实验台主要由主轴驱动系统、静压加载系统、轴承润滑系统、油膜压力测试系统、油温测试

系统、摩擦因素测试系统以及数据采集与处理系统等组成。

1．主轴驱动系统及电机选择

实验台的主轴支承在实验台箱体上的一对滚动轴承上。该主轴的驱动电机需满足无极调速、低速大转矩及实验过程中能快速启停等要求。

驱动电机主要有交流异步电动机、直流电动机、步进电机、交流(直流)伺服电动机等类型。

交流伺服电动机的工作原理与普通交流异步电动机相似，但交流伺服电动机的转子电阻比异步电机的大得多，其转矩特性(转矩T与转差率S的关系)也因此较普通电机有很大区别(见图2-3)。。它可使临界转差率大于1，这样不仅使转矩特性更接近于线性，而且具有较大的起动转矩，因此，伺服电机具有起动快、灵敏度高的特点。

目前，基于稀土永磁体的交流永磁伺服驱动系统，能提供最高水平的动态响应和扭矩密度。所以用交流伺服驱动取替传统交流调速、直流和步进调速驱动，以便使系统性能达到一个全新的控制水平，从而获得更宽的调速范围和更大的低速扭矩。因此，本实验台选用了交流伺服电动机，其优点归纳如下：

(1)控制精度高。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，因此，交流伺服具有极高的控制精度。

(2)低频特性好。

步进电机在低速时易出

现低频振动现象；普通交流

电机由变频器进行调速，在

低频时的力矩小；直流电机

在低速的控制极不稳定。而

交流伺服电机运转非常平

稳，即使在低速时也不会出

现振动现象。交流伺服系统

具有共振抑制功能，可以克

服机械的刚性不足缺点，并

且系统内部具有频率解析功

能(FI叮)，。可检测出机械的

共振点，便于调整系统。

(3)矩频特性好。

交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速(一般为1 000 r'／rain)以内，都能输出

额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

(4)过载能力强。

交流伺服电机具有较强的过载能力。它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的3倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。

(5)运行稳定。

交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲现象，控制性能更为可靠。

(6)响应速度快。

交流伺服系统的加速性能较好，从静止加速到其额定转速1 000 t ．／min 仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。

2．液压系统

实验台的液压系统功能，一是为实验轴承提供循环润滑系统，二是为轴承静压加载系统提供压力供油。液压系统框图如图2—4所示。

为了保证液压加载系统的稳定性，该系统采用变频恒压的控制方式。变频恒压供油系统主要由油泵、变频器、压力传感器组成，如图2—5所示。通过压力传感器对加载系统的压力监测，实时调节油泵电机的转速使电机一油泵一液压油路系统组成一个闭环控制系统。由于在各种转速下形成的油膜压力和端泄情况有一定的差别，通过变频恒压系统能真正地实现在各种转速下的加载压力保持不变。

若液压加载系统向固定于箱座上的加载盖板内的油腔输送的供油压力为p0时，载荷即施加在轴瓦上，则轴承载荷为：

)(81.900G A p F += (2—3)

式中，p0为油腔供油压力，~,f ／cm2；A 为油腔在水平面上投影面积，A=60 cm ．2；Go

为初始载荷(包括轴瓦自重、压力变送器重量等)，Go；7．5 k西。

注：由于实际需要，本书保留了一些非国际标准制单位，l kgf；O．980 665 N。

3．油膜压力变送系统

在轴瓦上半部承载区轴承宽度的中间剖面上，沿周向均布钻有1～7共7个小孔，分别在小孔处安装压力变送器。当轴旋转到一定转速后，在轴承内形成动压油膜，通过压力变送器测出油膜压力值，并在计算机上显示周向油膜压力分布曲线(见图2—2)o在轴瓦的有效宽度B的1／4处，安装轴向油膜压力变送器8，测出位置8处的油膜压力P8，根据轴向油膜压力分布对称原理，可以测得轴向油膜压力分布曲线[见图2—2(c)]。

本实验台采甩压阻式压力变送器，它由压力敏感部件与压力变送器部件组成。

(1)压力敏感部件。

扩散硅压阻式压力传感器的工作原理：以扩散硅材料制成的膜片作为弹性敏感元件，其硅晶片上通过微机加工工艺构成一个惠斯通电桥，如图2—6所示，图中，表示恒流源，R表示电桥阻值，U表示激励电压，vo表示电桥输出电压。当有外部压力作用时，膜片发生弹性变形，膜片的一部分受压缩，另一部分则受拉伸。两个电阻位于膜片的压缩区，另两个位于位伸区，并联成惠斯通全桥形式，以使输出信号最大。

(2)压力变送器部件(性能参数见表2—1)。

因压力传感器是一个在硅晶片上通过加工工艺构成的一个惠斯通电桥，该电桥桥阻的变化与作用在其上的外部作用力大小成正比例关系。为了将电阻变化量转换为电压信号，给电桥提供最大2 mA DC的恒流源，用于激励压力传感器工作。信号放大和转换处理电路将惠斯通电桥产生的电压信号线性放大处理后，将其转换为4～20 mA DC的工业标准信号变送输出构成压力变送器。其主要性能特点如下。．～

①稳定性高。每年漂移优于0．2％满量程。

②温度系数小。由于在生产过程中对产品精密地校准及补偿，使其温度误差极小。

③适应性强。产品量程宽，过程连接形式、制造材料、结构具有多样化特征，因而可适应工业测量中的各种场合及不同的介质。

④安装维护方便。产品可任意安装在各测量点而不影响其性能。

表2—1压力变送器的性能参数表

┏━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┓

┃量程┃O～1．2Mpa ┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃允许过载┃200％┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃供电电压┃24 VDC，范围电源：12~30 VDC┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃输出信号┃4～20mADC(二线制) ┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃精度┃±0．5％┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃补偿温度范围┃0～+60℃┃

┣━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━┫

┃工作温度范围┃一10～+80℃┃

┗━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━┛4．油温测试系统

在轴承的入口处和出口处分别安装温度传感器各一只，分别采集轴承入口处的润滑油油温￡l和出口处的油温￡2，则可得到润滑油的平均温度t。[￡。=(￡l+￡2)／2]，一般情况下￡。不大于75℃。

5．滑动轴承控制系统

实验台的8个油膜压力传感器、液压加载传感器、测摩擦因数用的拉压负荷传感器以及油温传感器采集的测试数据通过A／D转换器，以RS485总线方式传送到计算机的实验数据采集及处理软件系统，直接在屏幕上显示出来，或由打印机打印输出实验结果。

主轴电机的转速大小通过计算机进行设置，设置值通过RS485总线送到伺服电机驱动器，由伺服电机驱动器控制电机的转速。

油压加载系统的压力是由实验人员在电脑上设置加载压力p0与液压加载压力传感器的反馈值进行比较，再通过PID调节运算，将动态地改变变频器的输出频率，使其液压加载压力保持恒定。

实验台的控制原理框图如图2—7所示。

五、实验装置的操作步骤及方法

(1)网上预习“滑动轴承实验”课件。

(2)观察实验台的各部分结构、检查油路及电路是否可靠连接.

(3)用手转动轴瓦，使其摆动灵活、无阻滞现象。

(4)根据实验台操纵面板(见图2—8)，按图示按钮功能使总电源、油压系统及主轴系统处于接通位置，这时系统进入工作状态。

电源按钮1一此按钮旋转至“开”的位置，接通装置电源；油压系统启动按钮2·用于启动油压系统电机；

油压系统停止按钮3一用于停止油压系统电机；主轴系统启动按钮4一用于启动伺服

电机(主轴驱动电机)；主轴系统停止按钮5一用于停止伺服电机；急停旋钮6_在应急情况下，压下此旋钮可切断整个系统的电源；按箭头方向旋转后，旋钮弹起即可恢复供电.

图2—8实验台操纵面板布置图

统处于接通位置，这时系统进入工作状态。

电源按钮l一此按钮旋转至“开”的位置，接通装置电源；油压系统启动按钮2一用于启动油压系统电机；

油庠桑缔僖i}#钾气一用千僖lb浦闫；桑缔由加．丰铀泰缔直商擗翎A--田千直高佃

导老师”等，点击[返回]。

③点击[实验分类]菜单，将会显示出可供选择的“径向滑动轴承油膜压力分布曲线”、“f-λ曲线”及“p-f-n曲线”3种类型实验。选择“径向滑动轴承油墨压力分布曲线”菜单，开始本章实验1“滑动轴承基本性能（基本型）”（见图2-11）。

该界面显示有：主轴的转速、油压以及周向的7个油墨压力等。

④点击“静压加载”数字框，弹出键盘，设置加载压力(建议用户o=0．1～0．15 MPa)。

⑤点击[油泵控制]菜单，选择“启动”，启动油压系统。

⑥油压升起后，点击“当前转速”数字框，设置主轴转速(建议用咒=200～500：r／．min)。

⑦观察油膜周向和轴向压力的分布曲线，如果曲线模糊，请点击‘‘稳定取值?’按钮。

同时观察右边的油膜压力数值显示窗口内的8个点的油膜压力值。

⑧曲线稳定后，点击[暂停采样]，再点击[打印]按钮打印当前窗口。

⑨实验完成后，根据周向油膜压力分布曲线承载图，求出油膜平均压力Pm值，并计算K值。

停止系统运行时，务必先关闭主轴驱动电机(按“轴停止”键)，等主轴驱动电机停止转动后再卸载轴承静压载荷(调“静压加载”键)，最后关闭液压系统电机，以减轻轴瓦磨损。

停止主轴：点击“轴停止”。

停止油压系统：选择[油泵控制]菜单下的“停止”即可。

思考题

1．哪些因素影响液体动压轴承的承载能力及其动压油膜的形成?

2．当栽荷增加或转速升高时，油膜压力分布曲线有什么变化?

3．轴向压力分布曲线与轴承宽径比B／d之间有什么关系?当B／d≥4及B／d≤1／4两种情况下，它们的轴向油膜压力分布有何明显差异?求解流体动力润滑雷诺方程的简化方程时又有何不同。

第三章机械传动性能参数测试与分析实验

机械设计试验指导书

上海百睿机电设备有限公司– https://www.sodocs.net/doc/761534047.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台

测试技术实验指导书及实验报告2006级用汇总

矿压测试技术实验指导书 学号： 班级： 姓名： 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室

实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介： 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。

二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法： 孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高 峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小 格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下 移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每 移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条 下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得

螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书

《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月

螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。

ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称

《机械设计基础》实验报告

. 广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 成绩评定： 指导教师签字： 年月日

实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会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； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于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，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。

四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，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； 2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种 类； 3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、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； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即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，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符； 3、对绘制的机构进行结构分析（高副低代，分离杆组；确定机构级别等）。 六、思考题：

混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用)

土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业：土木工程周淼 编 班级：：学 号： 理工大学 2018 年9 月

实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。 三、试验装置

机械设计实验指导书1

机械设计实验指导书

目录 实验一机械零件列柜演示实验 (4) 实验二带传动分析 (6) 实验三轴系结构分析 (11) 实验四减速器结构分析 (14) 实验五滑动轴承实验 (16) 实验六机械设计课程设计列柜演示实验 (22) 实验七机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书 (24)

学生实验守则 一、学生实验前应认真预习相关实验容，明确实验目的、容、步骤，对指导教师的抽查提问回答不 合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。 二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须按要求操 作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。 三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要认真做好实验报 告，认真分析实验结果、处理实验数据。 四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另行安排时间予 以补做。 五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导教师检查合格 后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须追究责任，视情节按有关规定论处。 六、实验室应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。实验时应注意安全，节约水、电、 气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告

实验一机械零件列柜演示实验 一、实验设备： XJ-10B型精选机械零件列柜、铅笔、橡皮、直尺等绘图工具、钢笔或圆珠笔等二、实验目的： 了解常用机械零件的构造及应用。 三、实验要求： 1.回答每一柜中一个简答题； 2.画出主动斜齿轮、主动锥齿轮、主动蜗杆的受力图。 四、实验容：

机械设计基础实训指导书

《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月

机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实 训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意 事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动

手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写 出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

土工实验指导书及实验报告

土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月

目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题

实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；

（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。

《机械设计基础》本科实验报告汇总

实验一：平面机构认知实验 一、实验目的和要求 目的：通过观察机械原理陈列柜，认知各种常见运动副的组成及结构特点，认知各类常见机构分类、组成、运动特性及应用。加深对本课程学习内容及研究对象的了解。 要求：1、认真观察陈列柜，仔细揣摩分析 2、结合有关的实验展柜和教材的相关章节内容回答下列简答题，完成实验报告。 二、实验原理 分批地组织学生观看、听讲陈列柜的展出和演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、组成、运动特性及应用。 三、主要仪器设备及材料 JY-10B型机械原理陈列柜，共10柜，有近80个常用机构。 四、试验方法与步骤 第1柜机构的组成 1 机构的组成：蒸汽机、内燃机 2 运动副模型：平面运动副、空间运动副。 第2柜平面连杆机构 1 铰链四杆机构三种形式：①曲柄摇杆机构；②双曲柄机构；③双摇杆机构 2 平面四杆机构的演化形式 ①对心曲柄滑块机构②偏置取冰滑块机构③正弦机构④偏心轮机构⑤双重偏心机构⑥直动滑杆机构⑦摇块机构⑧转动导杆机构⑨摆动导杆机构⑩双滑块机构 第3柜连杆机构的应用 1 鄂式破碎机、飞剪； 2 惯性筛； 3 摄影机平台、机车车轮联动机构； 4 鹤式起重机； 5 牛头刨床的主体机构； 6 插床模型。 第4柜空间连杆机构 RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构第5柜凸轮机构 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮和主回凸轮等多种形式；移动和摆动从动件；尖顶、棍子和平底从动件等；空间凸轮机构 第6 柜齿轮机构类型 1 平行轴齿轮机构；2相交轴齿轮机构；3交错轴齿轮机构

机械设计基本实训指导书

《机械设计基础》实验指导书

二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度

（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

CAD上机实验指导书及实验报告

北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 （试行） 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8

实验报告 课程名称计算机绘图（CAD） 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日

机械设计实验指导书

机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月

实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的

运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所

机械设计实验指导书(1)

机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年

目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)

实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏

《流体力学》课程实验(上机)指导书及实验报告格式

《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月

前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实 验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。

实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1．实验装置： 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子

机械设计实验指导书(精)

本文由https://www.sodocs.net/doc/761534047.html,【中文word文档库】收集 实验一机构运动简图测绘 分析机构的组成可知，任何机构都是由许多构件通过运动副的联接而构成的。这些组成机构的构件其外形和结构往往是很复杂的，但决定机构各部分之间相对运动关系的是原动件的运动规律、运动副类型及运动副相对位置的尺寸，而不是构件的外形（高副机构的轮廓形状除外）、断面尺寸以及运动副的具体结构。因此，为了便于对现有机构进行分析或设计新机构，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，按比例定出各运动副的位置，以此表示机构的组成和运动情况。这种表示机构相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。掌握机构运动简图的绘制方法是工程技术人员进行机构设计、机构分析、方案讨论和交流所必需的。 一、实验目的 1．对运动副、零件、构件及机构等概念建立实感； 2．熟悉并运用各种运动副、构件及机构的代表符号； 3．学会根据实际机械或模型的结构测绘机构运动简图； 4．验证和巩固机构自由度计算方法和机构运动是否确定的判定方法。 二、实验设备及用具 1．各种机构和机器的实物或模型 2．直尺、圆规、铅笔、橡皮、草稿纸（自备） 三、机构运动简图绘制的方法及步骤 1．了解待绘制机器或模型的结构、名称及功用，认清机械的原动件、传动系统和工作执行构件。 2．缓慢转动原动件，细心观察运动在构件间的传递情况，了解活动构件的数目。 3. 根据相连接的两构件间的接触情况和相对运动特点，判定机构中运动副种类、个数和相对位置。 在了解活动构件的数目及运动副的数目时，需注意以下两种情况： ①当两构件间的相对运动很小时，勿认为一个构件。 ②由于制造误差和使用日久，同一构件各部分之间有稍许松动时，易误认为两个构件。碰到这种情况，要仔细分析，正确判断。 3．要选择最能表示机构特征的平面为视图平面，同时，要将原动件放在一适当的位置，以使机构运动简图最为清晰。 4．在草稿纸上按规定的符号绘制机构运动简图，在绘制时，应从原动件开始，先画出运动副，再用粗实线连接属于同一构件的运动副，即得各相应的构件。原动件的运动方向用箭头标出。在绘制时，在不影响机构运动特征的前提下，允许移动各部分的相对位置，以求图形清晰。初步绘制时可按大致比例作图（称之为机构示意图）。图作完后，从原动件开始分别1、2、3……标明各构件，再用A、B、C……表明各运动副。

《机械设计基础》实验报告.

广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称： 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 成绩评定： 指导教师签字： 年月日

实验一机构运动简图的测绘与分析 一、实验目的： 1、根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2、学会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； 3、加深对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具； 1、缝纫机头； 2．学生自带三角板、铅笔、橡皮； 三、实验原理： 由于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，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略符号（见教科书有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。 四、实验步骤及方法： l、测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，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； 2、根据相联接的两构件的接触特征及相对运动的性质，确定各个运动副的种 类；

3、选定投影面，即多数构件运动的平面，在草稿纸上徒手按规定的符号及构 件的连接次序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图。用数字1、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； 4、仔细测量与机构运动有关的尺寸，即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，并按一定的比例画出正式的机构运动简图。 五、实验要求： l、对要测绘的缝纫机头中四个机构即a．压布、b走针、c．摆梭、d．送布，只绘出机构示意图即可，所谓机构运动示意图是指只凭目测，使图与实物成比例，不按比例尺绘制的简图； 2、计算每个机构的机构自由度，并将结果与实际机构的自由度相对照，观察计 算结果与实际是否相符； 3、对绘制的机构进行结构分析（高副低代，分离杆组；确定机构级别等）。 六、思考题： 1、一个正确的机构运动简图应能说明哪些内容？ 2、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？

电磁场实验指导书及实验报告

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10

电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一．实验目的： 1．熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况； 2．学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形； 二．实验原理： 根据库伦定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号为斥力，异号为吸力，它们之间的力F 满足： R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知： R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中，由以上公式算出各点的电势U ，电场强度E 后，可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三．实验内容： 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取

常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。

机械设计实验指导书

机械设计实验指导书 实验一机械零部件认知试验 一、实验目的 1．初步了解《机械设计》课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及应用。 2．了解各种标准件的结构形式及相关的国家标准。 3．了解各种传动的特点及应用。 4．增强对各种零部件的结构及机器的感性认识。 二、实验设备与仪器 机械零件陈列柜。 图1-1 机械零件.机械原理陈列柜 三、实验内容 （一）螺纹联接 螺纹联接是利用螺纹零件工作的，主要用作紧固零件。基本要求是保证联接强度及联接可靠性，同学们应了解如下内容： 1．螺纹的种类； 2．螺纹联接的基本类型；

3．螺纹联接的防松； 4．提高螺纹联接强度的措施。 通过参观螺纹联接展柜，同学应区分出：①什么是普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹；②能认识什么是普通螺纹、双头螺纹、螺钉及紧定螺钉联接；③能认识摩擦防松与机械防松的零件。 （二）标准联接零件 标准联接零件一般是由专业企业按国标（GB）成批生产，供应市场的零件。这类零件的结构形式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有哪些标准代号，以提高学生们对标准化意识。 （三）键、花键及销联接 参观展柜时，同学们要仔细观察以上几种联接的结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。 （四）机械传动 机械传动有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动及蜗杆传动等。各种传动都有不同的特点和使用范围，这些传动知识同学们在学习“机械设计”课程中都有详细讲授。在这里主要通过实物观察，增加同学们对各种机械传动知识的感性认识，为今后理论学习及课程设计打下良好基础。 (五)轴系零、部件 1.轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。根据摩擦性质不同轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 2．轴：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 (六)弹簧 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用产生较大的弹性变形。在各类机械中应用十分广泛。弹簧的种类比较多，按承受的载荷不同可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧及弯曲弹簧四种；按形状不同又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和平面盘簧等。观看时要注意各种弹簧的结构、材料，并能与名称对应起来。

《机械设计基础》本科实验报告汇总

实验一:平面机构认知实验 一、实验目的与要求 目的:通过观察机械原理陈列柜,认知各种常见运动副的组成及结构特点,认知各类常见机构分类、组成、运动特性及应用。加深对本课程学习内容及研究对象的了解。 要求:1、认真观察陈列柜,仔细揣摩分析 2、结合有关的实验展柜与教材的相关章节内容回答下列简答题,完成实验报告。二、实验原理 分批地组织学生观瞧、听讲陈列柜的展出与演示。初步了解《机械设计基础》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、组成、运动特性及应用。 三、主要仪器设备及材料 JY-10B型机械原理陈列柜,共10柜,有近80个常用机构。 四、试验方法与步骤 第1柜机构的组成 1 机构的组成:蒸汽机、内燃机 2 运动副模型:平面运动副、空间运动副。 第2柜平面连杆机构 1 铰链四杆机构三种形式:①曲柄摇杆机构;②双曲柄机构;③双摇杆机构 2 平面四杆机构的演化形式 ①对心曲柄滑块机构②偏置取冰滑块机构③正弦机构④偏心轮机构⑤双重偏心机构⑥直动滑杆机构⑦摇块机构⑧转动导杆机构⑨摆动导杆机构⑩双滑块机构 第3柜连杆机构的应用 1 鄂式破碎机、飞剪; 2 惯性筛; 3 摄影机平台、机车车轮联动机构; 4 鹤式起重机; 5 牛头刨床的主体机构; 6 插床模型。 第4柜空间连杆机构 RSSR 空间机构、4R 万向节、RRSRR机构、RCCR联轴节、RCRC揉面机构、SARRUT机构 第5柜凸轮机构 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮、圆锥凸轮、槽状凸轮、等宽凸轮、等径凸轮与主回凸轮等多种形式;移动与摆动从动件;尖顶、棍子与平底从动件等;空间凸轮机构 第6 柜齿轮机构类型 1 平行轴齿轮机构;2相交轴齿轮机构;3交错轴齿轮机构

人工智能及其应用实验指导书

《人工智能及其应用》 实验指导书 工业大学计算机科学与技术学院—人工智能课程组 2011年9月

前言 本实验是为了配合《人工智能及其应用》课程的理论学习而专门设置的。本实验的目的是巩固和加强人工智能的基本原理和方法，并为今后进一步学习更高级课程和信息智能化技术的研究与系统开发奠定良好的基础。 全书共分为八个实验：1.产生式系统实验；2.模糊推理系统实验；3.A*算法求解8数码问题实验；4.A*算法求解迷宫问题实验；5.遗传算法求解函数最值问题实验；6.遗传算法求解TSP问题实验；7.基于神经网络的模式识别实验；8.基于神经网络的优化计算实验。每个实验包括有：实验目的、实验容、实验条件、实验要求、实验步骤和实验报告等六个项目。 本实验指导书包括两个部分。第一个部分是介绍实验的教学大纲；第二部分是介绍八个实验的容。 由于编者水平有限，本实验指导书的错误和不足在所难免，欢迎批评指正。 人工智能课程组 2011年9月

目录 实验教学大纲 (1) 实验一产生式系统实验 (4) 实验二模糊推理系统实验 (7) 实验三A*算法实验I (12) 实验四A*算法实验II (15) 实验五遗传算法实验I (17) 实验六遗传算法实验II (22) 实验七基于神经网络的模式识别实验 (25) 实验八基于神经网络的优化计算实验 (29)

实验教学大纲 一、学时：16学时，一般安排在第9周至第16周。 二、主要仪器设备及运行环境：PC机、Visual C++ 6.0、Matlab 7.0。 三、实验项目及教学安排 序号实验名称实验 平台实验容学 时 类型教学 要求 1 产生式系统应用VC++ 设计知识库，实现系统识别或 分类等。 2 设计课 2 模糊推理系统应 用Matlab 1）设计洗衣机的模糊控制器； 2）设计两车追赶的模糊控制 器。 2 验证课 3 A*算法应用I VC++ 设计与实现求解N数码问题的 A*算法。 2 综合课4 A*算法应用II VC++ 设计与实现求解迷宫问题的A* 算法。 2 综合课5 遗传算法应用I Matlab 1）求某一函数的最小值； 2）求某一函数的最大值。 2 验证课6 遗传算法应用II VC++ 设计与实现求解不同城市规模 的TSP问题的遗传算法。 2 综合课 7 基于神经网络的 模式识别Matlab 1）基于BP神经网络的数字识 别设计； 2）基于离散Hopfiel神经网络 的联想记忆设计。 2 验证课 8 基于神经网络的 优化计算VC++ 设计与实现求解TSP问题的连 续Hopfield神经网络。 2 综合课 四、实验成绩评定 实验课成绩单独按五分制评定。凡实验成绩不及格者，该门课程就不及格。学生的实验成绩应以平时考查为主，一般应占课程总成绩的50%，其平时成绩又要以实验实际操作的优劣作为主要考核依据。对于实验课成绩，无论采取何种方