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

緒　　論…………………………………………………………………………………………… 1
0．1　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系……………………………………………………… 2
0．3　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)……………………………………………………………………… 8
0．3．5　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………………………… 10
0．4．1　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)大綱………………………………………………………………… 12
0．4．5　機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………………………… 13
0．4．6　機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐課程A 實(shí)驗(yàn)大綱…………………………………………… 14
0．4．7　機(jī)械設(shè)計(jì)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(cè)量………………………………………………………… 15
1．1　位移、速度、加速度的測(cè)量……………………………………………………………… 15
1．1．1　位移的測(cè)量………………………………………………………………………… 15
1．1．2　速度的測(cè)量………………………………………………………………………… 17
1．1．3　加速度的測(cè)量……………………………………………………………………… 19
1．2　力和轉(zhuǎn)矩的測(cè)量………………………………………………………………………… 20
1．2．1　力的測(cè)量…………………………………………………………………………… 20
1．2．2　轉(zhuǎn)矩的測(cè)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(dòng)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(jì)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(tái)………………………………………………………………………… 35
2．1．1　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能…………………………………………………………… 35
2．1．2　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成…………………………………………………………… 35
2．1．3　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理……………………………………………………… 36
2．1．4　螺栓連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………… 38
2．2　帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)…………………………………………………………………………… 38
2．2．1　帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能……………………………………………………………… 39
2．2．2　帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成……………………………………………………………… 39
2．2．3　帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理………………………………………………………… 39
2．2．4　帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………… 40
2．3　滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)………………………………………………………………………… 40
2．3．1　滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能…………………………………………………………… 40
2．3．2　滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成…………………………………………………………… 41
2．3．3　滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理……………………………………………………… 41
2．3．4　滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………… 42
2．4　動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)…………………………………………………………………………… 42
2．4．1　動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能……………………………………………………………… 42
2．4．2　動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成……………………………………………………………… 43
2．4．3　動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理………………………………………………………… 44
2．4．4　動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………… 44
2．5　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)……………………………………………………………… 44
2．5．1　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能………………………………………………… 44
2．5．2　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成………………………………………………… 44
2．5．3　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理…………………………………………… 45
2．5．4　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)………………………………………… 46
2．6　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)……………………………………………………………… 46
2．6．1　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能………………………………………………… 46
2．6．2　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成………………………………………………… 46
2．6．3　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理…………………………………………… 47
2．6．4　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(tái)…………………………………………………………… 48
2．7．1　機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)及飛輪調(diào)速實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(tái)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(tái)主要技術(shù)參數(shù)……………………………………… 52
2．8　機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)…………………………………………………… 52
2．8．1　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能……………………………………………………………………… 52
2．8．2　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成……………………………………………………………………… 52
2．8．3　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理………………………………………………………………… 58
2．8．4　實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………… 58
2．9　機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)…………………………………………………………………… 58
2．9．1　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要功能………………………………………………………………… 58
2．9．2　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成及工作原理………………………………………………………… 59
2．9．3　實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………………… 62
2．10　機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)………………………………………………………………… 64
2．10．1　X Y工作臺(tái)的主要功能……………………………………………………… 64
2．10．2　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成…………………………………………………………………… 65
2．10．3　實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理……………………………………………………………… 66
2．10．4　實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)…………………………………………………………… 66
2．11　機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)生工作室設(shè)備簡介……………………………………………………… 67
2．11．1　機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)生工作室的主要功能……………………………………………… 68
2．11．2　機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)生工作室的主要設(shè)備……………………………………………… 68
2．12　機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室……………………………………………………… 69
2．12．1　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(tái)………………………………………………………………… 73
2．13．1　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能…………………………………………………… 73
2．13．2　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成…………………………………………………… 74
2．13．3　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理……………………………………………… 74
2．13．4　機(jī)械裝配調(diào)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的配置和主要技術(shù)指標(biāo)………………………………… 75
第三章　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)教學(xué)認(rèn)知體系…………………………………………………………… 79
3．2．1　機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(chǎng)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(dòng)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(cè)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(jí)圓柱齒輪減速器的綜合測(cè)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(bào)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(dòng)簡圖測(cè)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(bào)告…………………………………………………………………………… 96
5．1．6　思考題……………………………………………………………………………… 96
5．2　連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)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(bào)告…………………………………………………………………………… 97
5．2．5　設(shè)計(jì)題目…………………………………………………………………………… 97
5．3　機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)分析與設(shè)計(jì)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(bào)告………………………………………………………………………… 106
5．3．6　設(shè)計(jì)與分析題目………………………………………………………………… 106
5．3．7　思考題…………………………………………………………………………… 109
5．4　凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)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(bào)告……………………………………………………………… 112
5．6　剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)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(bào)告………………………………………………………………………… 115
5．6．6　思考題…………………………………………………………………………… 115
5．7　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)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(bào)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(bào)告………………………………………………………………………… 123
5．8．5　思考題…………………………………………………………………………… 125
第六章　機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………………… 126
第七章　機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………… 152