机械原理与设计实验

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1、机械原理与设计实验一常用机构认识、分析与测绘一、实验目的1．了解各种常用机构的组成及运动情况；2．了解各种常用机构的实际应用；3．了解本课程所要学习的内容；4．机构运动简图的测绘方法；5．常用运动副及常用机构运动简图的代表符号和构件的表示方法；6．机构自由度的计算方法及其在实际中的应用。二、实验仪器及工具各类常用机构模型，常用机构展示柜、直尺、三角板、铅笔、橡皮及草稿纸。三、实验原理1．应用符号由于机构的运动仅仅与机构中的构件数目和构件组成运动副的数目、种类、相对位置及原动件有关，因此，在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的线条

2、表示构件，用规定的符号表示运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此与实际机构的具有完全相同的运动特征，机构中各构件及运动副均有规定符号表示。2．几种简图表示方法：（1）具有两个转动副的构件：用一条直线联接两个运动副元素，表示转动副的小圆，其圆心必须与相对回转中心重合。（2）具有多个转动副的构件，用直线将相邻转动副元素的几何中心连接成多边形，并在相邻两直线相交部位涂以焊接记号，或画上阴影线，如三个转动副元素位于一直线上，可用跨越半圆符号表示。（3）具有两个移动副的构件，导路必须与相对移动方向一致。（4）具有一个转动副和移动副的构件；（5）具有一个转动副和

3、一个高副的构件，高副元素与实际轮廓相符。四、实验内容及步骤观看各类常用机构模型和陈列柜演示。轻轻地、慢慢地转动手柄，从原动件开始仔细观察其依次传动的过程，找出哪些是固定件，哪些是活动件，确定出活动构件的数目，分析各构件相对运动性质，确定运动副的类型和数目。为了能更清楚地表示其相对运动，需要选择各构件的运动平面为投影面。判断各构件之间的运动副性质（即高副、低副）。为了使构件之间的关系易于表达，应将原动件置于一个恰当的位置。至少是使各种构件及运动副相互不遮挡、不重合。采用徒手目测的方法，画出机构示意图。各构件和运动副面的相对位置要大致成比例。各构件和运动副的画法要符

4、合规定，并分别以1、2、3、┅┅和A、B、C、┅┅标记。由原动件开始依次测量出各运动副的相对位置，以毫米（mm）为单位，并逐一标注在机构示意图上。角度问题可以转化为长度问题来测量，测量应精确，可取多次测量的平均值。选择适当的比例尺（可根据实际尺寸和图纸的大小适当选取），将机构示意图转化为正规的机构运动简图。为了便于对机构进行分析，在机构运动简图上还可以标出与运动有关的尺寸，例如：转动副之间的中心距，移动副导路之间的距离等。五、实验报告1.按要求绘制3种机构模型的机构运动简图；2.计算所绘机构的自由度，并据此分析机构具有确定运动的条件。六、思考题1.机构运动简图有

5、何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？2．绘制机构运动简图时，原动件的起始位置会不会影响机构运动简图的正确性？3．计算机构的自由度对测绘机构运动简图有何帮助？实验二机组运转及飞轮调节实验一、实验目的熟悉机组运转的工作阻力的测试方法；理解机组稳定运转时速度出现周期性波动的原因；掌握机器周期性速度波动的调节方法和设计指标；掌握飞轮设计方法；能够熟练利用实验数据计算飞轮的等效惯量。二、实验系统1．实验系统框图如图1所示，本实验系统由以下部分组成：1）0-0.7Mpa小型空气压缩机组（DS-II型飞轮实验台）；2）主轴同步脉冲信号传感器（已安装在DS-II型飞轮实

6、验台中）；3）半导体压力传感器（已安装在DS-II型飞轮实验台中）；4）实验数据采集控制器（DS-II动力学实验仪）；5）计算机及相关实验软件。2．DS-II型动力学实验台如图1所示，DS-II型动力学实验台由空压机组、飞轮、传动轴、机座、压力传感器、主轴同步脉冲信号传感器等组成。压力传感器已经安装在空压机的压缩腔内，9为其输出接口。同步脉冲发生器的分度盘7（光栅盘）固装在空压机的主轴上，与主轴曲柄位置保持一个固定的同步关系，同步脉冲传感器的输出口为8。开机时，改变储气罐压缩空气出口阀门3的大小，就可以改变储气罐2中的空气压强，因而也就改变了机组的负载，压强值可

7、以从储气罐上的压力表11上直接读出。根据实验要求，飞轮4可以随时从传动轴上拆下或装上，拆下时注意包管好轴上的平键5，在安装飞轮时应注意放入平键，并且将轴端面固定螺母6拧紧。3．DS-II型动力学实验仪DS-II动力学实验仪内部由单片机控制，它完成汽缸压强和同步数据的采集和处理，同时将采集的数据传送到计算机进行处理。它的面板如图3所示。4．实验台主要技术参数空压机气压范围：p=0～0.7MPa电机额定功率：P=550W电机转速：1400r/m电源：220V交流/50HZ实验台尺寸：长×宽×高＝600×300×330（mm）三、实验原理飞轮设计的基本问题是根据机器实

8、际所需的平均速度ωm和许