机械原理实验报告Word格式.docx
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机械原理实验报告Word格式.docx
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经实验指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
6.实验后应对实验结果进行认真分析、整理、计算,按要求独立完成实验报告。
凡不合要求者视具体情况补做实验或补写实验报告。
7.凡因违反操作规程或擅自动用其他仪器设备而导致损坏者,必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度按章予以处理。
8.在实验中对破坏实验规章制度,违反操作规程,不听指导的学生,实验教学人员有权停止其本次实验,本次实验成绩为零。
由学生提出或教师组织的课外实验,须事先向有关实验室提出申请,经系领导批准同意后,在实验室安排的时间内进行。
补做实验须由本人提出申请,经任课教师同意、系领导批准后,在实验室安排的时间内进行。
前言
机械原理实验是机械原理课程的重要组成部分和不可缺少的教学环节,对训练和培养学生的实践动手能力、工程实际观念、科研创新能力具有课堂教学不可替代的重要作用。
机械原理实验的任务和目的是:
1.使学生了解和熟悉机械原理实验常用的仪器和装置;
2.使学生能熟练使用机械原理实验常用的仪器、工具和量具;
3.使学生能掌握机械原理实验的实验原理和实验方法,能掌握常用测试技术、数据采集和处理等基本技能,逐步提高学生对机械原理实验结果的综合处理和分析能力以及撰写实验报告的表达能力;
4.使学生初步具有理解、改进机械原理实验方案的基本能力;
5.使学生初步养成善于观察实验现象并作深入思考和分析的习惯;
6.使学生逐步具有不怕困难、勤于动手的良好学风和实事求是、严谨思考的科学态度,同时逐步培养学生的独立工作能力和团队合作精神。
机械原理实验的一般程序为:
明确实验目的;
理解和掌握实验基本原理;
设计或选择实验方案;
选择并准备实验设备及仪器、工具、量具等;
进行实验,观察实验现象并测量采集数据;
处理实验数据,分析实验结果;
撰写实验报告。
实验报告是学生分析、归纳、总结实验数据,讨论实验结果并把实验获得的感性认识上升为理性认识的过程。
实验报告是实验工作的全面总结,是教师考核学生实验成绩的主要依据。
实验报告要用规定的实验报告纸书写,要求语言通顺、图表清晰、分析合理、讨论深入,处理数据应由每人独立进行,不能多人合写一份报告。
实验报告要真实反映实验结果,不得伪造。
实验报告的内容主要如下:
(1)实验名称、学生姓名、班号和实验日期;
(2)实验目的和要求;
(3)实验仪器、设备与材料;
(4)实验原理;
(5)实验步骤;
(6)实验原始记录;
(7)实验数据计算结果;
(8)实验结果分析,讨论实验指导书中提出的思考题,写出心得与体会。
实验一机构运动简图测绘实验
一、实验目的
1.观察机构的组成情况,观察构件和运动副的实际结构,观察机构的运动情况和运动特点,将机构实物与其机构运动简图联系起来,从而增加对机器和机构的感性认识,并培养抽象思维的能力,即通过查看抽象图形(机构运动简图)想象出实物机器运动关系的能力;
2.掌握根据实际机构或机构模型绘制机构运动简图的方法;
3.验证和巩固机构自由度的计算方法和机构运动确定性条件,验证和巩固机构的结构组成原理方法和结构分析方法。
二、机构运动简图测绘原理
机械中的实际机构,其外形和结构往往比较复杂,但机构的运动情况仅取决于机构中运动副数目及类型、组成机构的构件数目和各构件的运动尺寸、原动件的运动规律,而与各构件的外形、截面尺寸、材料和各运动副的具体结构及大小无关。
机构运动简图是根据机构的组成情况,按一定的比例尺定出各运动副的相对位置(构件的运动尺寸),并用简单的线条来表示构件,用规定的符号来表示运动副,将机构的真实运动情况表示出来的简化图形。
机构运动简图在保持机构原有运动特性不变的条件下,使复杂的机构结构图得以简化,从而可以通过对机构运动简图的分析来了解实际机构的结构组成、运动特性和动力特性,使得对实际机构的分析过程大为简化。
因此在绘制机构运动简图时,应撇开构件的复杂外形和运动副的具体结构,而用简单线条来表示机构运动特征的简单线条和构件之间的相对运动性质,确定各运动副的类型,然后按一定的比例,用运动副的规定符号和简单线条绘出图形,在进行机构的分析和综合时,所绘制的旨在表达机构各构件之间的相对运动关系和运动特性的图形,必须撇开构件和运动副的具体形状和结构,根据构件之间的相对运动性质,确定各运动副的类型,然后按一定的比例,用运动副的规定符号和简单线条绘出图形,这样的图形称为机构运动简图。
根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺定出各运动副的相对位置;
并用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副,将机构的真实运动传递情况表示出来的简化图形称为机构运动简图。
正确的机构运动简图应满足的条件为:
(1)构件数目与实际相同,运动副的性质、数目与实际相符;
(2)运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例;
(3)标明原动件。
正确的机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性,因而可根据机构运动简图对机构进行运动及动力分析。
三、实验原理
对机构实物或模型进行观察和分析,了解机构的结构组成和运动传递过程,绘制机构运动简图(先不按比例画出机构示意图,再取适当比例绘制机构运动简图),计算机构自由度并判断机构的运动确定性。
四、实验设备和用品
各种机构实物或模型;
量具和工具:
钢皮尺、游标卡尺、内外卡钳、螺丝刀、扳手等;
用具:
铅笔、橡皮、草稿纸、圆规、三角板、量角器等(自备)。
五、实验内容和步骤
1.仔细观察各机构模型,了解其名称、用途和结构,并找出原动件。
2.驱动原动件,使被测绘的机构缓慢地运动,从原动件开始仔细观察机构的运动情况。
根据各构件之间有无相对运动,分清机构中的各个构件以及各个构件的运动形式,从而确定组成机构的构件数目及固定构件和活动构件,并确定机构中运动副的数目。
3.根据各相互联接的构件间的接触情况及相对运动性质,确定各运动副的类型(高副、低副、转动副、移动副、齿轮副等)。
4.选择适当的投影面,适当的投影面应能够在机构运动简图中清楚地反映出各运动副之间的相互位置,并能够准确地标注出相关构件的比例尺寸。
一般选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为投影平面。
5.选定原动件的一个位置,以便简单清楚地将机构的运动情况正确地表达出来。
当原动件位置确定时,从动件也都有一个确定的位置与之相对应。
所确定的原动件位置,应该使从动件都能从简图上清楚地反映出来,构件重叠(即线条重叠),构件、移动副与转动副交叉(即圆圈与实线交叉)都是不适当的。
6.用规定的运动副符号表示各运动副,用简单线条表示构件,用目测大致地确定各运动副的相对位置,从原动件开始,在草稿纸上逐步画出机构示意图。
注意应使机构示意图与实物大致成比例,用数字1、2、3、…分别标注各构件,用字母A、B、C、…分别标注各运动副,并用箭头表明原动件及其运动方向。
7.用量具在机构上准确测量出所有与机构运动有关的运动尺寸,如同一构件上两个转动副之间的中心距(或垂直方向和水平方向距离)、转动副和移动副导路之间的距离等,将这些尺寸标注在机构示意图上。
应注意测量尺寸的准确性,必要时可将构件拆卸后进行测量。
8.应用机构自由度公式计算所绘制机构的自由度,将计算结果与实际机构对照,机构自由度数应与原动件数相符。
否则,应当找出机构运动简图的错误并改正。
计算时要注意机构中存在的复合铰链、局部自由度或虚约束。
9.选取合适的长度比例尺,在实验报告中绘出完整的机构运动简图,标注有关运动尺寸,表明原动件和机架,并标注构件序号和运动副字母。
10.撰写实验报告。
六、注意事项
1.构件表示方法
机构运动简图中常用简单线条来表示构件,如图1中连杆。
机构运动简图中构件的常用表示方法详见教材或机械设计手册。
图1连杆及其符号
(a)连杆的实际形状尺寸(b)用简单线条表示的连杆
2.运动副符号
机构运动简图中常用规定符号来表示运动副,详细情况可见表1,或参考教材及机械设计手册。
表1常用运动副符号
3.长度比例尺
机构运动简图中长度比例尺μl的意义为:
七、实验思考题
1.机构运动简图有什么用途?
一个正确的机构运动简图应能说明哪些问题?
2.绘制机构运动简图时,选择原动件的不同瞬时位置,会不会影响运动简图的正确性?
3.机构自由度的计算对测量绘制机构运动简图有什么帮助?
4.平面低副和平面高副在实际机构中各以什么具体的结构形式出现?
它们之间有何区别?
八、实验报告要求
实验报告应具有以下内容:
1.实验目的
2.绘制实验机构的机构运动简图
1)机构运动简图1
机构名称:
μl=mm/mm
机构自由度:
n=,PL=,PH=,F=
2)机构运动简图1
μl=mm/mm
3)机构运动简图3
n=,PL=,PH=,F=
4)机构运动简图4
3.简答下列问题
1)正确的机构运动简图应包含哪些内容?
2)平面低副与平面高副在实际机构中各以那些具体的结构形式出现?
它们之间有何
区别?
3)机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何作用?
4.实验心得与建议
实验二机构运动参数测量与分析实验
1.通过实验了解机构运动参数(转速、位移、速度、加速度)的测量原理和方法;
2.掌握测量数据的采集、处理和分析方法;
3.通过实验,初步了解“QTD-Ⅲ型组合机构实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器(角位移传感器)的基本原理,并掌握它们的使用方法;
4.通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异及分析其原因,定量了解机构的运动特性,增加对速度量衡特别是加速度的感性认识,并了解实际值与理论值误差的原因及消除措施。
二、实验设备及仪器
本实验的实验系统框图如图1所示,由以下设备组成:
图1
曲柄滑块导杆组合机构运动参数测试实验系统
1.实验机构——曲柄滑块导杆组合机构;
2.QTD-Ⅲ型组合机构实验仪(单片机控制系统);
3.计算机,打印机;
4.光电脉冲编码器;
5.同步脉冲发生器(角位移传感器)。
三、工作原理
1.实验机构
本实验配套的机构为曲柄滑块机构和曲柄导杆机构,采用直流调速电机驱动,电机转速可在0~3000r/min范围作无级调速。
经蜗杆减速器减速后,机构的曲柄转速为0~100r/min。
实验机构的简图如图2所示,图2(a)为曲柄滑块机构,图2(b)为曲柄导杆滑块机构,后者可由前者经过简便改装而得到。
实验中滑块作往复移动,通过齿条齿轮传动,推动光电脉冲编码器,输出与滑块位移相对应的脉冲信号,经测试仪处理后可得到滑块的位移、速度及加速度。
机构的某些结构参数如曲柄长度、连杆长度可在一定范围内调整,以便了解机构结构参数变化对运动状况的影响。
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