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 《机械原理实验》课程教学大纲
《机械原理实验》课程教学大纲

【添加时间:2015-07-27 11:37:31】【来源:】【作者:dggtangli】【阅读:

第一部分:实验室基本信息
      
机械工程基础实验室位于清水河校区主楼C1区101、113及研究院大楼320-2,面积,270m2,创建于2002年,是在原机械设计、机械原理及材料力学实验室的基础上整合发展而成。现有微机控制万能试验机5套、综合设计型机械设计试验台4套、二维非惯性运动学实验装置4套,理论力学多功能实验台8套、机构创意设计拼接实验装置14套、机械原理实验装置30余台套、机械设计实验装置30套、以及其它实验设备,价值约人民币1814744元。有专职实验指导教师2名,并有多名教授、副教授、讲师参与。
      
本实验室是机械电子工程学院的机械基础实验室,承担着全院机械类实验的教学任务,旨在培养创新型人才。主要面向全校本科学生开设“机构创意设计拼接实验”课程;面向本学院的机械专业本科学生开设“机械原理”、“机械设计”、“理论力学”以及“材料力学”的课程实验;面向电气工程专业和工业工程专业本科学生开设“机械技术基础”、“工程力学”的课程实验。
      本实验室可开出:1)机构运动简图测绘、2)渐开线齿轮范成原理实验、3)齿轮基本参数测定、4)插齿机的运动链测绘、5)轴系结构设计实验、6)减速器拆装实验、7)带传动性能参数测试与分析、8)链传动性能参数测试与分析、9)齿轮传动性能参数测试与分析、10)蜗杆传动性能参数测试与分析、11)多级传动系统性能参数测试与分析(8学时)、12)拉伸实验、13)压缩剪切实验、14)梁的弯曲实验、15)设计并搭建约束梁、16)简支梁的应力测试分析、17)悬臂梁的应力测试分析、18)静不定梁的应力分析、19)实验梁贴片及组桥(8学时)、20)转动惯量及重心测试实验、21)质点在复合运动过程中绝对运动轨迹测量、22)质点在复合运动过程中运动参数的仿真与分析、23)单自由度系统的振动实验、24)机构创意设计拼接实验(16学时)等实验项目24项。
第二部分:  实验教学大纲
一、本课程实验总体介绍
1、 本课程实验的教学要求(按要求学生掌握、理解、了解三个层次阐述):本课程实验是以机器、机构及构件为实验对象,要求学生掌握用机构运动简图表达实际机器的技能;掌握典型机构的设计、机构自由度以及齿轮的基本参数的计算;掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法,掌握飞轮的设计及其转动惯量计算;理解机构的运动、动力学特征;了解机构的设计方法以及机械运动方案的初步确定。
2、 本课程实验内容简介:本课程实验是由多个子项组成,分别进行曲柄摇杆、曲柄滑块及凸轮机构的设计及搭建;机构运动参数仿真及测试;机构系统动力学调速,融综合性、设计性于一体。  
3、 本课程适用专业:机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、工业工程
4、 考核方式:实验过程+实验报告 
5、 总学时:8学时  
6、 教材名称及教材性质(自编、统编、临时):《机械原理实验指导书》(自编)
7、 参考资料:《机械原理》邹慧君.傅祥志等主编.高等教育出版社.1999.06
                     《机械设计》濮良贵主编.高等教育出版社
                     《机械设计》邱宣怀主编.高等教育出版社
                     《机械技术基础》王春燕主编.高等教育出版社
二、实验项目基本信息
实验项目1
1、 实验项目名称:曲柄摇杆机构设计与运动参数测试分析

2、 实验项目的目的和要求:了解实验装置的基本构造和机械系统常用的零部件及安装方式;掌握曲柄摇杆机构的特点及其速度、加速度等运动参数测试的基本原理和方法;理解曲柄摇杆机构急回特性及其工程应用;深入了解机构参数及几何参数对机构运动及动力性能的影响,培养学生综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力。
3、 实验内容:设计并搭建曲柄摇杆机构,分别测试曲柄在不同转速时机构的运动参数;分析曲柄转速改变对摇杆运动特性的影响;改变曲柄长度或摇杆长度(选一种),并测试其对应的运动参数;分析曲柄或摇杆长度改变对曲柄摇杆机构运动特性的影响。
4、 项目需用仪器设备名称:JYG曲柄(导杆)摇杆机构实验台

5、 所需主要元器件及耗材:连杆、扳手、棉纱、钢尺等。
6
、 学时数:2学时 
实验项目2
1、 实验项目名称:曲柄滑块(凸轮)机构设计与运动参数测试分析

2、 实验项目的目的和要求:了解实验装置的基本构造和机械系统常用的零部件及安装方式;掌握曲柄滑块与凸轮机构的特点及其速度、加速度以及急回特性系数等运动参数测试的基本原理和方法;理解曲柄滑块机构急回特性及其工程应用;深入了解机构参数对机构运动及动力性能的影响,培养学生综合分析能力及独立解决工程实际问题的能力。
3、 实验内容:(二选一)
1) 凸轮机构: 设计并搭建直动对心凸轮机构,测试从动件在曲柄不同转速时的运动参数,分析曲柄转速改变对对心直动凸轮机构运动特性的影响;搭建偏心直动从动件凸轮机构,测试从动件在曲柄不同转速时的运动参数,分析曲柄转速改变对偏心直动从动件凸轮机构运动特性的影响;改变偏心距,测试凸轮机构从动件在不同偏心距时的运动参数,分析偏心距改变对直动从动件凸轮机构运动特性的影响。对实测曲线与模拟曲线进行比较。 
2) 曲柄滑块机构:设计并搭建曲柄滑块机构,测试曲柄不同转速的运动参数,分析曲柄转速改变对曲柄滑块机构运动特性的影响;改变曲柄尺寸,测试曲柄不同长度时的运动参数,分析曲柄长度改变对曲柄滑块机构运动特性的影响;改变偏心距,测试偏心距不同时的运动参数,分析偏心距改变对曲柄滑块机构运动特性的影响;对实测曲线与模拟曲线进行比较。
4、 项目需用仪器设备名称:JYT曲柄导杆-滑块及凸轮机构实验台

5、 所需主要元器件及耗材:连杆、扳手、棉纱、钢尺等。
6、 学时数:2学时

实验项目3
1、 实验项目名称:机构系统动力学调速实验

2、 实验项目的目的和要求:观察机械的周期性速度波动现象,理解动载荷对机械系统速度波动的影响和原因;掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法,掌握飞轮的设计及其转动惯量计算;理解机构参数对机构运动及动力性能的影响,从而对机构运动学和动力学有一个完整的认识。
3、 实验内容:(二选一)
1) 系统速度波动实验:分别以无负载和带负载,调试装置转速,测定机械系统速度波动的初期速度不均匀系数;通过有无带负载的对比实验,说明速度波动的产生;分别安装不同飞轮,测定机械系统速度不均匀系
数;分析飞轮转动惯量对机械系统的影响。
2) 曲柄滑块机构运动学实验:自拟一组曲柄长度、连杆长度和滑块偏距参数,分别测试机构在无飞轮和有飞轮情况下,机构实测运动曲线和仿真运动曲线,并对结果加以分析;改变连杆参数,分别测试对心和偏置时的机构运动运动实测曲线与仿真曲线,并对结果加以分析。
4、 项目需用仪器设备名称:JDT机构系统动力学调速实验台

5、 所需主要元器件及耗材:连杆、扳手、棉纱、钢尺等。
6、 学时数:2学时
实验项目4
1、 实验项目名称:动平衡实验

2、 实验项目的目的和要求:熟悉动平衡机的工作原理及转子动平衡的基本方法;掌握使用动平衡机的方法及操作步骤;通过“补偿质径积式”动平衡机的实验原理和实践加深对动平衡理论的理解。
3、 实验内容:安装准备实验台,初始化设备;观察不平衡质量对动平衡的影响、不平衡质量的位置对动平衡的影响、各不平衡质量相对相位角的变化对动平衡影响;对回转件进行动平衡平衡。
4
项目需用仪器设备名称:JL-DPH-A动平衡原理实验台
5、 所需主要元器件及耗材:百分表、质量块、皮带等。
6
学时数:2学时
 
 
 
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