机械设计基础实验教程 朱颖移塔里夫主编 新疆大学机械设计教研室 2010年3月
机械设计基础实验教程 朱颖 穆塔里夫 主编 新疆大学机械设计教研室 2010 年 3 月
前言 新疆大学在多年的教学改革的探索与实践过程中，机械设计课逐渐形成以“设计” 为主线，培养学生的创新能力，工程实践能力，理论教学和实践教学紧密联系的新体系 并构建了理论教学平台和实践教学平台。实践教学平台由实验教学和课程综合设计组成， 《机械设计基础实验教程》是实验教学平台建设的重要组成部分，使实验教学改革的具 体体现。 提高工科大学生的创新意识，培养创新能力，加强动手能力是21世纪高等工科学校 实践教学改革的重要组成部分。几年来，通过学校的“21”工程建设和重点学科建设， 机械设计实验室的面貌发生了很大变化，实验设备得到了不断的更新、补充和完善。目 前，已形成了从“机械认知实验”、“机械创新实验”到“机械性能测试与分析实验”等 完整的实验体系，为培养学生的创新设计能力，动手能力和工程实践能力提供了良好的 工程实践基地。 本书共分三章：第一章绪论：第二章实验项目及内容：第三章实验报告。第二章 中的实验项目可按学生的不同专业，分为必做实验，选做实验和开放性实验。该实验教 程内容可供机械类和近机类专业学生使用，也可以作为非机械类学生的选做实验。 本书由新疆大学机械设计教研室穆塔里夫·阿赫迈德和徐重新共同编写。编写工作 的分工为：第一章、第二章和第三章部分由穆塔里夫·阿赫迈德负责编写，第三章部分 由徐重新负责编写，全书由穆塔里夫负责统稿并任主编。 新疆大学机械工程学院的孙文磊教授和买买提明教授仔细审阅了书稿并提出了许多 修政意见，在此表示衷心感谢。 本书是在原有实验设各和新近引进的实验设备试用的基础上，参考其使用说明书利 其它有关资料编写而成的。由于作者水平有限，经验不足，漏误之处在所难免，希望广 大读者不吝赐教。 编者 2010年3月
前 言 新疆大学在多年的教学改革的探索与实践过程中，机械设计课逐渐形成以“设计” 为主线，培养学生的创新能力，工程实践能力，理论教学和实践教学紧密联系的新体系， 并构建了理论教学平台和实践教学平台。实践教学平台由实验教学和课程综合设计组成， 《机械设计基础实验教程》是实验教学平台建设的重要组成部分，使实验教学改革的具 体体现。 提高工科大学生的创新意识，培养创新能力，加强动手能力是 21 世纪高等工科学校 实践教学改革的重要组成部分。几年来，通过学校的“211”工程建设和重点学科建设， 机械设计实验室的面貌发生了很大变化，实验设备得到了不断的更新、补充和完善。目 前，已形成了从“机械认知实验”、“机械创新实验”到“机械性能测试与分析实验”等 完整的实验体系，为培养学生的创新设计能力，动手能力和工程实践能力提供了良好的 工程实践基地。 本书共分三章：第一章 绪论；第二章 实验项目及内容；第三章 实验报告。第二章 中的实验项目可按学生的不同专业，分为必做实验，选做实验和开放性实验。该实验教 程内容可供机械类和近机类专业学生使用，也可以作为非机械类学生的选做实验。 本书由新疆大学机械设计教研室穆塔里夫·阿赫迈德和徐重新共同编写。编写工作 的分工为：第一章、第二章和第三章部分由穆塔里夫·阿赫迈德负责编写，第三章部分 由徐重新负责编写，全书由穆塔里夫负责统稿并任主编。 新疆大学机械工程学院的孙文磊教授和买买提明教授仔细审阅了书稿并提出了许多 修改意见，在此表示衷心感谢。 本书是在原有实验设备和新近引进的实验设备试用的基础上，参考其使用说明书和 其它有关资料编写而成的。由于作者水平有限，经验不足，漏误之处在所难免，希望广 大读者不吝赐教。 编者 2010 年 3 月
c384d9961650426aac372c5c6de4c5b.doc 令 录 第1章绪论 第1节实验教学在教学中的地位与作用 第2节机械设计基础课程实验体系 第3节机械设计基础课程实验内容 ￥ 第4节机械设计基础实验分类和要求 第2章实验项目及内容 7 第1节机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 第2节机械传动性能综合测试实验 16 第3节滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验 22 第4节轴系结构实验 27 第5节减速器拆装实验 29 第6节机械创新设计认知实验 34 第3章实验报告 50 第1节机械运动参数测量、仿真、设计综合实验报告 50 第2节机械传动性能综合测试实验报告 63 第3节滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验报告 66 第4节轴系结构实验报告 70 第5节减速器拆装实验报告 72 第6节机械创新设计认知实验报告 74
e384d99616504f26aac372c5c6de4c5b.doc 1 目 录 第 1 章 绪论 1 第 1 节 实验教学在教学中的地位与作用 1 第 2 节 机械设计基础课程实验体系 1 第 3 节 机械设计基础课程实验内容 4 第 4 节 机械设计基础实验分类和要求 5 第 2 章 实验项目及内容 7 第 1 节 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验 7 第2节 机械传动性能综合测试实验 16 第 3 节 滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验 22 第 4 节 轴系结构实验 27 第 5 节 减速器拆装实验 29 第 6 节 机械创新设计认知实验 34 第 3 章 实验报告 50 第 1 节 机械运动参数测量、仿真、设计综合实验报告 50 第 2 节 机械传动性能综合测试实验报告 63 第 3 节 滑动轴承多媒体仿真、测试分析实验报告 66 第 4 节 轴系结构实验报告 70 第 5 节 减速器拆装实验报告 72 第 6 节 机械创新设计认知实验报告 74
第1章」 绪论 第1节实验教学在教学中的地位与作用 教有要面向未来，现代教有理念己从知识型教有，智能型教育走向素质教有，创新 教有。高等教有在探索如何实施以人的全面发展为价值取向的素质教有的过程中，逐步认 识到理论教学和实验教学具有同等重要的地位和作用。直言教学的重要性是让学生自己 动手实验，它是认识世界的一个重要的源头，学生通过实验牢固地确立试验先于理论，理 论源于实验的科学世界观，不仅从理论课上接受知识，还要自己通过实验去学习知识，在 实验中运用知识，才能真正掌握好知识，最终在实践中创造知识，发展知识。 实验教学是理论知识与实践活动，间接经验与直接经验，抽象思维与形象思维，传授 知识与训练技能相结合过程，要在实验教学中培养学生的创新能力，就要重视实验教学方 法，使实验课成为学生有效的学习和掌握科学技术与研究科学理论和方法的途径，学生通 过一定量的，有水平的实验和有计划的实验操作技能训练，可以达到扩大知识面，增强实 验设计能力，实际操作能力，提高分析问题和解决问题的能力，培养科研协作精神，使自身 素质得到全面提高。 机械设计实验是机械技术基础课程的重要实践环节，其教学目标是使学生开始认知 机械设备与机械装置，掌握绘制实际机构运动简图的技能，掌握对简单机械叁数测试的手 段，加深对基本理论的理解和验证，培养学生的测试技能，提高学生独立思考问题，分析问 题和解决问题的能力，获得实际操作的基本工程训练和对实验结果进行分析的能力。 在实践中培养学生的创新意识和创新能力尤为重要，开设具有创造性的实验对培养 学生创新意识和创新素质有很大帮助，在培养学生的全局教有中起着重要作用。 在实验教学中强调独立动手能力和运用实验方法研究机械能力的培养，培养学生理 论关系实际，独立分析，解决实际问题的能力与事实是，严谨动作作风及爱护国家财产的 良好品德。 实验中尽量采用先进的测试方法和数据处理方式，逐步创造启发式和开放式实验条 件，使学生能自选和自行设计试验项目，提高试验能力，以适应培养跨世纪人才需要。 第2节机械设计基础课程实验体系
第 1 章 绪 论 第 1 节 实验教学在教学中的地位与作用 教育要面向未来，现代教育理念已从知识型教育，智能型教育走向素质教育，创新 教育。高等教育在探索如何实施以人的全面发展为价值取向的素质教育的过程中,逐步认 识到理论教学和实验教学具有同等重要的地位和作用。直言教学的重要性是让学生自己 动手实验,它是认识世界的一个重要的源头,学生通过实验牢固地确立试验先于理论,理 论源于实验的科学世界观,不仅从理论课上接受知识,还要自己通过实验去学习知识,在 实验中运用知识,才能真正掌握好知识,最终在实践中创造知识,发展知识。 实验教学是理论知识与实践活动,间接经验与直接经验,抽象思维与形象思维,传授 知识与训练技能相结合过程,要在实验教学中培养学生的创新能力,就要重视实验教学方 法,使实验课成为学生有效的学习和掌握科学技术与研究科学理论和方法的途径,学生通 过一定量的,有水平的实验和有计划的实验操作技能训练,可以达到扩大知识面,增强实 验设计能力,实际操作能力,提高分析问题和解决问题的能力,培养科研协作精神,使自身 素质得到全面提高。 机械设计实验是机械技术基础课程的重要实践环节,其教学目标是使学生开始认知 机械设备与机械装置,掌握绘制实际机构运动简图的技能,掌握对简单机械叁数测试的手 段,加深对基本理论的理解和验证,培养学生的测试技能,提高学生独立思考问题,分析问 题和解决问题的能力,获得实际操作的基本工程训练和对实验结果进行分析的能力。 在实践中培养学生的创新意识和创新能力尤为重要,开设具有创造性的实验对培养 学生创新意识和创新素质有很大帮助,在培养学生的全局教育中起着重要作用。 在实验教学中强调独立动手能力和运用实验方法研究机械能力的培养，培养学生理 论关系实际，独立分析，解决实际问题的能力与事实是,严谨动作作风及爱护国家财产的 良好品德。 实验中尽量采用先进的测试方法和数据处理方式，逐步创造启发式和开放式实验条 件，使学生能自选和自行设计试验项目，提高试验能力，以适应培养跨世纪人才需要。 第 2 节 机械设计基础课程实验体系
c384d9961650426aac372c5c6de4c5b.doc 一.机械设计试验课程的体系结构 机械设计基础课程的实验体系将遵循“机械认知→机械创新→性能测试与分析→产 品制作”的实践、理论、在实践的认知规律，并按照这四个大组成部分将实验室规划分 类，建造机械设计基础实验大平台，组成框图1·1所示。 每个实验模块包含的实验内容如下： 图11机城设计基础实验平台 1.机械认知实验模块 ) 机械模型陈列：典型机构与零件，机械手与机器人，工业包装机等展示。 ② 机械测绘：机构尺寸测绘，提高认识机械和分析机械的能力。 (3) 轴系结构分析：轴系拆装认知，提高轴系结构的设计能力。 (4) 减速器拆装：拆装、分析减速器提高机械设备结构的认知和工程设计能力。 (⑤)齿轮范成实验：认识齿轮加工的基本原理。 2.机械创新设计实验模块 (1) 机械创新设计网络平台：提供创新设计的查询、创新设计方法、途经、资料 创新设计支撑软件，直接服务与创新设计。 (2) 机构创意组装室：直接创造搭接新结构，或将创造的机构进行实物组装。 (3) 机电组合系统创意组装实验室：组装含有气动机构、齿轮机构、杆件机构和 微机控制组成的复杂机电系统，进行机电一体化产品的创新设计训练。 (4) 机械创新设计陈列柜：用各种设计新颖的机电产品或模型，配合相应的图文 资料，介绍机械创新设计的基本原理和方法，对于启迪创新思维，提高机械 创新意识和创新设计能力具有重要的作用。 3.机械性能测试与分析模块 (1)机械运动参数测量：测量常用机构的实际位移、速度、加速度、运转不均匀 系数和平衡机械性能参数并与理论值比较。 (2)机械传动性能综合测量：测量带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用 传动以及它们的任意组合传动的功率、扭矩、转速、效率和传动比，并与理 论值比较
e384d99616504f26aac372c5c6de4c5b.doc 2 一．机械设计试验课程的体系结构 机械设计基础课程的实验体系将遵循“机械认知→机械创新→性能测试与分析→产 品制作”的实践、理论、在实践的认知规律，并按照这四个大组成部分将实验室规划分 类,建造机械设计基础实验大平台，组成框图 1-1 所示。 每个实验模块包含的实验内容如下： 机械认知 实验模块 机械产品 制造模块 机械性能 测试模块 机械创新 实验模块 图 1-1 机械设计基础实验平台 1. 机械认知实验模块 (1) 机械模型陈列：典型机构与零件，机械手与机器人，工业包装机等展示。 (2) 机械测绘：机构尺寸测绘，提高认识机械和分析机械的能力。 (3) 轴系结构分析：轴系拆装认知，提高轴系结构的设计能力。 (4) 减速器拆装：拆装、分析减速器提高机械设备结构的认知和工程设计能力。 (5) 齿轮范成实验：认识齿轮加工的基本原理。 2. 机械创新设计实验模块 (1) 机械创新设计网络平台:提供创新设计的查询、创新设计方法、途经、资料、 创新设计支撑软件，直接服务与创新设计。 (2) 机构创意组装室：直接创造搭接新结构，或将创造的机构进行实物组装。 (3) 机电组合系统创意组装实验室：组装含有气动机构、齿轮机构、杆件机构和 微机控制组成的复杂机电系统，进行机电一体化产品的创新设计训练。 (4) 机械创新设计陈列柜：用各种设计新颖的机电产品或模型，配合相应的图文 资料，介绍机械创新设计的基本原理和方法，对于启迪创新思维，提高机械 创新意识和创新设计能力具有重要的作用。 3. 机械性能测试与分析模块 (1) 机械运动参数测量：测量常用机构的实际位移、速度、加速度、运转不均匀 系数和平衡机械性能参数并与理论值比较。 (2) 机械传动性能综合测量：测量带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用 传动以及它们的任意组合传动的功率、扭矩、转速、效率和传动比，并与理 论值比较