《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱（非獨(dú)立開(kāi)課課程）開(kāi)課系（部）：工程學(xué)院課程編號(hào)：420066課程類(lèi)型：專(zhuān)業(yè)必修課學(xué)時(shí)學(xué)分：課程總學(xué)時(shí)64其中實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)：4學(xué)分：3.0適用專(zhuān)業(yè)：工業(yè)工程開(kāi)課學(xué)期：2012-2013學(xué)年第二學(xué)期先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械制圖一、課程簡(jiǎn)述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械類(lèi)、機(jī)電類(lèi)、近機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究普通工作條件下一般參數(shù)的通用零部件的選用及設(shè)計(jì)的一門(mén)學(xué)科，在教學(xué)計(jì)劃中起著承先啟后的作用，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下必要的基礎(chǔ)。本課程具有較強(qiáng)的理論性，同時(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的機(jī)械理論基礎(chǔ)，提高學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性，培養(yǎng)其開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程與《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》理論課程相配套，課程旨在培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的同時(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)。通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，學(xué)生能夠掌握關(guān)于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、受力分析等方面的基本理論和基本知識(shí)，掌握通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)原理、方法，掌握典型機(jī)械零件的實(shí)驗(yàn)方法及技能；具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，具有初步的分析和設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，能夠開(kāi)展一般通用零部件和簡(jiǎn)單機(jī)械裝置設(shè)計(jì)，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和今后從事設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c基本要求1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖鳛橐婚T(mén)實(shí)踐性課程，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕▋蓚€(gè)方面：（1）加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的基本訓(xùn)練、提高分析問(wèn)題和解決的能力，具體來(lái)說(shuō)就是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生理論與實(shí)際聯(lián)系的培養(yǎng)，提高學(xué)生動(dòng)手能力，在機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械零部件設(shè)計(jì)等方面加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練。（2）通過(guò)觀察、測(cè)量和分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)理論的認(rèn)識(shí)。2、基本要求《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課程的基本要求如下：（1）能正確使用常用的測(cè)量?jī)x器及設(shè)備；（2）能閱讀簡(jiǎn)單的零部件圖；（3）能按預(yù)定要求，獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)；（4）獨(dú)立完成數(shù)據(jù)測(cè)取、結(jié)果分析；（5）掌握一般的機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝工藝。二、實(shí)驗(yàn)方式與注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)方式根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的具體條件和實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行分組，必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，由學(xué)生獨(dú)立完成，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，要求學(xué)生盡量做到獨(dú)立思考，獨(dú)立解決，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)課前必須充分預(yù)習(xí)，搞清楚本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及其有關(guān)原理，了解本次實(shí)驗(yàn)所用的儀器、儀表的原理和使用方法。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要仔細(xì)閱讀有關(guān)儀器使用的注意事項(xiàng)或儀器說(shuō)明書(shū)，應(yīng)正確使用儀器。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)地、正確地將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格內(nèi)，養(yǎng)成認(rèn)真觀察、細(xì)心記錄的好習(xí)慣。做完實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)把儀器及桌子上用具整理好，保持實(shí)驗(yàn)室清潔整齊，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)。（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)的記錄和總結(jié)，應(yīng)認(rèn)真寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求力求簡(jiǎn)單明了，用詞準(zhǔn)確，字跡清晰。數(shù)據(jù)記錄要全、真實(shí)、表格要合理清楚，回答問(wèn)題要反映出自己在實(shí)驗(yàn)中的切身體會(huì)。三、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定1、考核方式本課程各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)應(yīng)由書(shū)面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?yōu)橹?，?shí)驗(yàn)過(guò)程表現(xiàn)為輔，由任課老師評(píng)定最終的成績(jī)。2、成績(jī)?cè)u(píng)定以學(xué)生提交的書(shū)面報(bào)告為依據(jù)評(píng)定成績(jī)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程表現(xiàn)由任課教師根據(jù)組織實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生們的表現(xiàn)，給積極主動(dòng)表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生給予適當(dāng)加分，表現(xiàn)特別消極不認(rèn)真者給予減分。四、實(shí)驗(yàn)教材和主要參考資料1.汪信遠(yuǎn),奚鷹.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,2010.2.濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版).北京:高等教育出版社,2001.3.吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3版).北京:高等教育出版社,2006.4.陳曉南,楊培林.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:科學(xué)出版社,2012.五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容提要序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)要求1減速器拆裝實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)減速器的拆裝與觀察，了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性；通過(guò)減速器的結(jié)構(gòu)分析，了解其如何滿(mǎn)足功能要求和強(qiáng)度、剛度要求、工藝（加工與裝配）要求及潤(rùn)滑與密封等要求；通過(guò)對(duì)減速器中某軸系部件的拆裝與分析，了解軸上零件的定位方式、軸系與箱體的定位方式、軸承及其間隙調(diào)整方法、密封裝置等；觀察與分析軸的工藝結(jié)構(gòu)；14驗(yàn)證必修2帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象；了解初拉力、帶速等參數(shù)的改變對(duì)帶傳動(dòng)能力的影響，測(cè)繪出彈性滑動(dòng)曲線；掌握轉(zhuǎn)速、扭矩、轉(zhuǎn)速差及帶傳動(dòng)效率的測(cè)量方法。14驗(yàn)證必修六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容實(shí)驗(yàn)一減速器拆裝實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）通過(guò)對(duì)減速器的拆裝與觀察，了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性；（2）通過(guò)減速器的結(jié)構(gòu)分析，了解其如何滿(mǎn)足功能要求和強(qiáng)度、剛度要求、工藝（加工與裝配）要求及潤(rùn)滑與密封等要求；（3）通過(guò)對(duì)減速器中某軸系部件的拆裝與分析，了解軸上零件的定位方式、軸系與箱體的定位方式、軸承及其間隙調(diào)整方法、密封裝置等；觀察與分析軸的工藝結(jié)構(gòu)；（4）通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型減速器的分析比較，加深對(duì)機(jī)械零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)，為機(jī)械零、部件設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2實(shí)驗(yàn)設(shè)備一級(jí)圓柱齒輪減速器、二級(jí)圓柱齒輪減速器、二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器、活動(dòng)扳手2把、游標(biāo)卡尺1把、鋼板尺1把。3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）畫(huà)出你所拆裝的減速器的傳動(dòng)布置簡(jiǎn)圖。（2）測(cè)量下表中數(shù)據(jù)并將結(jié)果記錄在表中。序號(hào)1d12d23d34傳動(dòng)比i1·i25678910

（3）寫(xiě)出減速器各零件與附件的用途。序號(hào)名稱(chēng)作用備注1齒輪2軸3軸承4端蓋5箱體6軸套7鍵8窺視孔9通氣器10定位銷(xiāo)11起蓋釘12油標(biāo)13放油塞14起吊環(huán)15起吊鉤4思考題（1）軸上零件如何進(jìn)行軸向定位和周向定位？（2）如何減輕箱體的重量和減少箱體的加工面積？（3）軸承座兩側(cè)上下箱連接螺栓凸臺(tái)高度應(yīng)如何確定？（4）減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)如何考慮裝、拆的要求？實(shí)驗(yàn)二帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與打滑現(xiàn)象。（2）了解初拉力、帶速等參數(shù)的改變對(duì)帶傳動(dòng)能力的影響，測(cè)繪出彈性滑動(dòng)曲線。（3）掌握轉(zhuǎn)速、扭矩、轉(zhuǎn)速差及帶傳動(dòng)效率的測(cè)量方法。2實(shí)驗(yàn)設(shè)備DCS-II智能帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)3實(shí)驗(yàn)原理帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)由直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)而組成帶傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)作為負(fù)載。電控電路為電動(dòng)機(jī)提供電源；傳動(dòng)帶拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，每按一次“加載”按鈕，在發(fā)電機(jī)電樞電路上并聯(lián)一個(gè)負(fù)載電阻，使發(fā)電機(jī)負(fù)載逐步增加，電樞電流增大，發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，即發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，實(shí)現(xiàn)了帶傳動(dòng)負(fù)載的變化。在不同的負(fù)載下，分別測(cè)量主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速（n1，n2）和帶輪與傳動(dòng)帶之間的摩擦力矩（T1，T2），就可以分別計(jì)算出主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的傳動(dòng)功率（P1=n1T1/9550，P2=n2T2/9550）及帶傳動(dòng)的效率（η=P2/P1）和滑動(dòng)系數(shù)（ε=(n1-n2)/n1）。帶輪的轉(zhuǎn)速是通過(guò)光電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量的。帶輪與傳動(dòng)帶之間的摩擦力矩是通過(guò)測(cè)量電機(jī)定子作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力矩而間接測(cè)到的；當(dāng)帶輪-電機(jī)軸-電機(jī)轉(zhuǎn)子一同穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)帶作用于帶輪上的摩擦力矩與電機(jī)定子通過(guò)磁場(chǎng)作用于轉(zhuǎn)子上的電磁力矩相等。兩臺(tái)電機(jī)均為懸掛浮動(dòng)支承，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，定子通過(guò)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)磁場(chǎng)也以相同的電磁力矩反作用于定子上，使電機(jī)殼有反向轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，而電機(jī)殼外安裝的拉力傳感器提供的外部機(jī)械力矩使電機(jī)殼平衡，這時(shí)由拉力傳感器測(cè)得的外部力矩即為帶輪與傳動(dòng)帶之間的摩擦力矩。4實(shí)驗(yàn)步驟（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求加初拉力F0。（2）打開(kāi)電源前應(yīng)將調(diào)速旋鈕逆時(shí)針旋到“零”，避免開(kāi)機(jī)時(shí)電動(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)。（3）校零；打開(kāi)電源，按一下“清零”鍵，使轉(zhuǎn)速和力矩均顯示為“0”（4）順時(shí)針輕調(diào)速度旋鈕，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并逐漸增速，將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1000rpm左右。（5）記錄空載時(shí)（載荷指示燈不亮）主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。（6）按“加載”鍵一次，加載指示燈亮一個(gè)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使其保持在預(yù)定工作轉(zhuǎn)速內(nèi)，記錄主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n1、n2和轉(zhuǎn)矩T1、T2。（7）重復(fù)第6步，依次加載并記錄數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)10個(gè)。（8）改變初拉力F0重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)10個(gè)。（9）關(guān)機(jī)；先將電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至零，再關(guān)閉電源。以避免以后的使用者因誤操作而使電動(dòng)機(jī)突然啟動(dòng)，發(fā)生危險(xiǎn)。（10）根據(jù)記數(shù)據(jù)計(jì)算ε、η，作出帶傳動(dòng)的滑動(dòng)曲線（ε-T2）和效率曲線（η-T2）。5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1）帶的種類(lèi)：2）帶的初拉力：F0=Kg3）張