第1章機械原理實驗1
1.1機構認知實驗1
1.1.1實驗目的1
1.1.2實驗設備1
1.1.3實驗方法1
1.1.4實驗內容1
1.2機構運動簡圖的測繪與分析3
1.2.1實驗目的3
1.2.2實驗設備和工具3
1.2.3實驗原理和方法3
1.2.4測繪方法與步驟4
1.2.5實驗要求4
1.2.6思考題5
1.3連杆機構運動參數測試及分析6
1.3.1實驗目的6
1.3.2實驗裝置6
1.3.3實驗原理6
1.3.4實驗準備7
1.3.5實驗步驟7
1.3.6實驗記錄10
1.3.7思考題10
1.4齒輪的範成實驗11
1.4.1實驗目的11
1.4.2實驗設備和工具11
1.4.3實驗原理和方法11
1.4.4實驗前準備12
1.4.5實驗步驟12
1.4.6思考題13
1.5齒輪參數測量實驗14
1.5.1實驗目的14
1.5.2實驗設備和工具14
1.5.3實驗原理和內容14
1.5.4實驗要求16
1.5.5實驗記錄17
1.5.6思考題17
1.6凸輪廓線檢測實驗18
1.6.1實驗目的18
1.6.2實驗設備及工具18
1.6.3實驗原理和方法18
1.6.4實驗步驟19
1.6.5實驗結果21
1.6.6思考題22
1.7計算機控制硬支承動平衡機測試23
1.7.1實驗目的 23
1.7.2實驗內容和要求23
1.7.3實驗設備及工具23
1.7.4動平衡機結構和工作原理 23
1.7.5實驗方法、步驟及結構測試25
1.7.6故障排除 26
1.7.7實驗記錄27
1.7.8思考題27
1.8機構運動方案創新設計實驗29
1.8.1實驗目的29
1.8.2實驗內容29
1.8.3實驗要求29
1.8.4實驗設備及工具29
1.8.5實驗方法與步驟30
1.8.6實驗報告32
1.8.7思考題32
1.8.8機構運動方案創新設計參考題目32
1.8.9HM型機構繫統創新組合模型使用說明書39

第2章機械設計實驗48
2.1機械零件認知實驗48
2.1.1實驗目的48
2.1.2實驗設備48
2.1.3實驗方法48
2.1.4實驗內容48
2.2螺栓連接拉伸實驗55
2.2.1實驗目的55
2.2.2實驗原理55
2.2.3實驗主要儀器設備57
2.2.4實驗內容和要求59
2.2.5實驗步驟及結果測試59
2.2.6實驗報告61
2.2.7思考題61
2.3帶傳動特性63
2.3.1實驗目的63
2.3.2實驗臺的構造和工作原理63
2.3.3實驗步驟65
2.3.4實驗記錄65
2.3.5實驗報告66
2.3.6實驗數據處理66
2.3.7思考題66
2.4滑動軸承實驗67
2.4.1實驗目的67
2.4.2實驗臺的構造與工作原理67
2.4.3實驗注意事項69
2.4.4實驗方法與步驟69
2.4.5實驗記錄71
2.4.6實驗數據處理71
2.4.7思考題71
2.5機械傳動繫統組合實驗72
2.5.1實驗目的72
2.5.2實驗設備72
2.5.3實驗內容及要求73
2.5.4實驗過程與步驟74
2.5.5實驗記錄75
2.5.6思考題76
2.6機械傳動效率測定與分析77
2.6.1實驗目的77
2.6.2實驗設備及工作原理77
2.6.3試驗機主要技術參數79
2.6.4實驗步驟79
2.6.5實驗記錄80
2.6.6思考題80
2.7軸繫組合設計及分析81
2.7.1實驗目的81
2.7.2實驗設備及工具81
2.7.3實驗原理81
2.7.4實驗要求82
2.7.5實驗數據82
2.7.6思考題82
2.7.7軸繫結構設計實驗方案82
2.7.8軸繫結構示例83
2.8減速器裝拆實驗86
2.8.1實驗目的86
2.8.2實驗設備及工具86
2.8.3實驗方法和步驟86
2.8.4實驗注意事項87
2.8.5實驗記錄87
2.8.6思考題87
2.9機械傳動性能綜合實驗88
2.9.1實驗目的88
2.9.2實驗設備88
2.9.3實驗原理89
2.9.4實驗步驟90
2.9.5注意事項92
2.9.6實驗記錄及處理92
2.9.7思考題92
2.10摩擦及磨損實驗93
2.10.1實驗目的93
2.10.2實驗設備及原理93
2.10.3實驗材料94
2.10.4實驗步驟94
2.10.5注意事項95
2.10.6實驗記錄95
2.10.7思考題96
2.11彈簧特性測定97
2.11.1實驗目的97
2.11.2實驗設備及工具97
2.11.3實驗原理和方法97
2.11.4實驗步驟97
2.11.5彈簧試驗機面板及其操作說明99
2.11.6實驗注意事項99
2.11.7實驗記錄100
2.11.8思考題100
2.12疲勞強度基礎實驗101
2.12.1實驗目的101
2.12.2實驗設備101
2.12.3實驗原理102
2.12.4實驗步驟103
2.12.5注意事項103
2.12.6實驗記錄103
2.12.7思考題103
2.13自行車拆裝實驗104
2.13.1實驗目的104
2.13.2實驗設備及拆裝工具104
2.13.3實驗內容104
2.13.4實驗步驟104
2.13.5實驗要求106
2.13.6思考題106
2.14慧魚技術創新設計實驗107
2.14.1實驗目的107
2.14.2實驗設備和工具107
2.14.3實驗原理107
2.14.4實驗準備工作107
2.14.5實驗方法與步驟107
2.14.6慧魚創意組合模型的說明108
2.14.7慧魚創意組合模型實驗110

參考文獻114

“機械設計基礎”課程包括機械原理和機械設計兩部分，是培養學生具有機械基礎知識及機械創新能力的技術基礎課，為機械類各專業教學計劃中的主干課程，在培養合格機械工程設計人纔方面起著極其重要的作用，是學習專業課程和從事機械產品設計的基礎。
“機械設計基礎”課程涉及的內容較多、較廣，並且是一門工程實踐性很強的課程。因此，其相應的“機械設計基礎”實驗環節不僅對學生鞏固所學知識、培養工程實踐和動手能力，而且對培養學生分析問題和解決問題的能力都具有重要的意義。
本書根據國家工科基礎課程實驗教學建設要求編寫，內容豐富，涉及面廣，不僅介紹了機械原理和機械設計課程大綱規定的基本實驗項目，還介紹了設計性、綜合性和應用性等提高性實驗項目。為適應培養創新型人纔的時代需要，本書增加了創新實驗和研究性實驗項目，教師可根據教學需要選擇合適的實驗項目進行實驗。本書可作為高等院校機械類及近機械類專業“機械設計基礎”課程的實驗教材，也可供相關專業工程技術人員參考。
本書力求概念準確、層次清晰、內容規範，對每個實驗的目的、設備、實驗原理及實驗操作步驟敘述清楚，具有可讀性和可操作性。
本書在原《機械設計基礎實驗指導書》第1版的基礎上修訂，刪減了幾個不常開設的實驗項目，對第1版中文字、插圖的錯漏進行更正，部分參考文獻也做了更新，還根據國家標準代號的要求更新了書中標準件的標準代號。
本書在編寫過程中，參閱了其他版本的同類教材、相關資料和文獻；路家斌、潘繼生、謝宋良、唐文艷、張曉偉、夏鴻建、李蘇洋等老師提出了寶貴的意見，出版社的編輯人員為本書的出版投入了大量的勞動，在此衷心致謝。
由於編者的水平和時間所限，誤漏之處在所難免，敬請同行專家和廣大讀者批評指正，以便再版時修正。

編者2019年2月

機械設計基礎實驗指導書(第2版)第1章機械原理實驗第1章機械原理實驗〖1〗1.1機構認知實驗實驗項目性質: 演示性實驗計劃學時: 1
1.1.1實驗目的
(1) 初步了解“機械原理”課程所研究的各種常用機構的結構、類型、特點及應用實例。
(2) 增強學生對機構與機器的感性認識。
(3) 了解機器的運動原理和分析方法，使學生對機器由總體感性認識上升為理性認識。
1.1.2實驗設備
機械結構設計陳列教學櫃。
1.1.3實驗方法
在陳列室向學生展示各種常用機構的模型，通過模型的動態展示，增強學生對機構與機器的感性認識。實驗教師隻作簡單介紹，提出問題，供學生思考；學生通過觀察，對常用機構的結構、類型、特點有一定的了解，對學習機械原理課程產生一定的興趣。
1.1.4實驗內容1. 對機器的認識通過實物模型和機構的觀察，學生可以認識到: 機器是由一個機構或幾個機構按照一定運動要求組合而成的。所以隻要掌握各種機構的運動特性，再去研究任何機器的特性就不困難了。在機械原理中，運動副是以兩構件的直接接觸形式的可動連接及運動特征來命名的，如高副、低副、轉動副、移動副等。
2. 平面四杆機構
平面連杆機構中結構簡單、應用廣泛的是四杆機構。四杆機構分成三大類，即鉸鏈四杆機構、單移動副機構、雙移動副機構。
(1) 鉸鏈四杆機構分為曲柄搖杆機構、雙曲柄機構、雙搖杆機構，即根據兩連架杆為曲柄或搖杆來確定。
(2) 單移動副機構是以一個移動副代替鉸鏈四杆機構中的一個轉動副演化而成的，可分為曲柄滑塊機構、曲柄搖塊機構、轉動導杆機構及擺動導杆機構等。
(3) 雙移動副機構是帶有兩個移動副的四杆機構，把它們倒置也可得到曲柄移動導杆機構、雙滑塊機構及雙轉塊機構。
3. 凸輪機構
凸輪機構常用於把主動構件的連續運動轉變為從動件嚴格地按照預定規律的運動。隻要適當設計凸輪廓線，便可以使從動件獲得任意的運動規律。由於凸輪機構結構簡單、緊湊，因此廣泛應用於各種機械、儀器及操縱控制裝置中。
凸輪機構主要由三部分組成，即凸輪(有特定的廓線)、從動件(由凸輪廓線控制著)及機架。
凸輪機構的類型較多，學生在參觀這部分時應了解各種凸輪的特點和結構，找出其中的共同特點。
4. 齒輪機構
齒輪機構是現代機械中應用廣泛的一種傳動機構。齒輪機構具有傳動準確、可靠、運轉平穩、承載能力大、體積小、效率高等優點，廣泛應用於各種機器中。
1) 齒輪的分類
根據輪齒的形狀，齒輪分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸輪、蝸杆。根據主、從動輪的兩軸線相對位置，齒輪傳動分為平行軸傳動、相交軸傳動、交錯軸傳動三大類。
(1) 平行軸傳動的類型有外、內囓合直齒輪機構，斜齒圓柱齒輪機構，人字齒輪機構，齒輪齒條機構等。
(2) 相交軸傳動的類型有圓錐齒輪機構，其輪齒分布在一個截錐體上，兩軸線夾角常為90°。
(3) 交錯軸傳動的類型有螺旋齒輪機構、圓柱蝸輪蝸杆機構、弧面蝸輪蝸杆機構等。
在參觀這部分時，學生應注意了解各種機構的傳動特點、運動狀況及應用範圍等。
2) 齒輪機構參數
齒輪基本參數有齒數z、模數m、分度圓壓力角α、齒頂高繫數ha、頂隙繫數c等。
參觀這部分時，學生需要掌握: 什麼是漸開線？漸開線是如何形成的？什麼是基圓和漸開線發生線？並注意觀察基圓、發生線、漸開線三者之間的關繫，從而得知漸開線具有什麼性質。
然後觀察擺線的形成，要了解什麼是發生圓？什麼是基圓？動點在發生圓上位置發生變化時，能得到什麼樣軌跡的擺線？
同時還要通過參觀，總結出齒數、模數、壓力角等參數變化對齒形有何影響。
5. 周轉輪繫
通過各種類型周轉輪繫的動態模型演示，學生應該了解什麼是定軸輪繫？什麼是周轉輪繫？根據自由度不同，周轉輪繫又分為行星輪繫和差動輪繫。它們有什麼差異和共同點？差動輪繫為什麼能將一個運動分解為兩個運動或將兩個運動合成為一個運動?
周轉輪繫的功用、形式很多，各種類型都有它自己的缺點和優點，在今後的應用中應如何避開缺點、發揮優點等，都是需要學生實驗後認真思考和總結的問題。
6. 其他常用機構
其他常用機構有棘輪機構、摩擦式棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、凸輪式間歇運動機構、萬向節及非圓齒輪機構等。通過各種機構的動態演示，學生應了解各種機構的運動特點及應用範圍。
7. 機構的串、並聯
展櫃中展示有實際應用的機器設備、儀器儀表的運動機構。從這裡可以看出，機器都是由一個或幾個機構按照一定的運動要求串、並聯組合而成的。所以在學習機械原理課程中一定要掌握好各類基本機構的運動特性，纔能更好地去研究任何機構(復雜機構)的特性。1.2機構運動簡圖的測繪與分析
實驗項目性質: 驗證性實驗計劃學時: 2