《机械原理实验》课程教学大纲
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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。
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
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
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
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
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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