机械原理实验指导书 兰州交通大学机电工程学院 机械设计教研室 2004年9月
机械原理实验指导书 兰州交通大学机电工程学院 机械设计教研室 2004 年 9 月
目录 学生实验守则… 实验一机构运动简图测绘……… 实验二机构演示 实验三平面机构组装及运动参数测定… 实验四铰链四杆机构特性……23 实验五平面连杆机构创意设计
1 目 录 学生实验守则………………………………………………………2 实验一 机构运动简图测绘………………………………………3 实验二 机构演示…………………………………………………8 实验三 平面机构组装及运动参数测定……………………10 实验四 铰链四杆机构特性……………………………………23 实验五 平面连杆机构创意设计……………………………27
兰州交通大学 学生实验守则 、学生实验前应认真预习相关实验内容,明确实验目的、内容、步骤,对指导教师 的抽查提问回答不合要求者,须重新预习,否则不准其做实验。 、学生在实验中,应听从指导教师及实验人员的安排,在使用精密、贵重仪器时, 必须按要求操作以确保设备的安全使用,禁止随意动用与本实验无关的仪器设备 若对实验内容持有创见性的改革,实施前必须经指导人员同意后方可进行 学生应认真地进行实验,严格按操作规程办事,正确记录实验数据,不准抄袭别 组数据,不得擅自离开操作岗位。实验后要认真做好实验报告,认真分析实验结 果、处理实验数据 四、严格考勤,对无故缺席实验的学生以旷课论处,不得补做:对请假的学生,须另 行安排时间予以补做。 五、实验完毕后,学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地,经指导 教师检查合格后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者,一经查实,须 追究责任,视情节按有关规定论处 六、实验室内应保持安静,不准高声喧哗、吸烟,注意环境卫生。实验时应注意安全, 节约水、电、气,遇到事故应切断电(气)源,并向指导教师报告
2 兰 州 交 通 大 学 学生实验守则 一、学生实验前应认真预习相关实验内容，明确实验目的、内容、步骤，对指导教师 的抽查提问回答不合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。 二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时， 必须按要求操作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备， 若对实验内容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。 三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，不准抄袭别 组数据，不得擅自离开操作岗位。实验后要认真做好实验报告，认真分析实验结 果、处理实验数据。 四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另 行安排时间予以补做。 五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导 教师检查合格后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须 追究责任，视情节按有关规定论处。 六、实验室内应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。实验时应注意安全， 节约水、电、气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告
实验一机构运动简图测绘 、实验目的 1.熟悉机构运动简图的绘制方法,掌握从实际机构中测绘机构运动简图的技能; 2.巩固机构结构分析原理及自由度计算方法 3.加深理解机构自由度、复合铰链、虚约束及局部自由度的概念。 实验设备及工具 1.各类典型的机械实物及机构实物模型; 2.测量用尺、三角板、铅笔、橡皮、草稿纸(自备) 三、实验内容及要求 1.任选两个不同的机构模型,量取相关尺寸,按确定的比例尺绘制出其机构运动 简图,并计算机构自由度 2.任选三个不同的机构模型,绘制出其机构示意图,并计算机构的自由度 3.认真完成实验报告所要求的各项内容 四、实验原理及步骤 1.实验原理 机构简图是反映机构运动情况的一种简单图形,由于机构的运动仅与机构中所有 构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关,因此,在绘制机构运 动简图时,可以撤开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略的符号来代替构件 和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特征。表1 1为常用运动副符号示例。 机构各部分的运动,是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的类型(高副 低副)和机构的运动尺寸来决定的,而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数 目等无关。所以,只要根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺定出各运动副的位置,就 可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图做出来 正确的机构运动简图中各构件的尺寸、运动副的类型和相对位置以及机构组成形
3 实验一 机构运动简图测绘 一、实验目的 1．熟悉机构运动简图的绘制方法，掌握从实际机构中测绘机构运动简图的技能； 2．巩固机构结构分析原理及自由度计算方法； 3．加深理解机构自由度、复合铰链、虚约束及局部自由度的概念。 二、实验设备及工具 1．各类典型的机械实物及机构实物模型； 2． 测量用尺、三角板、铅笔、橡皮、草稿纸（自备）； 三、实验内容及要求 1． 任选两个不同的机构模型，量取相关尺寸，按确定的比例尺绘制出其机构运动 简图，并计算机构自由度； 2． 任选三个不同的机构模型，绘制出其机构示意图，并计算机构的自由度 3． 认真完成实验报告所要求的各项内容。 四、实验原理及步骤 １．实验原理 机构简图是反映机构运动情况的一种简单图形， 由于机构的运动仅与机构中所有 构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运 动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号来代替构件 和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。表１ －１为常用运动副符号示例。 机构各部分的运动，是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的类型（高副、 低副 ）和机构的运动尺寸来决定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数 目等无关。所以，只要根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，就 可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图做出来。 正确的机构运动简图中各构件的尺寸、运动副的类型和相对位置以及机构组成形
式应与原机构保持一致,从而保证机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性,以 便根据该图对机构进行运动及动力分析。 所谓机构运动简图就是从运动的观点出发,用规定的符号和简单的线条按一定的 尺寸比例来表示实际机构的组成及各构件间相对运动关系, 机构示意图是指不用比例尺仅凭目测方法绘出的简图,它只能表示出构件的相对 位置,定性地表明运动情况 2.绘制机构运动简图的方法及步骤 (1)分析机构的实际构造和运动情况 测绘时使被测绘的机械缓慢地运动,根据各构件之间有无相对运动,分清机构是 由哪些构件组成的;从原动构件开始仔细观察机构的运动,分清各个运动单元,从而确 定组成机构的构件数目。按照机构运动的传递顺序,仔细观察各构件之间相对运动的性 质,从而确定运动副的类型和数目,并根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动 的特点,确定各个运动副的种类。在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接次序, 从原动构件开始,逐步画出机构运动简图的草图。用数字1、2、3、…分别标注各构 件,用拉丁字母A、B、C、…分别标注运动副。 (2)合理选择投影面和原动件位置,作机构示意草图 选择恰当的投影面,一般选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面 合理选择原动件的一个位置,以便简单清楚地将机构的运动情况正确地表达出来。 撇开各构件的具体结构形状,找出每个构件上的所有运动副,用简单的线条联接 该构件上的所有运动副元素来表示每一个构件。即用简单的线条和规定符号来代表构件 和运动副,从而在所选投影面上做出机构的示意图 (3)计算机构的自由度并检验机构示意图是否正确 a、机构自由度计算公式:F=3n-2P-P 式中:n-一机构活动构件数 P1——平面低副个数 P—平面高副个数 b、核对计算结果 机构具有确定运动的条件为:机构的自由度大于零且等于原动件数。若发现机构的 自由度与实际模型不符时,说明所作示意图有误,应对机构重新进行分析、作示意图
4 式应与原机构保持一致，从而保证机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，以 便根据该图对机构进行运动及动力分析。 所谓机构运动简图就是从运动的观点出发，用规定的符号和简单的线条按一定的 尺寸比例来表示实际机构的组成及各构件间相对运动关系， 机构示意图是指不用比例尺仅凭目测方法绘出的简图，它只能表示出构件的相对 位置，定性地表明运动情况。 ２．绘制机构运动简图的方法及步骤 （1）分析机构的实际构造和运动情况 测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，根据各构件之间有无相对运动，分清机构是 由哪些构件组成的；从原动构件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确 定组成机构的构件数目。按照机构运动的传递顺序，仔细观察各构件之间相对运动的性 质，从而确定运动副的类型和数目, 并根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动 的特点，确定各个运动副的种类。 在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接次序， 从原动构件开始，逐步画出机构运动简图的草图。用数字１、２、３、…分别标注各构 件，用拉丁字母Ａ、Ｂ、Ｃ、…分别标注运动副。 （2）合理选择投影面和原动件位置，作机构示意草图 选择恰当的投影面，一般选择与大多数构件的运动平面相平行的平面为视图平面； 合理选择原动件的一个位置，以便简单清楚地将机构的运动情况正确地表达出来。 撇开各构件的具体结构形状，找出每个构件上的所有运动副，用简单的线条联接 该构件上的所有运动副元素来表示每一个构件。即用简单的线条和规定符号来代表构件 和运动副，从而在所选投影面上做出机构的示意图。 （3）计算机构的自由度并检验机构示意图是否正确 a、机构自由度计算公式：F=3n-2PL-PH 式中： n——机构活动构件数 PL——平面低副个数 PH——平面高副个数 b、核对计算结果 机构具有确定运动的条件为：机构的自由度大于零且等于原动件数。若发现机构的 自由度与实际模型不符时，说明所作示意图有误，应对机构重新进行分析、作示意图