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《机械原理》课程 上机实验指导书 盐城工学院　机械工程学院 机械基础课程组 目 录 实验一 连杆机构运动分析…………………………………2 实验二 凸轮轮廓设计………………………………………7 实验三 齿轮机构设计……………………………………10 实验四 齿轮范成原理计算机模拟………………………13 附：上机操作及程序编写指导……………………………15 实验一　连杆机构运动分析 一、实验目的 1、掌握用解析法对连杆机构进行运动分析的原理和方法； 2、培养分析问题、解决问题的能力； 3、培养计算机应用能力。 二、实验原理 用解析法对平面连杆机构进行运动分析，采用矢量方程法进行分析。 1、铰链四杆机构 32Bxy 3 2 B x y 1 ??1 ?1 A C D ??3 4 ??2 图1　平面铰链四杆机构运动分析 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 经过速度分析得 经过加速度分析得 2、曲柄滑块机构 如图2所示的滑块机构，取坐标系原点与曲柄回转中心重合。经过位移分析得 B B A 1 2 3 4 C s 　　　　　　　　　　　图2　曲柄滑块机构运动分析 经速度分析展开后得 展开后得 展开后得 经加速度分析得 3、导杆机构 如图3所示的导杆机构，取坐标系原点与曲柄回转中心重合。经过位移分析得 经速度分析得 于是有 于是有 x x 4 3 2 B y 1 ??1 ?1 A C ??3 S 　　　 图3　导杆机构运动分析 写成复数形式：， 写成复数形式： ， 经加速度分析得 三、实验方法和步骤 1、实验准备 取几何尺寸为下面三组数据中任一组数据，实验前编写好计算机机构运动分析程序（利用VB、VC或MATLAB语言编程）。 （1）铰链四杆机构：m,　m，m,　m,　rad/s； （2）曲柄滑块机构：m,　m，rad/s； （3）导杆机构：m,　m,　rad/s； 2、上机实验 （1）打开计算机，输入编写好的程序； （2）调试程序，输入已知数据； （3）按曲柄转角从0?到360?之间每间隔30?输出一组分析数据。 四、填写实验报告 五、思考题 1．在曲柄滑块机构中，位移、速度、加速度的变化分别对哪个几何参数最敏感？ 2．在导杆机构中，位移、速度、加速度的变化分别对哪个几何参数最敏感？ 3．机构几何参数的变化过程中，位移、速度、加速度曲线的基本形状有无发生根本性的改变？为什么？ 实验二 凸轮轮廓设计 一、实验目的 1、掌握用解析法设计凸轮机构的原理和方法； 2、培养分析问题、解决问题的能力； 3、培养计算机应用能力。 二、实验原理 1、从动件推程运动规律方程 （1）等速运动规律 推程运动方程：　　　　　　　回程运动方程： （2）等加速等减速运动规律 推程等加速段运动方程：　　　　　等减速段运动方程： 　　 　回程等加速段运动方程：　　　　　等减速段运动方程： （3）余弦加速度规律 推程运动方程：　　　　　　　　　回程运动方程： （4）正弦加速度规律 推程运动方程：　　　　　　　　　　　回程运动方程： 　　2、凸轮轮廓设计 如图4所示的直动从动件盘形凸轮机构，凸轮轮廓的方程为 理论轮廓方程： 式中，e为偏距；。 实际轮廓方程： 　 　　　　　　　　　　　图4　凸轮轮廓设计 三、实验方法和步骤 1、实验准备 取设计数据：mm，mm, mm, mm, ，，，实验前编写好凸轮轮廓设计的计算机程序。（利用VB、VC或MATLAB语言编程） 2、上机实验 （1）打开计算机，输入编写好的程序； （2）调试程序，输入已知数据； （3）按凸轮转角从0?到360?之间每间隔30?输出一组轮廓曲线坐标。 四、填写实验报告 五、思考题 1. 在凸轮理论廓线一定的条件下，从动件上的滚子半径与凸轮机构的压力角有何关系？ 2. 在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是什么？ 3．在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的理论廓线与实际廓线间的关系是什么？ 实验三　齿轮机构设计 一、实验目的 1、掌握齿轮机构设计的基本原理； 2、培养分析问题、解决问题的能力； 3、培养计算机应用能力。 二、实验原理 渐开线圆柱齿轮机构设计步骤：（给定中心距的情况） 1、按给定的实际中心距计算啮合角 　　　　　　　　 2、计算两轮变位系数和，并作适当分配 　　　　　　　 变位系数按传动要求分配，保证不发生根切且小齿轮的变位系数大于大齿轮的变位系数。齿轮不发生根切的最小变位系数为 　　　　　　　　　 3、按表1的公式计算两轮的几何尺寸。 4、校验重合度和正变位齿轮的齿顶圆厚度。一般要求 若给定传动比，则首先确定两轮的齿数，由公式计算 　　　　　　　　 　　　　　　　　 将、圆整。圆整时应取齿数比与给定传动比误差