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机械原理与设计 实验一常用机构认识、分析与测绘 一、实验目的 1．了解各种常用机构的组成及运动情况； 2．了解各种常用机构的实际应用； 3．了解本课程所要学习的内容； 4．机构运动简图的测绘方法； 5．常用运动副及常用机构运动简图的代表符号和构件的表示方法； 6．机构自由度的计算方法及其在实际中的应用。 三、实验原理 1．应用符号 由于机构的运动仅仅与机构中的构件数目和构件组成运动副的数目、种类、相对位置及原动件有关，因此，在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的线条表示构件，用规定的符号表示运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此与实际机构的具有完全相同的运动特征，机构中各构件及运动副均有规定符号表示。 2．几种简图表示方法： （1）具有两个转动副的构件：用一条直线联接两个运动副元素，表示转动副的小圆，其圆心必须与相对回转中心重合。 （3）具有两个移动副的构件，导路必须与相对移动方向一致。 四、实验内容及步骤 观看各类常用机构模型和陈列柜演示。 轻轻地、慢慢地转动手柄，从原动件开始仔细观察其依次传动的过程，找出哪些是固定件，哪些是活动件，确定出活动构件的数目，分析各构件相对运动性质，确定运动副的类型和数目。 为了能更清楚地表示其相对运动，需要选择各构件的运动平面为投影面。判断各构件之间的运动副性质（即高副、低副）。为了使构件之间的关系易于表达，应将原动件置于一个恰当的位置。至少是使各种构件及运动副相互不遮挡、不重合。 采用徒手目测的方法，画出机构示意图。各构件和运动副面的相对位置要大致成比例。各构件和运动副的画法要符合规定，并分别以1、2、3、┅┅和A、B、C、┅┅标记。 由原动件开始依次测量出各运动副的相对位置，以毫米（mm）为单位，并逐一标注在机构示意图上。角度问题可以转化为长度问题来测量，测量应精确，可取多次测量的平均值。 选择适当的比例尺（可根据实际尺寸和图纸的大小适当选取），将机构示意图转化为正规的机构运动简图。为了便于对机构进行分析，在机构运动简图上还可以标出与运动有关的尺寸，例如：转动副之间的中心距，移动副导路之间的距离等。 五、实验报告 1.按要求绘制3种机构模型的机构运动简图； 2.计算所绘机构的自由度，并据此分析机构具有确定运动的条件。 六、思考题 1.机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？ 2．绘制机构运动简图时，原动件的起始位置会不会影响机构运动简图的正确性？ 3．计算机构的自由度对测绘机构运动简图有何帮助？ 实验二机组运转及飞轮调节实验 一、实验目的 熟悉机组运转的工作阻力的测试方法； 理解机组稳定运转时速度出现周期性波动的原因； 掌握机器周期性速度波动的调节方法和设计指标； 掌握飞轮设计方法； 能够熟练利用实验数据计算飞轮的等效惯量。 二、实验系统 1．实验系统框图 如图1所示，本实验系统由以下部分组成： 1）0-0.7Mpa小型空气压缩机组（DS-II型飞轮实验台）； 2）主轴同步脉冲信号传感器（已安装在DS-II型飞轮实验台中）； 3）半导体压力传感器（已安装在DS-II型飞轮实验台中）； 4）实验数据采集控制器（DS-II动力学实验仪）； 5）计算机及相关实验软件。 2．DS-II型动力学实验台 如图1所示，DS-II型动力学实验台由空压机组、飞轮、传动轴、机座、压力传感器、主轴同步脉冲信号传感器等组成。压力传感器已经安装在空压机的压缩腔内，9为其输出接口。同步脉冲发生器的分度盘7（光栅盘）固装在空压机的主轴上，与主轴曲柄位置保持一个固定的同步关系，同步脉冲传感器的输出口为8。开机时，改变储气罐压缩空气出口阀门3的大小，就可以改变储气罐2中的空气压强，因而也就改变了机组的负载，压强值可以从储气罐上的压力表11上直接读出。根据实验要求，飞轮4可以随时从传动轴上拆下或装上，拆下时注意包管好轴上的平键5，在安装飞轮时应注意放入平键，并且将轴端面固定螺母6拧紧。 3．DS-II型动力学实验仪 DS-II动力学实验仪内部由单片机控制，它完成汽缸压强和同步数据的采集和处理，同时将采集的数据传送到计算机进行处理。它的面板如图3所示。 4．实验台主要技术参数 空压机气压范围：p=0～0.7MPa 电机额定功率：P=550W 电机转速：1400r/m 电源：220V交流/50HZ 实验台尺寸：长×宽×高＝600×300×330（mm） 三、实验原理 飞轮设计的基本问题是根据机器实际所需的平均速度ωm和许可的不均匀系数δ来确定飞轮的转动惯量J。当设计飞轮时，因为研究的范围是在稳定运动时期的任一个运动循环内，我们假定在循环开始和循环结束时系统的状态是一样的，对回转机械来说，也就