1、.机械设计基础实验指导书教师：李 伟2017年3月实验一 机构展示与认知实验一、实验目的1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识；2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。二、实验方法及主要内容本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。三、展示及分析（一）机构的组成通过对蒸气机、内燃
2、机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的运动副，称为高副。（二）平面连杆机构连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机
3、构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所解决的两
4、类基本问题：一是实现给定的运动规律，二是实现预期的运动轨迹。（三）凸轮机构凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，结构简单紧凑，因此广泛应用于各种机械中。凸轮机构的类型很多，通常按凸轮的形状和推杆（从动件）的形状和运动来分类。凸轮有盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；推杆按形状分有尖顶、滚子和平底，按运动形式分为直动和摆动推杆；封闭方式分为力封闭、形封闭等。（四）齿轮机构齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置
5、，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。1平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。2相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90。3交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。在参观这部分时，学生应注意了解各种机构的传动特点，运动状况及应用范围等。4齿轮机构参数齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。（五）轮系的类型所谓轮系，是指由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统。轮系的类型很多，其组成也各种各样，通过根据轮系运转时各个齿轮的轴线相对
6、机架的位置是否都是固定的，而将轮系分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系大类。周转轮系按自由度分为行星轮系和差动轮系，还可根据基本构件的不同加以分类，包含一个系杆H，两个中心轮K，称之为2KH型周转轮系；包含有三个中心轮，叫作3K型周转轮系。在实际机构中采用最多的是2KH型轮系。复合轮系可能既包含定轴轮系部分，也包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成。计算复合轮系传动比的正确方法，是将其所包含的各部分定轴轮系和各部分周转轮系加以分开，并分别应用定轴轮系和周转轮系传动比的计算公式求出它们的传动比，然后加以联立求解，从而求出该轮系的传动比。（六）间歇运动机构间歇运动机构广泛用于各种需要非连续传动的
7、场合。常见的有棘轮机构；摩擦式棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇运动机构；万向节及非圆齿轮机构等。通过各种机构的动态演示学生应知道各种机构的运动特点及应用范围。（七）组合机构由于生产上对机构运动形式，运动规律和机构性能等方面要求的多样性和复杂性，以及单一机构性能的局限性，以致仅采用某一种基本机构往往不能满足设计要求，因而常需把几种基本机构联合起来组成一种组合机构。组合机构可以是同类基本机构的组合，也可以是不同类型基本机构的组成，常见的组合方式有串联、并联、反馈以及叠加等。四、按要求完成实验报告，实验报告应包含以下内容：(一)实验目的(二) 实验设备名称及型号(三)实验方法及主要内容
8、(四)实验结果1 完成如下相关的习题1) 机器是由什么组成？机构是由什么组成？什么叫构件? 什么叫运动副？2) 铰链四杆机构有哪三种基本类型？铰链四杆机构可演化成哪些其他四杆机构？试列举应用实例。3) 凸轮机构是如何分类的？可分哪些类型?4) 齿轮机构根据其齿形可分为哪些类型？根据两轴线的位置又可分为哪些类型？分析各种类型的特点及应用场合。5) 轮系有哪些类型？轮系有哪些功用并列举应用实例？2实验的体会与收获实验二 机构运动简图测绘与分析实验一、 实验目的1 熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能；2 加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否
9、具有确定运动；3 加深对平面机构结构分析的了解。二、 实验内容及要求1 以指定的34种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制；2 分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动；3 进行机构的结构分析。三、 实验设备和工具1 各种机器实物和模型；2 学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等；四、 实验原理机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。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，而用一些简单的线条来代替
10、构件。构件的表示法见图1。用规定的符号代表运动副，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。常用运动符号示例见表11。五、 实验步骤1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机
11、构示意图的草图。用数字1、2、3分别标准各构件，用字母A、B、C分别标准各运动副。5、计算机构的自由度数，并将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。机构自由度的计算公式：F=3n-2PL-PH(式中： n为活动构件的数目;PL为低副的数目; PH为高副的数目。)6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。7、选取适当的比例尺：长度比例尺 8、绘制机构运动简图：按一定的比例尺。用制图仪器画成正式的机构运动简图。图1 构件的表示法表11常用运动符号 六、实验安排 1、先由指导教师对测绘过程进行讲解示范，然后分组进行
12、测绘。 2、每个同学应测量4个机构。 机构运动简图测绘实验报告机构运动简图绘制1.机构名称： 2.机构名称： 比例尺 比例尺 计算自由度：机构运动是否确定？理由： 计算自由度：机构运动是否确定？理由：3.机构名称： 4.机构名称： 所引起的加工误差属于（）A常值系统误差B变值系统误差C随机误差D形位误差7、内应力引起的变形误差属于（）A常值系统误差B形位误差C变值系统误差D随机误差8、定位误差所引起的加工误差属于（）A常值系统误差B随机误差C变值系统误差D形位误差9、对滚动轴承进行适当的预紧，是提高主轴系统（ ）的重要措施A精度B强度C刚度D柔度10、通常用（ ）系数表示某种加工方法和加工设备
13、胜任零件所要求加工精度的程度A工艺能力B误差复映C误差传递D误差敏感11、原理误差所引起的加工误差属于（）A常值系统误差B随机误差C形位误差D变值系统误差12、误差的敏感方向指产生加工误差的工艺系统的原始误差处于加工表面的A切线方向B轴线方向C法线方向D倾斜方向13、表面质量指的是加工后表面层的状态，其中（）不属于表面质量的内容。A表面粗糙度B对应表面的形状精度C表面残余应力D表面层的金相组织二、是非题1、安装普通螺纹车刀时，为获得正确的牙形，必须使车刀刀尖与螺纹轴线等高，刀尖角的平分线与螺纹轴线垂直。（）2、在降速传动链中末端传动件的精度应高于前端件（）3、工艺系统在切削加工时会产生受力变形
14、，则变形量越大，工件产生的形状误差就越大（）4、在车床用双顶尖装夹车削轴类零件时，若后顶尖在水平方有偏移，则会出现双曲面形的圆柱度误差；若后顶尖在铅垂面方向有偏移，则会出现锥形的圆柱度误差。（）5、零件的内孔表面加工，在精度要求相同的条件下，要比外圆加工困难（）6、车削长轴时，容易出现马鞍形的圆柱度误差（）7、车削外圆时，车刀必须与主轴线严格等高，否则会出现形状误差（）8、在车床上钻孔容易出现轴线偏移现象，而在钻床上钻孔则容易出现孔径增大现象（）9、主轴的纯径向跳动对工件圆柱表面的加工精度没有影响（）10、采用阿基米德齿轮滚刀加工齿轮会使工件产生常值系统误差（）11、平面磨床的床身导轨在铅垂平
15、面内的直线度要求较高，普通车床的床身导轨在水平面内的直线度要求较高。（）12、选择加工方法时应尽量选择工艺能力系数大的加工方法（）13、某工序的工艺能力系数Cp 1，加工尺寸呈正态分布，则该工序不会产生废品（）14、车床主轴轴颈的形状精度对主轴的回转精度影响较大，而轴承孔的形状精度影响较小（）15、在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时，三爪定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度（）16、加工精度指的是实际几何参数和理想几何参数相符合的程度（）17、外圆的精密加工主要用来减小形状误差。（）一、单项选择题1、D2、D3、A4、 B5、C 6、B 7、D8、B9、C 10、A1
16、1、A12、 C 13、B二、是非题1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、16、17、综合单项选择（每题2分，共16分）1刀具上与工件加工表面相面对的刀具表面称为（）。A前面； B主后面； C副后面。2小直径实体上，小批量孔加工时一般采用的工艺路线为（）。A铰-钻-扩；B拉-铰-钻；C钻-扩-铰。D扩-钻-拉3滚齿加工的原理是（）。A成型法加工；B调整法加工；C范成法加工。4在机床的基本组成中，主轴属于（）。A执行件；B传动装置；C动力源。5在转塔车床车削零件，每转动一次转塔刀架就算作（）。A一道工序；B一个工步；C一个工位6机床主
17、轴组件是主轴箱中的关键部件，要求具有（）。A较高的旋转精度；B足够的刚度；C良好的抗振性； DA+B+C7夹具中的（）夹紧装置，是根据斜面夹紧原理夹紧工件的。A液性塑料定心；B鼓膜式定心；C圆偏心。8不完全互换的装配方法适用于（ ）生产类型。A单件小批；B中批；C大批大量 DA+B+C一、单向选择题：（每小题2分，共20分）1、阶梯轴的加工过程中“调头继续车削”属于变换了一个（B）。A、工序； B、安装； C、工步； D、走刀。2、进给运动通常是（C）。A、切削运动中消耗功率最多的运动； B、切削运动中速度最高的运动；C、不断地把切削层投入切削的运动； D、使工件或刀具进入正确加工位置的运动。
18、3、在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（A）。A、砂轮的回转运动；B、工件的回转运动；C、砂轮的直线运动；D、工件的直线运动。4、当工艺系统刚度较差时，如车削细长轴的外圆。应该使用：(C)A、尖头车刀； B、45弯头刀； C、90右偏刀； D、圆弧头车刀。5、欠定位是（A）。A、不允许的；B、允许的；C、不一定。6、在球体上铣平面，若采用如右上图所示的方法定位，则限制了（C）个自由度。A、1； B、2； C、3； D、4。7、钻削时，切削热传出的途径中所占比例最大的是（B）A、刀具； B、工件； C、切屑； D、空气介质。8、磨削一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为它（B）。A、润滑作用
19、强； B、冷却、清洗作用强； C、防锈作用好； D、成本低。9、在车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能的原因是（B）。A、车床主轴径向跳动； B、卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴；C、刀尖与主轴轴线不等高； D、车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行。10、重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ B）。A、铸件； B、锻件； C、棒料； D、管材。二、多向选择题：（每小题2分，共10分）1、实现切削加工的基本运动是（A B）。A、主运动； B、进给运动； C、调整运动； D、分度运动。2、不会使工件定位精度受到影响的定位现象是：（A D）。A、不完全定位； B、过定位； C、
20、欠定位； D、完全定位。3、在下列情况下，不应该使用任何切削液的有（A C D E）。A、磨削铸铁工件平面； B、在碳钢工件上铰孔；C、在铸铁件上用高速钢刀车螺纹； D、硬质合金刀精车碳钢工件；E、插齿机加工铸铁齿轮； F、高速钢立铣刀铣碳钢轴件平面。4、主轴回转误差可以分解为（A B D）等几种基本形式。、径向跳动；、轴向窜动；、偏心运动；、角度摆动。5、安排加工顺序的原则有（A B C ）和先粗后精。A、先基准甏甏80/100mmHgC.160/90mmHgD.160/100mmHgE.140/90mmHg43、中度昏迷与深度昏迷的区别为（ B ）A.对周围事物全无反应 B.对剧烈刺激偶可
21、出现防御反射 C.各种反射均消失 D.呼吸、血压改变 E.大小便失禁44、一名急性心肌梗死的患者将要演变成心源性休克，由于心肌缺血，护士应该密切评估患者的（ B ）。A.心动过缓B.室性心律失常C.收缩压升高D.中心静脉压降低E.血氧饱和度下降45、高热病人饮食护理错误的是（ D ）A.高热量、易消化饮食 B.高蛋白、高维生素饮食C.流质或半流质饮食 D.限制水、钠摄入 46、左心衰最早出现的症状是（ E ）。A.端坐呼吸B.夜间阵发性呼吸困难C.刺激性干咳D.心源性哮喘E.劳力性呼吸困难47、机械通气患者每次吸痰时间以（ A ）为宜。A.15秒B.20秒C.25秒D.30秒E.60秒48、对
22、于无反应的气道异物梗阻成人患者，应采取的措施不包括（ A ）。A.启动EMS系统B.开放气道C.心电监护D.清除口腔内异物E.开始心肺复苏，49、给有机磷中毒患者洗胃完毕后, 胃管宜（ E ）A.立即拔除 B.保留1小时 C.保留4小时 D.保留12小时 E.保留24小时以上50、下列哪种病人不适宜做气管插管（ C ）A.全麻手术病人 B.心跳呼吸骤停者 C.急性喉炎的病人 D.新生儿窒息的复苏.机械制造工艺与机床夹具一、名词解释1、 工艺过程：在机械产品生产过程中，那些与原材料变为成品直接有关的过程。 （名词解释）2、 机械加工工过程：采用机械加工的方法直接改变毛胚的形状、尺寸、和表面质量，
23、使其成为零件的过程。3、 划分工序的主要依据：工作地点是否改变和加工是否连续 （选择题）4、 工序：一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。 （名词解释） 5、 工序又分为：安装、工位、工步、进给6、 划分对否为同一个工序的主要依据是：工作地点是否变动和加工是否连续。7、 安装：将工件在机床上或夹具中定位后加以夹紧的过程。 （名词解释）8、 工位：工件在机床上所占据的每一个位置。 （名词解释）9、 工步：在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容。 （名词解释）10、 进给：在一个工步内，若
24、被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可以几次切削，每一次切削就称为一次进给。 （名词解释）11、 生产类型有哪些：（1）单件生产、（2）大量生产、（3）成批生产。 （填空题）12、 试切法的生产率低、加工精度取决于工人的技术水平，故常用于单件小批量。（判断题）13、 基准：零件上用以确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。 （名词解释）14、 根据基准功用不同，它可以分为设计基准和工艺基准两类。15、 工艺基准分类：（1）定位基准（2）工序基准（3）测量基准（4）装配基准。16、 粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次。（判断题）17、 切削工序的加工顺序安排原则：（1）先粗
25、后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基面先行（选择题）18、 加工阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段19、 热处理工序的安排：预备热处理、最终热处理、辅助工序的安排20、 正火、退火一般安排在粗加工之前，有时也安排在粗加工之后。（判断题）21、 工序尺寸公差带的布置，一般都采用“单向、入体”原则。21、加工余量的大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加机械加工的劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。（判断题）22、封闭环：在加工过程中，间接获得、最后保证的尺寸 （名词解释）23、工艺尺寸链：（由封闭环和组成环组成）在零件加工过
26、程中，由一系列相互联系的尺寸所形成的尺寸封闭图形 （填空题） （名词解释）24缩减时间定额：在时间定额的五个组成部分中，缩减每一项都能使时间定额降低，从而提高劳动生产率。25、 机械加工精度：是指零件在机械加工后的几何参数的实际值和理论值相符合的程度。 （名词解释）26、 机械加工精度包括：尺寸精度、形状精度、位置精度 （填空题）26加工原理误差：在加工中采用了近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差27、 刀具误差：（1）刀具的制造误差（2）刀具的磨损28、 机械加工表面质量：是指零件加工后的表面层状态，它是判断零件质量的主要依据之一。 （名词解释）29、 夹紧：工件定
27、位后，还需对工件压紧夹牢，使其再加工过程中不发生位置变化 （名词解释）30、 机床夹具分类一般可按照应用范围、使用机床、夹紧动力源来分了类 P（92）31、 六点定位原则：分析工件定位时，通常使用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，是工件在夹具中的位置完全确定 （名词解释）32、 工件以平面定位分为：主要支承、可调支承、自位支承33、 工件在外圆柱表面的定位：在V形块中定位、在圆孔中定位、在半圆孔中定位、在圆锥孔中定位34、 定位误差：由于定位引起的加工尺寸的最大变动范围 （名词解释）35、 产生定位误差的原因：基准不重合、定位基准的位移 （填空题）3
28、6、 夹紧装置的组成：力源装置、加紧机构 （填空题） 37、 对夹紧装置的基本要求。2、 简答1、 获得尺寸精度的方法：（1）试切法、（2）调整法、（3）定尺寸刀具法（4）自动控制法。（填空题）2、 获得位置精度的方法：直接找正安装、划线找正安装、在夹具中安装 （填空题）3、 定尺寸刀具法：如用钻头、铰刀、拉刀来加工孔均属于定尺寸刀具法。 （填空题）4、 工艺规格的格式：（1）机械加工工艺过程卡、（2）机械加工工艺卡、（3）机械加工工序卡。 （填空题）5、 毛胚的种类：（1）铸件 适用于形状较复杂的零件毛胚。（2）锻件 适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛胚。（3）型材（4）焊接件（5）冷冲
29、压件 （填空题）6、 精基准的选择原则：（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）自为基准原则（4）互为基准原则（5）简便可靠原则 （简答题）7、 粗基准的选择原则：（1）如果主要要求保证工件上莫重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为促进准（2）若主要要求保证加工表面与不加工表面间的位置要求，则应选择不加工面为粗基准。（3）作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。（4）粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次。因为毛胚面粗糙且精度低，重复使用将产生较大的误差。 （简答题）8、 基准重合时，工序尺寸及其公差的计算步骤：（1）定毛胚总余量和工序余量（2）定工序公差
30、（3）求工序基本尺寸（4）标注工序尺寸公差 （填空题） （简答题）9、 切削工序的加工顺序安排原则：（1）先粗后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基面先行 （简答题）10、 主轴误差形式：（1）主轴纯径向跳动误差对加工精度的影响（2）主轴轴向窜动误差对加工精度的影响（3） 纯角度摆动误差对加工精度的影响（4）影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施11、机械加工表面质量的含义：（1）表面层的几何形状特征（2）表面层物理力学性能的变化 （填空题）12、机床夹具的组成：定位元件、夹紧装置、夹具与机床间的联接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体 （简答题）13、机床夹具在机械加工中的作用
31、：（1）保证加工精度（2）提高生产率、降低成本（3）扩大机床工艺范围（4）减轻工人的疲劳强度 （填空题）14、夹紧力方向的确定：（1）夹紧力的方向应朝向主要定位基准（2）夹紧力的方向应朝向工件刚性较好的方向（3）夹紧力方向应尽可能的与切削力，工件重力同向以减小夹紧力 （简答题）15、夹紧力作用点的选择：（1）夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承区域内（2）夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位上（3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面以减少切削力对工件造成的翻转力矩 （简答题）3、 计算题 一、填空 20分 20题1、 P（54）1-19 二、选择 20分 10题2、 P（134）3-16 三、判断 10分 5题3、 P（134）3-17 i k 四、简答 名词解释 10分 5题 工件自由度 5分 1题 拟定工艺路线 5分 1题 五、计算 30分 2题 工序尺寸计算 15分 定位误差计算 15分
个人主页
