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1、机械设计实验课程教学大纲（实验课程类）课程名称：机械设计实验 英文名称：Mechanical Design Experiments 课程编号：0200301 面向专业：机械工程及自动化 学时学分：32 学时 1 学分 本大纲主撰人：黄克 （Tel：，Email_）一、课程作用和具体目标 本实验课程面向全校机械类、近机类和机电结合类专业学生开设，着重与“机械设计”相关的基本知识，基本理论，基本方法的学习和训练。主要目标是通过实验使学生掌握机械零部件特性的基本试验方法、常用测试仪器的使用方法及数据处理方法，培养学生运用实验方法研究和设计机械的初步能力、发现问题和综合分析问题的能力、以及自主创新的能
2、力。二、课程内容、学时分配与组织 序号 实 验 项 目 名称 内容提要 实 验性质 实 验 类型 学 时分配 每 组人数 备注（难度）1 典 型 机 构 介绍 及 课 程 要求介绍 机械原理机构 10 个展柜及机械零件 18 个展柜介绍，课程要求安排、介绍 专 业基础 2 1 选做（低）2 典 型 机 械 运动 方 案 展 示与 分 析 及 机构 运 动 简 图测绘 绘制四个机构模型及实物的机构运动简图 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（低）创新设计一种机构并用自由度公式验证机构设计的正确性或根据实验室提供的实物机构改进某种功能并说明改进理由 设计性 1 1 选做（中）3 凸 轮 轮 廓
3、检测 与 从 动 件运 动 规 律 分析 测量凸轮转角及与之对应的从动件位移变化量，最终绘制出凸轮轮廓及从动件运动规律曲线图 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（低）自行设计一个用微机控制的工业用凸轮轮廓检测实验台原理框图，并简单说明。设计性 1 1 选做（中）4 渐 开 线 直 齿圆 柱 齿 轮 范成 绘制齿廓图并比较标准齿轮与变位齿轮各主要参数 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（低）5 渐 开 线 直 齿圆 柱 齿 轮 几何 参 数 测 定与分析实验 用游标卡尺测量单个齿轮及一对齿轮的数据，并计算出齿轮主要技术参数 专 业基础 综合性 1 1-2 必做（低）6 回 转 件 动 平衡实
4、验 验证刚性转子平衡理论 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（中）自己设计实验步骤做两校正面互相影响系数测定 综合性 2 2 选做（中）7 回 转 件 动 平衡 精 度 选 定与检测实验 用硬支承动平衡机对实验室提供的转子在给定平衡精度下进行转子平衡实验 专 业基础 综合性 4 2 选做（中）回转件动平衡机设计：要求全套机械图纸、电路图及简单工作原理说明。设计性 课 外为主 2-5 选做（高）8 螺 栓 组 联 接综合实验 测试螺栓组联在翻转力矩作用下各螺栓所受载荷 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（中）1 齿根应力测试实验 2 梁的应力测试实验 3 电阻应变片灵敏系数测量实验 4 2
5、选做（中）9 带 传 动 特 性实验 绘制带传动特性曲线图 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（中）了解转矩、转速传感器工作原理并自行设计链传动特性实验 综合性 2 2 选做（中）10 液 体 动 压 轴承特性实验 绘制动压轴承油膜压力分布曲线 专 业基础 综合性 2 1-2 必做（中）设计一个用微机检测液体动压轴承特性实验台原理框图，了解压力传感器的工作原理 设计性 2 2 选做（中）11 研 究 创 新 型液 体 动 压 轴承 特 性 实 验研究 利用实验台的主轴驱动系统、静压加载系统、轴承润滑系统、油膜压力测试系统、油温测试系统、摩擦因素测试系统以及数据采集与处理系统测定在滑动轴承压强
6、P作用下的p-f-n性能曲线图 专 业基础 综合性 4 2 选做（中）12“慧鱼”机构创 意 搭 接 实验 按 照 设 计 图，实 验 室 提 供F1scher 创意模型，搭建出所设计的机构并用相应软件绘制出所设计图纸 专 业基础 综合性 4 1-3 必做（中）自行设计，实验室提供 F1scher创意模型，搭建出所设计的机构并用相应软件绘制出所设计图纸 设计性 课 外为主 32 2-4 选做（高）13 机 械 运 动 创新 设 计 方 案实验 实验室提供搭建模块，学生自己搭出所设计的实验台并完成相应实验 专 业基础 设计性 4 1-3 必做（中）14 机 械 传 动 方案 效 率 测 定及创新
7、设计 在综合实验台上至少完成两种机械传动方案效率测定并分析各种传动方案的优缺点 专 业基础 综合性 4 1-3 必做（中）15 平 面 机 构 创意 组 合 测 试分析实验 学生在实验台上进行机构综合设计能力、创新能力培养，掌握机构运动特性测试方法，要求搭接两种不同机构并检测出实验结果 专 业基础 综合性 3 1-3 必做（中）16 轴 系 结 构 创新设计实验 利用实验室提供的设备，让学生掌握轴、轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系、定位与固定方法，了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方法。专 业基础 综合性 2 1-2 必做（低）利用实验室提供的设备，让学生掌握轴系
8、结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。设计性 4 选做（中）17 轮 系 创 意 搭接综合实验 2K-H 行星轮系 16 种 2K-H 差动轮系 16 种 3K 周转轮系 1 种 定轴轮系 1 种 复合轮系 2 种 以上选两种搭接并比较优缺点 专 业基础 设计性 4 2 选做（中）18 创 意 组 合 机械 系 统 搭 接综合实验 本实验平台提供与机械有关的十六个实验项目供学生进行实验，学生通过完成全部实验，对机械系统有一个初步了解。专 业基础 综合性 课 外为主 32 2-4 选做（中）19 曲 柄 滑 块 导杆机构实验 通过计算机进行曲柄滑块机构设计，曲柄运动仿真和实测，
9、滑块运动仿真和实测，机架振动仿真和实测，使学生对机构结构对曲柄的速度波动影响、对滑块的速度波动和急回特性的影响、激振力对机架振动的影响有所了解。专 业基础 综合性 4 1-2 选做（中）20 圆 柱 凸 轮 机构实验 圆柱凸轮运动仿真和实测，使学生了解机构结构对凸轮的速度波动的影响。推杆运动仿真和实测，让学生了解机构结构及加工质量对推杆的速度波动的影响。专 业基础 综合性 4 1-2 选做（中）21 单 个 螺 栓 动态特性实验 实验室提供机械实验台、测量仪表、传感器及计算机，要求学生利用现有仪器搭接出一个螺栓应力动态测试实验系统，并检测出实验结果。专 业基础 综合性 4 1-2 选做（中）2
10、2 自 选 实 验 项目 设计一个机电产品，要求有机械零件图、装配图，测量或控制电路有电原理图、电路图。要求有该产品的现状、前景分析，研制过程，该产品的特性，使用说明书。专 业基础 设计性 课 外为主 3-5 选做（高）三、教学管理模式与注意事项 1 学生必须完成全部“必做实验”。在此基础上，可根据自己的兴趣爱好、能力强弱和时间多少，自主选择完成“选做实验”，数量不受限制。2 实验室实施全开放管理，学生实验时间自定（可在相关教学内容讲授之前或之后，但必须在课程结束之前完成 32 学时的实验项目）并提前预约，以便安排。3 学生在实验前必须认真预习实验讲义中的相关内容，明确实验的基本原理、目的要求
11、及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。4 要求学生严格遵守实验室管理条例和安全规范，强调安全操作。学生须经指导教师认可后，方能离开实验室。四、设备及器材配置 每组配备：1 试验台 1 台 2 检测仪表 1 套 3 微机 1 台 4 打印机 1 台（或两组合用）五、考核与成绩评定 1 本课程最终成绩以优秀、良好、中等、及格、不及格五挡评定（相应于百分制为：大于等于 90、80-89、70-79、60-69、小于 60）。2 基本完成全部“必做实验”，评定成绩为及格。高质量完成全部“必做实验”，评定成绩为中等。3“选做实验”做得越多、难度越高、且完成情况越好的，则成绩越好。具体规定为：选做一个难度等级“中”的实验，视完成质量的高低，可加 1-3 分。选做一个难度等级“高”的实验，视完成质量的高低，可加 5-15 分。4 评定完成实验质量高低的主要依据是：预习情况、实验方案的合理性和创新性、实验动手能力的强弱、实验结果的正确性和实验报告质量等，指导教师对每位学生的每次实验进行记录，最后综合评定课程成绩。六、教材与参考资料 1 黄克 机械设计实践.南京：东南大学，2003.9 2 吴克坚 于晓红 钱瑞明主编.机械设计.北京：高等教育出版社，2003.3