机械设计实践与创新

机械设计实践与创新
作 者: 刘文光
出版社: 电子工业出版社
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作者简介

  刘文光博士,副教授,美国Alabama大学访问学者,硕士生导师,主要承担机械原理、机械设计、机械设计基础等理论教学任务和机械原理课程设计、机械设计课程设计、毕业设计等实践性教学任务。

内容简介

机械工程基础实践是在总结教学团队多年来的教学经验的基础上,结合目前常见的教学仪器设备,按照机械设计系列课程的实验教学体系构架而进行编写的。编写本书的宗旨是引导学生在机械认知的基础上,掌握实验基本原理、基本技能和实验方法,进一步培养学生机械设计创新意识和分析、解决工程实际问题的能力。 按照教学内容的体系,适应不同层次学生的实验教学需求,全书共分5章,主要内容包括机械原理典型实验、机械设计典型实验、机械设计上机实验、机械原理选做实验和机械设计选做实验。本书结构严谨、内容丰富,强调理论与实践相结合,融入了作者多年的教学改革成果,反映了学科发展。

图书目录

目 录

第1 章 认知性实践 ....................................................................................... 1

1.1 机构创新设计认知 ........................................................................................................ 1

1.1.1 实验目的 ............................................................................................................. 1

1.1.2 实验设备 ............................................................................................................. 1

1.1.3 机构的展示及分析 ............................................................................................. 1

1.1.4 创新设计的展示及分析 ..................................................................................... 3

1.1.5 实验原理、方法和步骤 ..................................................................................... 4

1.1.6 思考题 ................................................................................................................. 4

1.1.7 实验报告 ............................................................................................................. 5

1.2 机械零件认知 ................................................................................................................ 5

1.2.1 实验目的 ............................................................................................................. 5

1.2.2 实验方法 ............................................................................................................. 5

1.2.3 实验内容 ............................................................................................................. 5

1.2.4 机械零件认知复习题 ....................................................................................... 12

1.2.5 实验报告 ........................................................................................................... 13

1.3 机械结构认知 .............................................................................................................. 13

1.3.1 实验目的 ........................................................................................................... 13

1.3.2 实验设备 ........................................................................................................... 14

1.3.3 实验内容 ........................................................................................................... 14

1.3.4 思考题 ............................................................................................................... 20

1.3.5 实验报告 ........................................................................................................... 20

第2 章 验证性实践 ..................................................................................... 21

2.1 机构运动简图测绘 ...................................................................................................... 21

2.1.1 实验目的 ........................................................................................................... 21

2.1.2 实验内容 ........................................................................................................... 21

2.1.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 21

2.1.4 实验原理、方法和步骤 ................................................................................... 21

2.1.5 注意事项 ........................................................................................................... 25

2.1.6 思考题 ............................................................................................................... 26

2.1.7 实验报告 ........................................................................................................... 26

2.2 渐开线齿廓范成原理 .................................................................................................. 27

2.2.1 实验目的 ........................................................................................................... 27

2.2.2 实验内容 ........................................................................................................... 27

2.2.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 27

2.2.4 范成仪的构造和工作原理 ............................................................................... 27

2.2.5 实验步骤和要求 ............................................................................................... 28

2.2.6 思考题 ............................................................................................................... 29

2.2.7 实验报告 ........................................................................................................... 29

2.3 直齿圆柱齿轮参数测定 .............................................................................................. 31

机械设计实践与创新

― VI ―

2.3.1 实验目的 ........................................................................................................... 31

2.3.2 实验内容 ........................................................................................................... 31

2.3.3 实验用具 ........................................................................................................... 31

2.3.4 实验原理 ........................................................................................................... 31

2.3.5 实验步骤和注意事项 ....................................................................................... 36

2.3.6 思考题 ............................................................................................................... 37

2.3.7 实验报告 ........................................................................................................... 38

2.4 转子动平衡演示 .......................................................................................................... 40

2.4.1 实验目的 ........................................................................................................... 40

2.4.2 实验内容 ........................................................................................................... 40

2.4.3 实验设备和用具 ............................................................................................... 40

2.4.4 实验原理 ........................................................................................................... 40

2.4.5 实验方法和步骤 ............................................................................................... 44

2.4.6 思考题 ............................................................................................................... 45

2.4.7 实验报告 ........................................................................................................... 46

2.5 螺栓连接性能测试 ...................................................................................................... 46

2.5.1 实验目的 ........................................................................................................... 46

2.5.2 实验设备和仪器 ............................................................................................... 46

2.5.3 实验原理 ........................................................................................................... 49

2.5.4 实验方法和步骤 ............................................................................................... 53

2.5.5 实验注意事项 ................................................................................................... 54

2.5.6 思考题 ............................................................................................................... 54

2.5.7 实验报告 ........................................................................................................... 54

2.6 带传动性能测试 .......................................................................................................... 55

2.6.1 实验目的 ........................................................................................................... 55

2.6.2 实验设备和仪器 ............................................................................................... 55

2.6.3 实验原理 ........................................................................................................... 59

2.6.4 实验方法和步骤 ............................................................................................... 60

2.6.5 注意事项 ........................................................................................................... 61

2.6.6 思考题 ............................................................................................................... 61

2.6.7 实验报告 ........................................................................................................... 61

2.7 减速器拆装 .................................................................................................................. 63

2.7.1 实验目的 ........................................................................................................... 63

2.7.2 实验设备和工具 ............................................................................................... 63

2.7.3 实验方法 ........................................................................................................... 63

2.7.4 实验步骤中应考虑的问题 ............................................................................... 64

2.7.5 实验要求 ........................................................................................................... 66

2.7.6 思考题 ............................................................................................................... 66

2.7.7 实验报告 ........................................................................................................... 66

第3 章 设计性实践 ..................................................................................... 68

3.1 SolidWorks 软件简介 ................................................................................................... 68

3.1.1 SolidWorks 的设计思想 .................................................................................... 69

3.1.2 SolidWorks 2012 简介 ....................................................................................... 71

3.1.3 文件管理 ........................................................................................................... 73

3.1.4 SolidWorks 工作环境设置 ................................................................................ 73

3.1.5 SolidWorks 术语 ................................................................................................ 74

目 录

― VII ―

3.2 上机实践任务书 .......................................................................................................... 76

3.2.1 实验目的 ........................................................................................................... 76

3.2.2 实验内容 ........................................................................................................... 76

3.2.3 实验设备 ........................................................................................................... 76

3.2.4 实验数据 ........................................................................................................... 76

3.2.5 实验要求 ........................................................................................................... 77

3.2.6 实验报告 ........................................................................................................... 77

3.3 V 带传动设计计算案例 .............................................................................................. 77

3.3.1 V 带传动参数计算 ........................................................................................... 77

3.3.2 带轮的结构设计 ............................................................................................... 79

3.4 带传动三维设计演示 .................................................................................................. 79

3.4.1 小带轮三维设计步骤 ....................................................................................... 80

3.4.2 大带轮三维设计步骤 ....................................................................................... 88

3.4.3 SolidWorks 机架三维设计步骤 ....................................................................... 93

3.4.4 轴的三维设计步骤 ........................................................................................... 95

3.4.5 装配 ................................................................................................................... 97

3.4.6 在装配图中绘制V 带..................................................................................... 101

3.5 三维设计图到工程图的转换 .................................................................................... 111

3.5.1 大带轮零件图 ................................................................................................. 111

3.5.2 装配体工程图 ................................................................................................. 114

第4 章 综合性实践 ................................................................................... 117

4.1 凸轮轮廓检测 ............................................................................................................ 117

4.1.1 实验目的 ......................................................................................................... 117

4.1.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 117

4.1.3 实验原理和方法 ............................................................................................. 117

4.1.4 凸轮轮廓检测台 ............................................................................................. 117

4.1.5 实验步骤和要求 ............................................................................................. 120

4.1.6 思考题 ............................................................................................................. 121

4.1.7 实验报告 ......................................................................................................... 121

4.2 机构系统动力学调速 ................................................................................................ 122

4.2.1 实验目的 ......................................................................................................... 122

4.2.2 实验设备 ......................................................................................................... 122

4.2.3 实验原理和方法 ............................................................................................. 123

4.2.4 实验步骤 ......................................................................................................... 125

4.2.5 思考题 ............................................................................................................. 125

4.2.6 实验报告 ......................................................................................................... 125

4.3 机械运动学与动力学参数测试 ................................................................................ 126

4.3.1 实验目的 ......................................................................................................... 126

4.3.2 实验台的组成 ................................................................................................. 126

4.3.3 实验台的测试系统 ......................................................................................... 130

4.3.4 注意事项 ......................................................................................................... 134

4.3.5 实验步骤 ......................................................................................................... 134

4.3.6 实验任务 ......................................................................................................... 135

4.3.7 思考题 ............................................................................................................. 136

4.3.8 实验报告 ......................................................................................................... 136

4.4 液体动压滑动轴承油膜压力与摩擦分析................................................................. 136

机械设计实践与创新

― VIII ―

4.4.1 实验目的 ......................................................................................................... 136

4.4.2 实验原理 ......................................................................................................... 136

4.4.3 实验内容 ......................................................................................................... 138

4.4.4 HS-B 型滑动轴承实验台介绍 ....................................................................... 139

4.4.5 电气控制工作原理 ......................................................................................... 140

4.4.6 软件界面和操作说明 ..................................................................................... 140

4.4.7 实验步骤 ......................................................................................................... 142

4.4.8 思考题 ............................................................................................................. 143

4.4.9 实验报告 ......................................................................................................... 143

4.5 轴系结构组合设计 .................................................................................................... 143

4.5.1 实验目的 ......................................................................................................... 143

4.5.2 实验设备 ......................................................................................................... 143

4.5.3 实验内容和要求 ............................................................................................. 144

4.5.4 实验步骤 ......................................................................................................... 144

4.5.5 实验报告 ......................................................................................................... 145

第5 章 创新性实践 ................................................................................... 146

5.1 机构运动方案创新设计 ............................................................................................ 146

5.1.1 实验目的 ......................................................................................................... 146

5.1.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 146

5.1.3 实验内容 ......................................................................................................... 146

5.1.4 ZBS-C 机构运动创新设计方案实验台 ......................................................... 147

5.1.5 实验原理、方法和步骤 ................................................................................. 149

5.1.6 创新设计方案参考 ......................................................................................... 153

5.1.7 思考题 ............................................................................................................. 154

5.1.8 实验报告 ......................................................................................................... 154

5.2 机构创新组合设计 .................................................................................................... 154

5.2.1 实验目的 ......................................................................................................... 154

5.2.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 155

5.2.3 实验前的准备工作 ......................................................................................... 157

5.2.4 实验内容 ......................................................................................................... 157

5.2.5 实验原理 ......................................................................................................... 163

5.2.6 实验方法和步骤 ............................................................................................. 164

5.2.7 实验报告 ......................................................................................................... 168

5.3 机械系统创意组合设计 ............................................................................................ 168

5.3.1 实验目的 ......................................................................................................... 168

5.3.2 实验设备和工具 ............................................................................................. 168

5.3.3 JCY-C 实验平台组成 ...................................................................................... 168

5.3.4 实验原理和方法 ............................................................................................. 171

5.3.5 实验步骤 ......................................................................................................... 197

5.3.6 实验内容 ......................................................................................................... 198

5.3.7 注意事项 ......................................................................................................... 198

5.3.8 组合装置方案参考 ......................................................................................... 198

5.3.9 实验报告 ......................................................................................................... 200

参考文献 ............................................................................................... 201