《机械设计B》课程实验教学大纲
课程名称：机械设计B 课程编码：110031132 课程类别：专业基础课 课程性质：必修
适用专业：工业工程、材料成型及控制工程、弹药工程与爆炸技术、武器发射工程、特种能源技术与工程
适用教学计划版本：2017版 课程总学时：72
实验（上机）计划学时：6 开课单位：装备工程学院
一、大纲编写依据
本大纲依据国家教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会机械原理课指组、机械设计课指组颁布的《机械设计（近机类）教学基本要求》及本校2017版本科教学计划和机械设计B课程教学大纲对学生实验能力培养的要求而制定。
二、实验课程地位及相关课程的联系
机械设计B是近机类专业中研究机械共性问题、培养学生具有机械设计能力的的一门主干技术基础课。本实验非独立设课，是随课程教学进程安排的，本实验课是完成本课程教学目标的重要教学方式，是培养近机械类专业人才运用实验方法研究典型机构、典型传动零件性能的不可缺少的实践性教学环节。本课程的主要先修课程有：工程制图、工程力学、公差与互换性基础、机械工程材料、金属热加工工艺概论等，本课程对后续的各专业课、课程设计、毕业设计等具有指导意义。
三、实验目的、任务和要求
实验目的：1、通过实验使学生掌握和了解机构的组成原理，机构运动学、动力学性能，掌握齿轮加工方法及齿轮参数的测量方法，了解常用零件、典型传动的基本组成，了解带传动、齿轮传动、传动性能综合测试等实验台的基本原理和结构，掌握转速、转矩、应力、应变的测试，传动效率的测定方法，掌握轴系结构设计中轴的结构设计与滚动轴承组合设计的基本方法，达到提高学生的实践能力、分析解决问题的能力和培养学生创新意识的目的。2、通过提供开放性实验，为学有余力的同学提供个性化培养条件，实现因材施教，使优秀学生得到更好锻炼和个性化发展。
本实验课程是实现课程教学目标，使学生巩固和加深课堂教学的基本理论和基本概念，掌握典型机构、典型零件的基本原理和基础知识，培养学生基本机械设计的能力，学习有关实验方法及测试和操作技能，培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力，正确书写实验报告的能力，提高分析问题和解决问题的能力，培养学生创新意识和实践能力的重要教学环节。
实验项目选定的主要依据是教学计划对学生工程实践能力培养的要求及现有的实验设备条件。
实验项目应达到的教学要求为：
1、能识别各种类型的机械机构模型，并能进行正确的测绘、表达，并具体分析机构的自由
度及机构的组成原理；
2、掌握用范成法切制渐开线齿轮原理，了解渐开线齿轮的根切现象及避免方法，熟悉巩固渐开线齿轮各部分尺寸，参数关系和渐开线性质等；
3、熟悉常用轴系零部件的结构，掌握轴的结构设计基本要求以及轴承组合结构设计的基本方法。
各实验项目对学生的具体要求为：
1、开课后，根据任课教师安排，科代表或班长要及时与实验教师取得联系，根据自己班同学的课程安排与实验教师妥善的协调好实验的时间和分组，并及时将情况反馈给主讲教师和有关同学；
2、参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习，并做好相关实验的准备工作；
3、在实验的过程当中，认真的听好实验指导教师的安排和要求，要遵守实验室的各种规章制度，爱护仪器设备，注意节约原材料，要独立认真的完成各项实验任务，不要作与实验无关的事情；
4、各项实验设备在使用前要详细的进行检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好，发现丢失或损坏应立即报告。在离开实验室前，要主动要求指导教师查验仪器设备等，并由指导教师在有关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作。
5、实验后，要独立对实验结果要进行分析，整理和计算，认真填写实验报告，并按要求及时递交实验报告，不得有任何抄袭行为。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色
实验教学采用实验指导教师现场实物讲授的方式进行，包括相关基本理论的讲解、设备的操作、注意事项及实验过程介绍。讲解过程中就实验中的若干问题进行提问，实验过程中积极巡视，及时发现、纠正学生不规范的操作，加强与同学的交流。实验教学从单一的灌输到指导启发的转变，提高师生之间的“互动”效果，使实验教学从传统的“以教师为主”的模式转变为“以学生为主体、以教师为主导”的模式。因此要求学生在实验前预习实验指导书，明确实验目的、要求和内容，初步了解实验设备和仪器，并做好必要准备。
五、实验内容和学时分配
实验要求 序号 实验名称 必做 1 机构认知、运动简图绘制及分析 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测量及齿轮范成加工 轴系结构创意组合设计与分析 平面机构运动方案创新设计 带传动实验 齿轮传动实验 ? 选做 实验 类型 综合 学时 分配 2 每组人数 2 备注 2 ? 验证 2 2 3 4 5 6
? ? ? ? 综合 设计 验证 验证 2 4 2 2 6 4 2 2 实验一 机构认知、运动简图绘制及分析实验 1、实验目的：
（1）了解机器的组成；了解常见机构的类型、特点，对机构有一个全面感性的认识，培养学生对机械设计B的学习兴趣；
（2）掌握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，掌握根据实际机器或模型进行机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项。
（3）加强理论实际的联系，验算机构自由度，进一步了解掌握机构具有确定运动的条件和有关机构结构分析、机构基本性能的知识。
2、实验要求：
（1）选择常见典型机构进行认知，在实验报告中填写相关机构名称；
（2）选择3种实际机器或机构模型进行测量，在实验报告中，绘制出机构运动简图；
（3）计算机构自由度，说明机构的活动构件数、低副数、高副数，并注明是否有复合铰链、局部自由度和虚约束，进行处理后代入公式进行计算，并据此分析机构具有确定运动的条件；
（4）可进一步分析机构结构组成和机构的基本性能（如机构是否有曲柄、急回特性、机构最小传动角度、死点等）。
3、实验内容：
识别、分析机构的组成，绘制机构运动简图，计算机构自由度，理解各种运动副的组成和特点，分析机构中的虚约束、局部自由度和复合铰链，判断机构具有确定运动的条件。
4、主要仪器设备及试剂：
（1）机构运动简图的测绘模型·湖南长庆·40· （2）钢板尺、铅笔、橡皮、纸（自备）。
实验二 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测量及齿轮范成加工 1、实验目的：
（1）掌握用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮几何参数的基本技能； （2）通过测量和计算，熟练掌握齿轮几何尺寸的计算方法，明确齿轮各几何尺寸间的关系，加深对渐开线的性质的理解和认识；
（3）掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮与变位齿轮的判别方法； （4）熟练掌握基本测量工具的使用方法。
（5）观察渐开线齿廓的形成过程，掌握用范成法加工齿轮的基本原理；
（6）观察渐开线齿轮产生根切的现象，了解产生根切的原因以及如何避免根切； （7）分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点，理解变位齿轮的概念。 2、实验要求：
（1）实验前应调整游标卡尺与公法线卡尺的除读数为零；
（2）测量齿轮的部位应选择在光整无缺陷之处，以免影响测量效果；
（3）测量时为减小误差，同一测量尺寸应在不同位置测三次，然后取算术平均值；
??hmc?a（4）由测量尺寸计算确定的齿轮基本参数、、、，必须圆整为标准值。
（5）代表轮坯的图纸要有一定的厚度，纸面应平整无明显翘曲，以防止移动过程中，刀具
移动不畅；
（6）在刀具移动过程中，一定要将轮坯纸固定可靠，并保持轮坯中心与圆盘中心时刻重合，范成过程中不能随意松开或重新固定，否则可能导致实验失败，在刀具移动过程中，要轻推慢转；
（7）刀具每次移动距离不要太大，最好1～2格，否则影响齿形范成效果。每范成一种齿
形都应将齿条刀从一个极限位置移至另一个极限位置，若移动距离不够，会造成齿形切制不完整；
3、实验内容：
（1）测量一对渐开线直齿圆柱齿轮参数，计算齿轮各部分尺寸；
（2）熟悉范成仪，使用范成仪描绘标准、正变位、负变位齿轮齿廓，并进行分析比较，了解变位，根切等概念。
4、主要仪器设备及试剂：
1）渐开线齿轮参数测定实验箱·湖南长庆·10·0601313S 2）齿轮范成仪·CJDJ-B型·30·
2）圆规、绘图纸、三角板、剪刀、两支不同颜色的铅笔或者圆珠笔、橡皮等（学生自备）。
实验三 轴系结构创意组合设计与分析实验 1、实验目的：
（1）熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； （2）熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；
（3）了解轴承类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。 2、实验要求：
（1）先明确实验内容，复习轴的结构设计及轴承组合设计等内容； （2）观察与分析轴承的结构特点，绘制轴系装配示意图或结构草图；
（3）测量轴系主要装配尺寸（如支承跨距）和零件主要结构尺寸，并根据根据装配草图和测量数据，绘制轴系部件装配图；
（4）实验完成后，装配轴系部件恢复原状，整理好工具。 3、实验内容：
根据所设计的轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件，组装轴系部件，检查分析所设计组装的轴系结构是否正确，并测绘轴系部件，画出轴系部件图。
4、主要仪器设备及试剂：
1）轴系结构设计与分析实验箱·湖南长庆·6·0601299S
2）测量及绘图工具，300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。
六、教材（讲义、指导书）
1.《机械设计B实验指导》，徐嘉宁、陶军、隋连香编，内部教材 2.《机械设计基础》(第6版)，杨可桢等编，高等教育出版社，2013
七、考核方法和评分标准
１、单个实验项目考核办法
《机械设计B》实验中，每个必修实验项目由实验老师给出成绩。成绩构成包括： 1）按时参加实验，完成规定实验内容，实验报告项目齐全 40分 2）实验报告文字工整、图表清晰，试验结果分析正确 40分 3）工作态度认真、能正确回答老师提问，善于观察思考和提出问题 20分 选修实验表现优秀者另外可以在平时成绩中体现。 ２、《机械设计B》实验总成绩考核办法
机械设计B实验的总成绩按基本实验项目的平均成绩计算，以100分制进行计量，实验总成绩按10%的比例计入课程期末成绩中。若没有实验成绩或实验不及格，则取消课程考试资格，
该门课程成绩直接以不及格计。
八、备注
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