【正文】 段的側(cè)面上，沿與軸線平行的不同高度的線段 、 、 、 、 （2?10?1?2??線位于中性層上， 線位于梁的上表面， 線位于梁的下表面， 和0?2??35 / 15 和 各距 線等距，其距離分別用 和 表示）上粘貼有五個應(yīng)變1??2??01y2片作為工作片，另外在梁的右支點以外粘貼有一個應(yīng)變片作為溫度補償片。當(dāng)梁在載荷作用下發(fā)生彎曲變形時，工作片的電阻值將隨著BC梁的變形而發(fā)生變化，通過電阻應(yīng)變儀可以分別測量出各對應(yīng)位置的應(yīng)變值 。E梁在純彎曲變形時，橫截面上的正應(yīng)力理論計算公式為 zIyM?理式中： 為橫截面上的彎矩； 為梁的橫截面對中性軸的慣性矩； 為2/FaM?123/bhIz? y中性軸到欲求應(yīng)力點的距離。39。164。198。206。182。178。179。172。，各應(yīng)變片按半橋接法接到電阻應(yīng)變儀的所選通道上。，采用等量逐級加載（可取 ），每增加kN1??F一級載荷，分別讀出各電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值。，結(jié)束實驗。 注意事項，防止沖擊。，測量過程中不要觸動引線，以免引起測量誤差。主機由實驗工作臺，傳感器綜合系統(tǒng)、高穩(wěn)定交、直流信號源，溫控電加熱源，旋轉(zhuǎn)源、精密位移機構(gòu)（由進(jìn)口精密導(dǎo)軌組成，以確保純直線性位移）、振動機構(gòu)、儀表顯示、電動氣壓源、數(shù)據(jù)采集處理和通信系統(tǒng)（RS232 接口）、實驗軟件等組成。1 主機實驗工作臺1）傳感器：半導(dǎo)體應(yīng)變計、金屬箔式應(yīng)變計、壓電加速度傳感器、磁電式傳感器、激光光柵傳感器（增強型配置）2）高穩(wěn)定度交、直流信號源：直流信號源：＋2V～10V 分五檔，177。3）精密溫控電加熱源：熱電偶時間比例控制。1℃。5）氣壓源：電動氣泵氣壓輸出≤12KP，連續(xù)可調(diào)。6）測速電機裝置（二組）：速度 0～2400RPM，連續(xù)可調(diào)7）顯示儀表：3 1/2 位 LED 數(shù)字顯示電壓/頻率表，電壓表 DC 0～2V，0～20V 兩擋；頻率表 5～2KHZ，～20KHZ 兩擋。氣壓表 0~40KP。運行于 Windows 環(huán)境下的實驗軟件，友好的顯示界面，可進(jìn)行實驗項目選擇與編輯、數(shù)據(jù)采集、特性曲線的分析、比較、數(shù)據(jù)保存、作圖、打印，方便實用。38 / 1512）應(yīng)變式傳感器實驗?zāi)K（包含電阻應(yīng)變及壓力傳感器）：金屬箔式標(biāo)準(zhǔn)商用稱重傳感器（帶溫度補償）、雙平行懸臂梁結(jié)構(gòu)金屬箔式、半導(dǎo)體應(yīng)變、MPX 擴散硅壓阻式傳感器、放大電路。4）電容式傳感器實驗?zāi)K：同軸式差動電容組成的雙 T 電橋檢測電路，進(jìn)口精密位移導(dǎo)軌。6）霍爾傳感器實驗?zāi)K：霍爾傳感器、梯度磁場、變換電路及進(jìn)口高精度位移導(dǎo)軌。8）電渦流傳感器實驗?zāi)K：電渦流探頭、變換電路及進(jìn)口精密位移導(dǎo)軌。10）PSD 光電位置傳感器實驗?zāi)K：PSD 器件及激光器組件、進(jìn)口精密位移導(dǎo)軌，高倍放大器。（增強型選配單元）12）超聲波傳感器測距實驗?zāi)K：超聲波發(fā)射接收探頭、精密位移裝置及時間距離變換顯示電路，直接顯示探測距離（cm）及時間（μs）（增強型選配單元）3 本設(shè)備能完成的實驗（以下實驗內(nèi)容為實驗舉例，根據(jù)相同的實驗原理，可以由實驗者自主開發(fā)出進(jìn)行更多的實驗項目。2. 結(jié)構(gòu)組成 懸臂梁實驗臺的結(jié)構(gòu)示意如圖 1 所示，結(jié)構(gòu)總體尺寸為 120110150mm(長寬高)，主要包括的零件有：圖 1 懸臂梁實驗臺結(jié)構(gòu)示意圖3. 操作說明 41 / 151圖 2 加速度傳感器調(diào)理電路接線示意圖 實驗操作懸臂梁固有頻率測量實驗利用加速度傳感器來測量懸臂振動的信號，經(jīng)過頻譜變換（FFT）處理后得到懸臂梁的一階固有頻率，需要注意的是該實驗數(shù)據(jù)采集采用預(yù)觸發(fā)方式，數(shù)據(jù)采集儀的觸發(fā)電平要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行設(shè)置。實驗二 電橋的加減特性與彎扭應(yīng)力分離一. 實驗?zāi)康耐ㄟ^本實驗了解和掌握力傳感器的測量原理和方法。測量電路普遍采用惠斯通電橋（如圖 所示），利用的是歐姆定律，測試輸出量是電壓差。因為電橋在生產(chǎn)時有一些誤差，不可能保證每一個電橋的電阻阻值和斜率保持一致。在實驗中采用的力傳感器是 LYB5A 型應(yīng)變力傳感器具有精度高、復(fù)現(xiàn)性好的特點。需要特別強調(diào)的是：由于力傳感器的過載能力有限（150%），所以，在實際使用過程中應(yīng)盡量避免用力壓傳感器的頭部或沖擊傳感器。43 / 151《機械設(shè)計》課程實驗指導(dǎo)書實驗一 螺栓組聯(lián)接實驗一、實驗?zāi)康耐ㄟ^實驗使我們對螺栓聯(lián)接的聯(lián)接件與被聯(lián)接件的變形協(xié)調(diào)關(guān)系有更深入的了解。二、實驗內(nèi)容測量螺栓聯(lián)接在預(yù)緊力與工作載荷作用下，聯(lián)接件與被聯(lián)接件的變形量。繪制螺栓聯(lián)接的受力變形圖。三、實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理聯(lián)接件部分；聯(lián)接部分由 M16 螺栓、螺母、墊片組成。八角環(huán)中部，設(shè)有圓錐形孔，當(dāng)在圓錐形孔中加入或去掉一特制錐塞時，就可以改變力流的路線，從而達(dá)到改變被聯(lián)接件剛度的目的。上板和下板設(shè)計成即寬又厚的形狀，因此該件可以認(rèn)為是受力不發(fā)生變形的大剛度元件。測量部分：螺栓和被聯(lián)接件的變形的測量，是借助于兩塊千分表（精度 ）來完成，它們通過一支撐桿固定在下板上，分別顯示被聯(lián)接件的壓縮變形和螺栓的拉伸變形量。四、實驗參數(shù)與計算公式被測試的參數(shù)44 / 151名 稱 材 料 彈 性 模 量 計 算 截 面 積 附 注M16 螺栓 45 105N/mm2 200 mm2側(cè) 板 45 105N/mm2螺栓上軸向載荷與千分表讀數(shù)的關(guān)系：(N)1151 *SlAESF????式中：S 1— 千分表讀數(shù)（ μ m），螺栓的變形量A — 螺栓截面積（mm2），實心螺栓 A=200 mm2E — 材料的彈性模量，E= 105N/mm2l — 螺栓的工作長度，=160 mm五、實驗步驟松開螺母，搖動手柄，使挺桿位于最下方。分別調(diào)整兩個千分表，使其指針對“0”( 轉(zhuǎn)動千分表外殼調(diào)整)。加工作載荷，搖動手柄，使挺桿上升，壓縮彈簧，把工作載荷 F 加于螺栓上。上述四步驟再重復(fù)三次，共記錄四組實驗數(shù)據(jù)，從測得的四組數(shù)據(jù)中選擇Δs Δs 2 相等或最相近的一組，繪出螺栓聯(lián)接的受力變形圖。觀察帶傳動的彈性滑動與打滑現(xiàn)象，加深對帶傳動工作原理和設(shè)計準(zhǔn)則的理解。二、實驗設(shè)備由實驗臺主機和控制箱兩部分組成。主動電機的支撐架固定在機架上，從動電機的支架則可沿機架導(dǎo)軌移動，以保持初拉力不變并可滿足不同中心距的要求，并可以忽略摩擦力對初拉力的影響。當(dāng)電機轉(zhuǎn)子上作用電磁力矩時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動帶動帶輪工作，即表現(xiàn)為工作轉(zhuǎn)矩，同時機殼(定子)受到該轉(zhuǎn)矩的反作用使機殼翻轉(zhuǎn)，只要將機殼翻轉(zhuǎn)力矩測出，就知道了工作轉(zhuǎn)矩，為了測出轉(zhuǎn)矩，在兩臺電機上都裝有杠桿，兩臺電機底座下均裝有配重鐵。本實驗臺的加載原理如下：兩臺相同型號的三相異步電機并聯(lián)于電網(wǎng)，設(shè)計時，使兩電機的轉(zhuǎn)向相同(逆時針方向) ，且使電機 l 上的帶輪直徑 D1 大于從動電機上的帶輪直徑 D2，這樣主動電機的轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速。實驗臺用了兩只三相調(diào)壓器，調(diào)壓器 1 用于調(diào)節(jié)主動電機的電壓，使主動帶輪轉(zhuǎn)速 n1 保46 / 151持為常量；而調(diào)壓器 2 用于調(diào)節(jié)從動電機的電壓，電機軸產(chǎn)生扭矩變化即改變 M2，從而改變了加于帶上的載荷。光電測速儀由光電傳感器和數(shù)字顯示儀組成。三、實驗步驟將被試 V 帶(三角帶) 取下，使杠桿上的游砣放在零點處，利用機殼配重和杠桿上的平衡砣使電機平衡，然后裝上 V 帶（三角帶）。旋動調(diào)壓器 1 起動主動電機，在起動前，兩只調(diào)壓器指針都調(diào)為零，使電機在空載下起動，以減少起動電流。1420rpmn? 10n2旋動調(diào)壓器 2，逐級加載，每次可增加 25V 左右，每加載一次同時旋動調(diào)壓器1 使主動電機的轉(zhuǎn)速恒定( )。2a1W2繼續(xù)加載，皮帶打滑，主動電機轉(zhuǎn)速 基本不下降時停止。四、實驗基本參數(shù)帶的型號和長度：Z 型 V 帶， 40mL?帶輪直徑： ，7mD1?672帶的線速度： 5./sv1rp)(n張緊形式：自動張緊初拉力：100N裁荷性質(zhì)：平穩(wěn)五、數(shù)據(jù)處理計算每一級載荷下的： ???222其中 m9821?L47 / 151； ； %12nM???2022nD???? )(?注：計算時，由于 D1，D 2 難于測準(zhǔn)，可以用空載時的速比 代替 。mm Kg二、實驗設(shè)備組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析實驗箱。繪圖工具：鉛筆、三角板等。進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與滾動軸承組合設(shè)計。繪制軸系結(jié)構(gòu)裝配圖。四、實驗步驟明確實驗內(nèi)容，理解設(shè)計要求。構(gòu)思軸系結(jié)構(gòu)方案(1) 根據(jù)齒輪類型選擇滾動軸承型號。(3) 根據(jù)齒輪圓周速度 (高、中、低) 確定軸承潤滑方式(脂潤滑、油潤滑)。(5) 考慮軸上零件的定位與固定，軸承間隙調(diào)整等問題。組裝軸系部件根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)方案，從實驗箱中選取合適零件并組裝成軸系部件、檢查所設(shè)計組裝的軸系結(jié)構(gòu)是否正確。將所有零件放入實驗箱內(nèi)的規(guī)定位置。部分軸系結(jié)構(gòu)裝配圖49 / 151已 知 條 件實驗表格 齒輪類型 載荷 轉(zhuǎn)速 其他條件 示 意 圖 1 輕 低 2 小直齒輪 中 高 3 中 低 4 大直齒輪 重 中60 7060 5 輕 中 6 小斜齒輪 中 高 7 中 中 8 大斜齒輪 重 低60 60 709輕 低 錐齒輪軸10小錐齒輪中 高 錐齒輪與 軸分開 70 82 3011輕 低 發(fā)熱量小12蝸 桿重 中 發(fā)熱量大 L50 / 151實驗四 減速器裝拆實驗一、實驗?zāi)康牧私鉁p速器的結(jié)構(gòu)、各零件作用及裝配關(guān)系。加深對軸系部件結(jié)構(gòu)的理解。二、實驗要求按正確程序拆開減速器，分析減速器結(jié)構(gòu)及各零件功用。三、實驗設(shè)備及工具齒輪減速器、蝸桿減速器、鋼尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)、外卡尺等。并觀察有哪些箱體附件。邊拆卸邊觀察，并就箱體形狀，軸系零件的定位的固定，潤滑密封方式，箱體附件（如通氣器、油標(biāo)、油塞、起蓋螺釘、定位銷等）結(jié)構(gòu)和作用，位置要求和零件材料等進(jìn)行分析。應(yīng)了解軸的各部分結(jié)構(gòu)作用，形狀尺寸，它與強度、剛度、加工裝配的關(guān)系，軸上各零件的用途、軸承類型、布置、安裝調(diào)整方式、軸和軸上零件的定位及固定方法、潤滑和密封等。其它參數(shù)在結(jié)構(gòu)示意圖中注明。三、實驗內(nèi)容演示原形件制作過程。五、注意事項注意人身安全。七、課外作業(yè)無實驗二 電火花加工實驗（2 學(xué)時）53 / 151一、實驗類型 演示二、實驗?zāi)康牧私怆娀鸹庸ぴO(shè)備的操作規(guī)程；理解電火花加工的工作原理；認(rèn)識電火花加工過程。四、儀器設(shè)備 電火花機一臺。六、實驗步驟電火花線切割加工準(zhǔn)備；電火花線切割加工；電火花磨削加工準(zhǔn)備；電火花磨削加工；七、課外作業(yè)無實驗三 參觀柔性制造系統(tǒng)（2 學(xué)時）一、實驗類型 演示二、實驗?zāi)康牧私馊嵝灾圃煜到y(tǒng)的組成；理解柔性制造系統(tǒng)的工作原理和加工過程； 掌握加工中心的工作原理。四、儀器設(shè)備 柔性制造系統(tǒng)一套。六、實驗步驟認(rèn)識柔性制造系統(tǒng)的各個組成部分； 加工過程演示； 物料運輸過程演示； 調(diào)度過程演示。三、實驗內(nèi)容認(rèn)識柔性制造系統(tǒng)的組成，演示柔性制造系統(tǒng)的制造過程。五、注意事項注意人身安全。七、課外作業(yè)無55 / 151《CAD/CAM 技術(shù)》課程實驗指導(dǎo)書實驗一 三維實體造型一、實驗?zāi)康?. 掌握創(chuàng)建三為基本實體的方法。二、實驗設(shè)備和工具1．計算機；2. CAD 軟件；三、實驗原理在工程設(shè)計和繪圖過程中，三維圖形應(yīng)用越來越廣泛。在機械行業(yè)，大量的加工采用了現(xiàn)代化手段，如數(shù)控機床、加工中心、快速成型，都是在三維實體的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工的。線框造型方式為一種輪廓模型，它由三維的直線和曲線組成，沒有面和體的特征。實體模型不僅具有線、面的特征，而且還具有體的特征，各實體對象間可以進(jìn)行各種布爾運算操作，從而創(chuàng)建復(fù)雜的三維實體圖形。在繪圖過程中，有時為了使實體對象看起來更加清晰，可以消除圖形中的隱藏線,但要創(chuàng)建更加逼真的模型圖像，就需要對三維實體對象進(jìn)行著色和渲染處理，增加色澤感。56 / 151從“設(shè)計元素庫” 中拖動長方體到繪圖界面中，然后右鍵點擊包圍盒按鈕，編輯包圍盒，長170，寬120，高30。 57 / 151從高級圖素中拖放半圓柱體，放置于長方體上方中心點。將部分陷入長方體的半圓柱體通過三維球拖放出來，單擊半圓柱體智能編輯狀態(tài)下的半圓周手柄，編輯包圍盒中發(fā)藍(lán)尺寸為80，單擊半圓柱體頂部手柄，編輯包圍盒中發(fā)藍(lán)尺寸為40。關(guān)閉三維球，改變圖象視向，單擊半圓柱體一端手柄，按下SHIFT鍵同時按住鼠標(biāo)左鍵并拖動手柄拉長，當(dāng)光標(biāo)到達(dá)需對齊的長方體側(cè)面時，側(cè)面發(fā)綠，松開鼠標(biāo)，這時被拖動半圓柱體一側(cè)與長方體一側(cè)平齊。 59 / 151將實體零件翻轉(zhuǎn)到合適的視向，拖放一孔類長方體到底座中心，編輯包圍盒尺寸，高設(shè)置為15，長為90，按下SHIFT不放，拖拉孔類長方體位置使其達(dá)到要求。再設(shè)計底座凸臺圓柱及螺栓孔，拖放圓柱體到底座上圓角中心，編輯尺寸直徑為25，選擇圓凸臺，激活三維球，選擇復(fù)制方向移動手柄，按下SHIFT鍵同時按下鼠標(biāo)右鍵并拖動移動手柄，當(dāng)達(dá)到另一端的圓角圓心時，松開鼠標(biāo)，出現(xiàn)快捷菜單，選擇“鏈接”，再選擇“ 確定 ”，用類似方法完成4個圓角凸臺的設(shè)置，再從圖素庫中拖放孔類圓柱體到凸臺中心點，設(shè)置孔的直徑為15，采用前述方法將孔拉伸與下表面平齊，鏈接完成4個螺栓孔。二、實驗設(shè)備和用具1. 計算機；2. 數(shù)控機床；三、實驗原理 通過對加工工藝的分析，使用 C