机械原理与机械设计实验指导书

机械原理与机械设计实验指导书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:蒯苏苏
出品人:
页数:149
译者:
出版时间:2007-2
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787502594626
丛书系列:
图书标签:
  • 机械原理
  • 机械设计
  • 实验指导
  • 机械工程
  • 高等教育
  • 教学参考
  • 理工科
  • 实验教学
  • 课程实验
  • 机械基础
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具体描述

全书共分三篇(21章):第一篇为机械原理实验;第二篇为机械设计实验;第三篇为常用电子计算机程序。

本书主要作为高等院校机械类各专业的教材,也可作为近机类、非机类学生及其他有关专业的学生的教材和工程技术人员的参考书。

《机械原理与机械设计》实验指导书 本书旨在为学习机械原理与机械设计课程的学生提供一套系统、详实的实验指导。通过本指导书,学生将有机会深入理解和实践课堂上所学的理论知识,掌握机械系统分析、设计与优化的基本方法与技能。 一、 实验目的与意义 本实验指导书的编写,紧密围绕机械原理和机械设计课程的核心内容,旨在实现以下几个关键目标: 深化理论理解: 将抽象的理论概念转化为可观察、可测量的实际现象,帮助学生建立直观的认识,加深对机构运动、动力学分析、材料力学、强度校核、润滑、摩擦、磨损等关键知识点的理解。 培养实践能力: 训练学生独立完成实验的各项操作,包括实验装置的搭建、仪器的选择与使用、数据的采集与处理,以及对实验结果的分析与解释。 锻炼问题解决能力: 鼓励学生在实验过程中发现问题、分析问题,并尝试提出解决方案,培养科学的思维方式和严谨的治学态度。 提升工程素养: 通过模拟真实的工程设计与验证过程,让学生初步体验机械工程师的工作流程,培养对机械设计原理的实际应用能力和工程伦理意识。 促进创新思维: 在基础实验之上,鼓励学生进行一定的拓展和变型设计,激发对机械系统更深层次的思考和潜在的创新灵感。 二、 实验内容概述 本指导书涵盖了机械原理与机械设计领域中多个重要方向的实验项目,力求做到理论与实践的有机结合。主要实验模块包括: 1. 机构的运动分析与综合 连杆机构的运动特性测定: 学习使用实验设备测量连杆机构在不同输入速度下的输出位移、速度、加速度等参数,并与理论计算结果进行对比分析,验证其运动规律。 凸轮机构的设计与仿真: 尝试根据给定的运动要求,设计凸轮轮廓,并利用仿真软件验证设计效果,了解不同凸轮类型(如盘形凸轮、圆柱凸轮)的特点和应用。 齿轮传动系的运动特性分析: 测量不同齿轮组合下的传动比、效率等参数,分析齿轮精度对传动性能的影响。 机构自由度与约束分析实践: 通过实际搭建简单的平面机构,直观理解自由度和约束的概念,并学会识别机构的运动方式。 2. 机械零件的设计与校核 轴的设计与强度校核: 学习根据载荷、材料等因素,选择合适的轴径,并进行弯曲、扭转应力校核,理解轴的设计原则。 螺纹连接的设计与可靠性分析: 练习设计不同类型的螺纹连接,进行紧固件的强度校核,了解螺纹连接的预紧力及其影响。 轴承的选择与寿命计算: 学习根据工作条件和载荷,选择合适的滚动轴承或滑动轴承,并掌握轴承寿命的计算方法。 弹簧的设计与性能测试: 尝试设计不同类型(如螺旋压缩弹簧、扭转弹簧)的弹簧,并进行加载测试,测量其刚度、疲劳寿命等性能参数。 3. 机械传动装置的设计与优化 带传动的设计与效率测量: 学习根据功率、转速、中心距等参数,设计V带或平带传动,并进行实际效率测量,分析影响效率的因素。 链传动的设计与应用分析: 了解链传动的工作原理,学习根据实际需求选择合适的链条类型和链轮尺寸。 齿轮减速器设计实践: 结合之前学习的齿轮知识,尝试设计一个简单的齿轮减速器,并进行关键零件的强度校核。 液压与气动传动基础实验: 了解液压和气动基本元件(如油泵、油缸、气阀)的工作原理,并搭建简单的执行回路,体验其控制功能。 4. 润滑、摩擦与磨损实验 摩擦系数的测定: 使用摩擦试验机,测定不同材料、表面粗糙度下的滑动摩擦系数,理解摩擦力的影响因素。 润滑油性能测试: 学习通过简单的实验方法(如粘度计、闪点仪),了解润滑油的基本性能指标及其重要性。 磨损性能的初步观察: 通过模拟零件的相对运动,观察不同工况下材料的磨损情况,体会润滑和材料选择对延长零件寿命的作用。 5. 机械系统仿真与优化 多体动力学仿真: 学习使用专业仿真软件(如MATLAB/Simulink, Adams等),对复杂的机械系统进行动力学仿真,分析其运动学和动力学特性,并优化设计参数。 有限元分析(FEA)入门: 了解有限元分析的基本概念,并尝试对简单的机械零件进行应力、变形分析,为实际设计提供依据。 三、 实验基本要求 1. 课前准备: 认真阅读实验指导书,理解实验目的、原理、步骤和注意事项。如有疑问,及时向指导教师提出。 2. 遵守纪律: 严格遵守实验室规章制度,听从指导教师的安排,确保实验过程安全有序。 3. 规范操作: 按照实验步骤认真操作,正确使用实验仪器设备,避免损坏。 4. 数据记录: 真实、准确地记录实验原始数据,包括测量值、单位、条件等。 5. 结果分析: 对实验数据进行整理、计算、绘图,并与理论值进行对比分析,讨论实验误差来源及影响。 6. 撰写报告: 按照实验报告的要求,认真撰写实验报告,内容应包括实验目的、原理、设备、步骤、数据记录、计算过程、结果分析、讨论与结论等。 7. 安全意识: 实验过程中,始终将安全放在首位,注意用电、用火、机械操作安全。 四、 实验报告范例与评分标准 本书将提供详细的实验报告模板,指导学生如何清晰、准确地呈现实验结果。同时,会明确实验报告的评分标准,重点考察学生对实验原理的理解、数据处理的准确性、结果分析的深度以及结论的合理性。 五、 实验器材清单与维护 指导书将附带详细的实验器材清单,介绍每种器材的名称、型号、主要功能以及正确使用方法。同时,会强调爱护实验设备的重要性,并指导学生在实验结束后如何正确地归还和维护器材。 结语 《机械原理与机械设计》实验指导书的编写,旨在为学生构建一个理论与实践相结合的学习平台。我们鼓励每一位学生以严谨认真的态度投入到实验中,不仅要掌握机械设计的基本技能,更要培养发现问题、解决问题、勇于创新的科学精神。相信通过本指导书的实践,各位同学一定能在机械领域打下坚实的基础,为未来的学习和工作做好充分的准备。

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读后感

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从结构编排的角度来看,这本实验指导书似乎在“深度”与“广度”之间做出了一个有些偏向“广度”的选择,使得对核心概念的深挖略显不足。例如,在涉及机械系统动力学相关的实验章节中,理论基础部分往往只是对课堂内容的简单回顾,并未充分展开讲解如何将理论模型转化为可操作的实验模型。当我们尝试搭建一个简单的二自由度系统进行固有频率测试时,如何精确地确定系统的质量和刚度矩阵的理论值,以及如何通过实验数据反推这些参数的实际取值,其中的复杂性并未得到充分的梳理。这就好比,你给了我们一堆零件和一个图纸,却没告诉我们如何处理零件表面的微小差异对最终装配精度的影响。特别是对于像摩擦学实验这类高度依赖环境和表面处理的实验,如果对实验前处理(如表面粗糙度测量和清洁过程)的要求描述含糊不清,那么最终得出的摩擦系数数据就很难被视为可靠的物理量。一本好的指导书应当像一位经验丰富的老工程师,预见到每一个环节可能出现的细微偏差,并提供相应的“工程近似”或“误差补偿”的思路,而不仅仅是告知我们“去测量A”和“去计算B”。

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初次翻阅这本实验手册,最直观的感受是其在“操作规范性”上的用力略显不足。在精密仪器的操作环节,比如在材料的拉伸或弯曲试验中,对于加载速率的控制,不同材料(比如高碳钢与铝合金)所需的速率差异巨大,而这本指导书对于如何精确控制和记录这个变量着墨不多,往往只是给出了一个笼统的范围。这就导致我们分组实验时,不同小组之间的结果差异性过大,难以进行有效的横向比较和讨论,最终影响了对材料力学行为的系统性认识。此外,对于实验报告的书写规范,也就是我们常说的“结果与讨论”部分,指导书的建议显得过于模板化和空泛。一个优秀的实验报告,理应体现出学生对实验现象的深入思考、对误差来源的批判性分析,以及对改进方案的合理推测。然而,书中的范例更像是标准答案的复刻,缺乏对“为什么会这样”和“如果换一种方式会怎样”的引导,这无疑削弱了实验作为培养独立思考能力的载体这一核心价值。我们需要的,是能够激发我们去质疑现有数据、去挑战既定结论的思维火花,而不是一味地跟随既定的脚本操作。

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我个人对这本指导书在现代工程实践关联度上的体现感到略微遗憾。在当前数字化和智能化趋势下,机械设计与原理的实验教学理应更多地引入现代测试技术和仿真验证的交叉点。比如,在进行机构运动精度分析的实验时,如果能结合三维扫描技术对实际加工件的偏差进行量化分析,或者在进行有限元分析(FEA)的验证实验中,能指导学生如何将实验测得的应力应变数据与仿真结果进行对比校正,那将会极大地提升实验的现代感和实用价值。然而,我们在这本书中看到的大部分仍然是基于传统传感器和经典力学方法的测量。这使得实验成果仿佛停留在上个世纪的实验室标准中,与我们未来可能面对的工业现场存在着一定的认知脱节。我们渴望看到的是,如何利用LabVIEW或Python等工具进行数据处理和可视化,如何通过在线监测来理解复杂机构在长时间运行中的疲劳演变,而不是仅仅停留在记录几个静态的力值或位移数据上。这种对前沿技术的整合不足,削弱了其作为面向未来工程师的指导价值。

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从“可用性”和“可携带性”的角度来评价,这本书的装帧和排版也存在一些让人抓狂的小问题。首先,作为一本经常需要带进实验室、频繁翻阅的工具书,其纸张质量略显单薄,封面设计也缺乏必要的耐磨性,仅仅几次往返于实验室和宿舍之间,边角就已经开始卷曲磨损,这对于一本工具书来说是硬伤。更要命的是,关键图表的清晰度问题。例如,某些复杂的机械结构示意图,其内部细节和标注在线条过度密集的情况下,在油墨质量一般的纸张上印制出来后,变得模糊不清,尤其是在光线不佳的实验室环境中,辨认那些细小的尺寸和连接关系简直成了一种煎熬。此外,书中索引的设置也显得不够人性化,当我们需要快速定位到某个特定实验中的某个参数定义时,往往需要从头翻阅,效率低下。一本好的实验指导书,应当是实验室中的得力助手,它需要具备良好的物理耐受性和极佳的信息检索效率。如果一本指导书本身在物理层面和信息组织层面都给实验操作带来了额外的阻碍,那么它的教学效能必然大打折扣,让人在动手之前就已经在与书本本身“搏斗”了。

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这本号称“指导”我们进行机械原理与机械设计实践的宝典,拿到手里的时候,心里是既期待又有点忐忑。毕竟,理论知识在书本上学得再透彻,也得在实验室里才能真正“落地生根”。我希望能看到的是那种详实、严谨,能够手把手带着我们把那些复杂的机构运动规律、材料力学特性,通过实际操作一一验证的清晰步骤。比如,关于齿轮传动误差的测量,我期待的不仅仅是公式的罗列,而是如何精准对中、如何选择合适的量具,以及在实际操作中遇到诸如装配间隙过大或测量仪器精度不足时,应该如何调整思路和记录误差。更进一步,对于那些动态特性实验,比如振动分析,我希望书中能详细讲解传感器如何布设,数据采集卡如何设置采样频率,以及最后如何从看似杂乱的波形图中提取出有意义的模态参数。如果这本书能做到对每一个实验的背景、目的、关键步骤、注意事项、以及数据分析方法给出深入浅出的阐述,那它才算得上是一本真正称职的实验指导书,而不是简单地把课本上的理论搬到实验台上做个验证了事。目前的体验来看,它似乎更侧重于流程的罗列,而对实验中常常出现的“陷阱”和“疑难杂症”准备不足,这对于初学者来说,无疑是一个不小的挑战。

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