《机械基础实验》学习指南

PAGE《机械基础实验》学习指南实验教学与理论教学不同，重在动手能力、分析问题和解决问题的能力培养，为使学生在上试验课前，对所进行的实验足够的认识。根据实验教学的特点，本学习指南由两部分构成：1.介绍实验中心各实验室设备及开设的实验；2.针对综合设计性实验和研究创新性实验提供实验指南。结合实验教材的实验指导书、实验报告，学生可在实验前进行有成效的预习，也可根据预习时的疑问和实验后对个别问题需作进一步的探讨，来实验室验证。实验室全天对外开放，欢迎学生前来实验室进行基于问题的探究性学习研究。第一部分实验中心介绍概述重庆大学机械基础实验中心于2006年由教育部批准为首批机械类国家级实验教学示范中心，《机械基础实验》课程2008年由教育部批准为国家级精品课程。中心与课程转变实验教学观念，坚持实验教学与理论教学相结合、与科学研究相结合，注重实践和创新能力培养的建设思路，深入进行实验教学体系、内容和方法的改革，坚持以学生为本，重点研究开发创新性实验项目及其实验设备，探索创新实验和实践教学新方法,努力构建课内外结合、开放运行的机械基础实验教学平台。1.2实验室介绍实验中心由以下实验室构成：机械性能测试与综合分析实验室机电流体传动控制实验室机械创新设计实验室机械精度测试测绘实验室机械设计展示与分析实验室机械原理展示与分析实验室工程综合实践室1.2.1机械性能测试与综合分析实验室为学生提供对机构、机械传动系统及运动和动力参数、性能测试分析的实验条件。主要设备有：机械传动性能测试试验台、动平衡机、液体动压滑动轴承试验台、轴系结构设计装置、各种折装用减速器、典型机械系统综合测试实验台、带链传动性能测试实验台等。开设机械传动性能测试、机械动平衡等实验，滑动轴承实验、轴系结构实验、机械系统性能综合测试与分析等，提供现代测试技术的设备、和研究场地。机械性能测试与综合分析实验室一角JLC-B型机械传动性能测试实验台带链传动性能测试实验滑动轴承实验台机械传动性能测试试验台新型机械式无级变速器测试机械拆装及结构分析轴系结构设计装置YYH-300硬支承动平衡机RYQ-10软支承动平衡机1.2.2开设“机电流体综合控制实验”,包括电控、气动等综合控制实验。配备教学单元5个，提供现代控制技术学习和研究的手段。FESTO自动化教学系统FESTO自动化教学单元1.2.3实验室配备机械系统原理方案创新设计实验台、机构运动方案创新设计实验台、机械传动方案创新设计实验台等。开设机械系统原理方案创新设计实验、机构运动方案创新设计实验、机械创新展示及分析实验、机械传动方案创新设计实验等。机械运动方案创新设计实验台运动学参数测试系统机械系统原理方案创新设计实验台机械传动方案创新设计试验台1.2.4将零件精度设计的相关知识与测量技术相结合，对机械零件的尺寸及尺寸精度、形状位置精度和零件表面的粗糙度进行检测。通过对典型机械测绘综合训练，认识机械精度测试的有关测量工具、掌握使用及测量方法，掌握测绘方法及尺寸公差、形位公差、粗糙度，了解和掌握完成一个简单机械的测绘所应具备的基本知识和动手检测的基本技能。主要设备包括双管显微镜、万能测长仪、万能测齿仪、齿轮跳动检测仪、万能工具显微镜、高精度影像测量仪和普通量仪、量具若干。开设光滑工件尺寸的测量及合格性判断实验，公差原则及零件表面形状位置公差检测实验，零件表面粗糙度测量实验，齿轮参数测量实验，齿轮精度检测实验，齿轮泵综合测绘实验。机械精度测试及测绘实验室一角YRVMS-2010F影像测量仪万能测长仪齿轮跳动检测仪1.2.5开设“机械设计结构综合展示与分析”实验。提供各类机械传动零部件结构、零件失效分析对象和常用润滑剂实物及国标，并配备彩电、VCD以及机械设计教学光盘。机械设计陈列展示室一角1.2.6机械原理展示与分析实验室开设“机构结构分析及运动简图”实验“齿轮啮合及加工原理”实验和“机械创新综合展示与分析”实验。配备发动机等典型机械、机电产品创新实例、插齿机、不同电风扇摇头方案、不同紧线器方案、不同容积压缩方案（泵）、打印机发展、各种机构、印刷机等。通过展示和对比分析剖析现代典型机械系统的功能原理构思及结构实现，认识机械的组成；结合理论教学和工程实例，进行机械系统创新设计展示与分析，启发学生创造性思维和综合分析能力。实验室一角机构展示创新方案展示以工程实际对象改造基础性实验（机构结构分析及运动简图”实验）1.2.7建设的“机械创新研究实践平台”含以下设备：多功能车床1台、钻床1台、砂轮机1台、电焊机1台、钳工台1个、切割机1台以及刨刀、车刀若干和配套钳工工具。形成集车、钳、刨、铣、钻、磨、切割、电焊于一体的加工体系，为学生创新设计活动提供“机械创新研究实践平台”；平台配备常规机械加工设备，学生可自主设计、加工并利用实验室现有设备进行试验，为学生机械创新研究提供实践平台。第二部分实验指南2.1综合、设计性实验2.1实验目的1．通过对各种机构的展示与分析，增强对机构的认识和机构运用的能力。2．了解各种机构在实际机器中的具体结构与应用特点。3．了解各种机构及其演化,启发机构创新设计的思维和方法。机构演化（变异）原理1.变换机架曲柄摇杆机构的演化曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构（AD为机架）（AB为机架）（CD为机架）曲柄滑块机构的演化对心曲柄滑块机构转动导杆机构曲柄摇块机构移动导杆机构（导杆为机架）（AB为机架）（BC为机架）（原滑块为机架）2.扩大转动副扩大转动副扩大转动副B超过A点，构件AB为一圆盘，机构为“偏心轮机构”3.转动副变换为移动副转动副变换为移动副先扩大转动副D，原构件CD为一圆环，令D→∞远，机构为“偏置曲柄滑块机构”，再令e=0，机构为“对心曲柄滑块机构”。4.滑块－导杆互换图10-5滑块－导杆互换曲柄滑块机构中，原滑块→导杆，原导杆→滑块仍固定（机架），各构件运动不变，机构可称为“移动导杆机构”。移动导杆机构中，变换机架1为2，各构件相对运动机构不变，机构为“摆动导杆机构”。机构演化的基本原理，揭示了机构的本质的内在联系。了解该原理，对认识机构，培养机构创新设计思维具有意义。利用机构演化原理，还可获得其他机构，如下图所示双滑块机构。双滑块机构双转块机构十字滑块联轴器双滑块机构中，变换机架4为2，机构为“双转块机构”，十字滑块联轴器便是该机构的应用。组合机构及设计范例执行系统是机械系统中的重要组成部分，为完成机械系统预期的工作，执行系统由一个或几个执行机构组成。执行构件是执行机构的输出构件，是执行系统中直接完成工作任务的零部件。机构的组合是将几个基本机构按一定的原则或规律组合成一个复杂的机构或机械系统。如凸轮连杆机构由凸轮机构和连杆机构组合而成，齿连杆机构由齿轮机构和连杆机构组合而成。通过将多种基本机构的组合来实现某种复杂的运动规律，使之具有特殊的运动和动力特性，而完成实际生产中的工作要求的典型机构的组合系统称为“组合机构”。机构的组合，其实质是通过将各种基本机构以一定的形式相连接，实现运动的变换、迭加和动力性能的改善，而得到组合系统的输入－输出不同于基本机构的运动学、动力学特征的新的机构或机械系统。因此，机构的创新设计是建立在学习、掌握基本机构的运动、动力特性的基础之上，结合现代控制技术的应用，并总结生产实践的工程经验和综合运用多方面的知识而发挥创造才能的具有挑战性的工作。机构的创新及组合机构的设计没有成熟固定的程式和标准的规定，灵活性大。实验中，注意观察以下组合机构及运动的实现。串联机构：连杆－齿轮齿条组合机构（转动→往复运动）并联机构：连杆－齿轮组合机构（转动→复杂行星运动）反馈机构：蜗杆蜗轮－齿轮组合机构（转动→带补偿的复合运动）4）叠合机构：周转轮系－连杆组合机构（转动→复合运动）2.1实验目的通过在液体动压滑动轴承实验台上对液体动压滑动轴承进行径向和轴向油膜压力分布及大小的测量和仿真，对摩擦特性曲线进行测定及仿真，了解影响液体动压滑动轴承油膜建立和影响油膜压力大小各项因素之间的关系。实验内容在液体动压滑动轴承实验台上，设定轴颈转速和外载，测量液体动压滑动轴承上各测量点的压力大小，通过数据拟合生成压力分布曲线，将该曲线和理论计算的仿真曲线比对，从实验和理论计算的角度认识液体动压滑动轴承的液体压力分布情况。液体动压滑动轴承的理论和实测压力分布曲线如图所示。在给定外载的条件下，通过改变轴颈转速的方式，在实验台上观测动压油膜的建立过程，根据不同摩擦状态，测定的摩擦力大小，通过数据拟合生成摩擦特性曲线，将该曲线和理论计算的仿真曲线比对，从实验和理论计算的角度认识液体动压滑动轴承的摩擦特性。液体动压滑动轴承的理论和实测摩擦特性曲线。实验原理利用轴承与轴颈配合面之间形成的楔形间隙使轴颈在回转时产生泵油作用，将润滑油挤入摩擦表面之间，建立起压力油膜，将两个摩擦面分离，形成液体摩擦支撑外载，从而避免了两个摩擦表面的直接接触和磨损，把这种轴承称为液体动压滑动轴承。液体动压滑动轴承的工作过程如图所示.液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布在一定条件下,当各种参数协调时液体动压力能使轴中心与轴瓦中心有一偏距e,最小油膜厚度hmin在轴颈与轴承中心的连线上。我们把外载荷作用线与轴颈和轴承中心连线所形成的夹角称为偏位角，在实验台上，由于外载荷是加在轴瓦上，所以动压油膜形成如图所示。动压油膜形成2.1实验目的1．学习和研究回转构件动平衡的实验方法。2．掌握工业用软、硬支承动平衡机的基本工作原理和操作方法。平衡分类机构静平衡－机构合惯性力在机架上的平衡机构动平衡－机构合惯性力和合惯性力矩在机架上的平衡挠性转子平衡－大跨度、大质量、小直径，高速旋转产生较大的弯曲变形，使惯性力显著增加（如航空发动机、大型电机转子）。刚性转子静平衡－惯性力平衡（不平衡质量分布在同一平面内D/b＞5）。刚性转子动平衡－惯性力和惯性力偶矩平衡（不平衡质量分布在同若干平行平面内D/b＜5，D－转子直径，b－转子宽度。平衡测试基本原理刚性转子静平衡实验刀口式静平衡仪滚轮式静平衡仪实验方法如下：被平衡转子放置在静平衡仪上，轻轻转动，若转子不平衡，则转子将在质心处于下方时静止。由于转子轴与滚轮或刀口间不可避免地存在摩擦，故质心不处于正下方，可按下述方法测得不平衡质心方向。a)b)c)静平衡实验方法按上图a)转动方向，静止后，作垂线，质心必位于垂线右边。再按图b)转动方向，静止后，作垂线，质心必位于垂线左边。作两线夹角的角平分线，如图c)所示，则质心在角平分线上。可在质心方向去重或其对称方向加重，使其平衡。当轻轻转动，能在任意位置都能处于静止状态，则转子平衡。刚性转子动平衡实验下图表明了软支撑动平衡机的实验测试原理，硬支撑动平衡机验测试原理与之类似。动平衡机根据振动原理设计，支架2上方由螺栓与机架固定，转子1置于支架2的V型槽内，通过万向联轴节或圈带驱动作回转运动。弹性支撑为薄弹簧钢板制作，在垂直方向上有大的刚度，而在水平方向上刚度很小。当转子1回转时，由于不平衡质量的存在，将产生离心惯性力。设惯性力为F，F=meω2，Fx=Fcosωt，Fy=Fsinωt，Fx、Fy分别为F在X、Y方向的投影。由于弹性支撑在Y方向刚度很小，在周期性惯性力Fx作用下，支架2沿X方向振动。通过左、右传感器（其内有永久磁铁和线圈，使其作切割磁力线运动）对振动位移信号拾取，产生周期变化的感应电动势，不平衡量愈大，感应电动势愈强列，由此获得不平衡量大小。不平衡量方向角由光电头（光电传感器）测量，需在被测工件上设置不反光标记，以此作为方向角定位。上述信号通过电子线路进行放大、滤波等处理，最后通过外设（显示仪器）显示出被测转子的不平衡量大小和方位。动平衡机实验原理结构图根据平衡基本理论，对于质心与转动中心不同的回转构件，它的不平衡都可以认为是在两个任选回转面内，由向量半径分别为r1和r2的两个不平衡质量m1和m2所产生。因此，只需针对m1和m2进行平衡就可以达到回转构件动平衡的目的。使用动平衡机，分别测试所选定平衡校正平面内相应的不平衡质径积m1r1和m2r2的大小和相位，并加以校正，最后达到所要求的动平衡。2.1实验目的轴系部件是指轴及其上所安装的齿轮、蜗轮、套筒、键、轴承及轴承端盖等的总称，是减速器的核心部分，其设计性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。本实验的目的是熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法。实验内容1）从轴系结构设计实验方案表中选择设计实验方案号；2）根据实验方案规定的设计条件确定需要哪些轴上零件；3）绘出轴系结构设计装配草图；4）测量轴系结构设计图中所有零件的尺寸。实验要求1）从轴系结构设计实验方案中选择设计实验方案号。2）每组学生根据实验方案规定的设计条件和要求，确定需要哪些轴上零件，进行轴系结构设计。解决轴承类型选择，轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等问题。3）绘出轴系结构设计装配草图，并应使设计结构满足轴承组合设计的基本要求，即采用何种轴系基本结构。4）考虑滚动轴承与轴、滚动轴承与轴承座的配合选择问题。轴系结构设计应满足以下要求：1)轴和轴上的零件要有确定的轴向工作位置和可靠的轴向、周向固定；2）轴应便于加工，轴上的零件易于拆装；3）轴的受力合理，并尽量减少应力集中；4）轴承固定方式应符合给定的设计条件，轴承间隙调整方便；5）锥齿轮轴系的位置应能作轴向调整。轴承组合设计方法：1）两端单向固定；2）一端双向固定；一端游动；3）两端游动；2.1实验目的与内容1）掌握转速、力矩、传动功率和传动效率等机械传动性能参数测试的基本原理和方法。2）通过测试常见机械传动装置（如齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的参数曲线（速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线），加深对常见机械传动性能的认识和理解。3）了解机械传动性能参数测试实验台的基本构造及其工作原理。实验手段运用JLC-B型机械传动性能测试实验台，对各种传动装置，包括带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及无级变速器等进行传动性能参数测试。齿轮减速器的实验方案如下图所示：齿轮减速器实验方案图搭接实验装置前，应熟悉各主要设备的性能、参数及使用方法，正确使用仪器设备及测试软件。搭接实验装置时，由于电动机、被测传动装置、加载器的中心高均不一致，组装、搭接时应选择合适的垫板、支承板、联轴器，调整好设备的安装精度、以使测量的数据精确。在搭接好实验装置后，用手驱动电机轴、如果装置运转自如、即可接通电源、开启电源进入实验操作。否则、重调各连接轴的中心高、同轴度，以免损坏转矩速传感器。本实验台采用模块化结构，机械结构上它主要由输入模块、过度节模块、测试模块和加载模块组成；控制部分主要由面板控制模块、工控机程控模块组成。学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试、进行设计性实验、综合实验或创新性实验。本实验台采用模块化结构，机械结构上它主要由输入模块、过度节模块、测试模块和加载模块组成；控制部分主要由面板控制模块、工控机程控模块组成。学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试、进行设计性实验、综合实验或创新性实验。实验效果1）通过实验，学生掌握了机械传动性能参数测试的基本原理和方法，了解了智能化机械传动性能综合测试实验台的基本构造及其工作原理。2）对机械系统的设计和动手组装，学生可以了解方案设计的三个基本组成，即创造、分析和决策，并对组成系统的零部件有进一步认识，启迪学生的思维，锻炼学生的动手实践能力。3）通过实验，学生掌握了计算机辅助实验的新方法，培养进行设计性实验与创新性实验的能力。2.1教学要求实验将零件精度设计的相关知识与测量技术相结合，对机械零件的尺寸及尺寸精度、形状位置精度和零件表面的粗糙度进行检测。通过齿轮泵这一典型机械的综合测绘。让学生能够比较完整地了解和掌握完成一个简单机械的测绘所应具备的基本知识和动手检测的基本技能。从而达到巩固、加深对所学理论知识的理解，增强、提高学生的工程实践能力。实验任务实验由以下任务构成：=1\*GB3①光滑工件尺寸的测量及合格性判断；=2\*GB2⑵水泵轴表面形状位置误差及螺纹参数的测量；=3\*GB3③零件表面粗糙度测量；=4\*GB3④齿轮参数测量；=5\*GB3⑤齿轮精度检测；=6\*GB3⑥齿轮泵综合测绘。1.光滑工件尺寸的测量及合格性判断实验1）实验目的通过实验要求学生熟悉国家标准（GB/T3177-1997）的内容，能够掌握内径百分表的正确使用；能够结合零件图上标注的形状公差对零件尺寸的合格性进行判断。2）学习要点根据国家标准（GB/T3177-1997）的要求，首先要根据被测零件基本尺寸及公差查表确定尺寸的安全欲度A和计量器具不确定度允许值u1，再依据计量器具不确定度允许值u1找到满足使用要要求的测量器具，然后算出零件尺寸的验收极限。3）操作要点按照要求装好内径百分表；根据被测孔的基本尺寸用千分尺做好基准；将内径百分表在千分尺做的基准中找到转折点（基准尺寸最大值）；将内径百分表放入被测零件孔内找出与基本尺寸相比百分表指针读数的差值。根据被测孔径的深度分多个断面进行测量。4）尺寸的合格性判断将内径百分表在被测孔中测量所得到的数据与零件尺寸的验收极限进行比较，同时与零件图中标注的形状公差要求进行综合分析，作出尺寸的合格性判断。2.齿轮参数测量实验1）实验目的掌握应用公法线千分尺测量渐开线圆柱齿轮主要参数的方法，熟悉并巩固齿轮部分尺寸与参数的计算关系和渐开线的性质。2）学习要点熟悉并巩固齿轮部分尺寸与参数的计算关系和渐开线的性质；熟练掌握齿轮模数m，齿顶高系数，顶隙系数c*，高度变位系数x，斜齿轮螺旋角的测定方法。3）操作要点测量齿轮模数m时测量跨齿数Wk+1和Wk的起点要相同，选取模数m时要取最接近的标准模数值。测量偶数齿和奇数齿齿轮齿顶园与齿根园时要注意测量方法。计算高度变位系数x时当x的值较小在0.15mm以内把x的值取为零。用拓印法测量斜齿轮的螺旋角。3.齿轮泵综合测绘1）实验目的将零件精度设计相关知识的学习和掌握基本的测量技能运用到齿轮泵这一典型机械的测绘，完成齿轮泵的测绘工作。2）实验对象和设备实验对象：齿轮泵实验设备：数显游标尺、公法线千分尺、齿厚游标卡尺、外径千分尺、内径百分表、千分表、磁力表座、平板、V型铁、齿轮跳动检查仪、光切显微镜，粗糙度样板、高度游标尺、搬手、榔头、铜棒。3）实验步骤（1）齿轮泵结构尺寸、安装尺寸测量。（2）利用工具按正确的方法拆卸齿轮泵，然后测出齿轮泵中所有的配合尺寸，并按要求标注在实验报告上。（3）测绘齿轮泵输入轴。（4）对齿轮泵的齿轮结构尺寸参数进行测量，并检测指定的精度检测项目，将数据标注在实验报告上。（5）完成实验报告中齿轮泵装配图。（6）将齿轮泵装配还原。2.1实验目的带、链传动是广泛应用的一种传动，其性能试验为教学大纲规定的必做实验之一，也是产品开发中的一项重要鉴别手段。通过DLCS-I型带、链传动实验台，观察带传动的弹性滑动及打滑现象，观察链传动多边形效应对链传动的影响。实验任务1.了解DLCS-I型带、链传动实验台结构特点及工作原理;2.观察带传动的弹性滑动及打滑现象;3.绘制表征带传动工作情况的滑动曲线和效率曲线;4.掌握确定传动带预紧力及测定带预紧力的方法，了解改变传动带预紧力对带传动能力的影响;5.通过实验演示、观察链传动多边形效应对链传动的影响。操作注意事项1.操作时要注意安全,袖口、衣角和女同学的长发不能靠近传动带;2.实验台的转速不能超过1400转/分;3.更换带轮时要仔细检查，压板螺栓要旋紧;4.实验完成后按顺序关机，最后关电源。2.2研究创新性实验2.2实验目的培养创造性思维，加深对机构组成原理的理解，为机构运动方案创新设计奠定良好的基础。分析机构结构及参数变化对机构运动性能的影响，增强机构型综合与数综合的能力。了解机构运动参数采集分析系统的工作原理，掌握机构位移、速度、加速度测试数据的采集方法。培养工程实践动手能力。实验内容1.利用机械运动方案创新设计实验台，进行机构的拼装；2.利用机构运动学参数测试实验台，进行运动学参数测试；3.利用运动学设计仿真分析软件，完成仿真分析。实验任务任务二牛头刨床主执行机构设计与分析任务二插床主执行机构设计与分析任务三锻压床主执行机构设计与分析任务四冲压床主执行机构设计与分析任务五导杆－摇杆滑块冲压机构任务六起重机机构任务七六杆机构（实现已知轨迹）任务八行程放大机构2.2实验简介本实验自动教学系统具备气动、电气动、传感器、可编程控制的基本教学单元和提高教学单元，能够满足本科生、研究生及从事工业自动化研究的教师进行基本训练和提高，并能结合工业自动化系统的应用进行创新和研究。实验系统中除具备必备的基本教学单元外，还具有MPS模块化自动生产系统，可为项目的确认、课题的验证及新技术的开发提供较好的实践及运行平台，通过可编程序控制编程可以实现计算机和管理生产系统。传感器技术的大量采用，使其系统的运行和控制更方便可行。实验目的1）通过该实验，使机械专业或非机械专业的学生对现代化机械制造业有更全面的了解和认识；2）了解现代化机械工业控制的基础知识以及机—电—气一体化在自动化控制中的相互关系及作用；掌握自动化生产机械控制中的基本知识；3）了解并掌握现代工业控制中最基本的气动回路、电气回路及PLC控制方法的设计及应用；4）通过对基本回路的搭建及应用，掌握气动及电气动回路的实际操作能力；5）掌握电气动控制回路中基本的控制方法；6）通过实验使学生在进行自动化设计过程中充分发挥创造能力，提高学生的想象空间，能够设计出更结合工程实践及满足特殊产品生产质量控制的自动生产线。实验任务1）气动系统的组成及应用。包括常用气动回路演示实验；常用气动元件功能演示实验；单作用气缸的电磁阀换向回路；双作用气缸的电磁阀换向回路；互锁回路；单作用气缸的单向速度调节回路；单作用气缸的双向速度调节回路等；2）电气动回路的组成及应用。包括常用电气元件功能演示实验；常用电气动回路演示实验；单作用气缸的电磁阀换向回路；双作用气缸的电磁阀换向回路；单作用气缸的单向速度调节回路；互锁回路等。3）电气动系统在工业上的应用。包括根据电气动系统在工业使用的实例，自己动手组建电气动回路；根据给定生产线进行改进和创新，并用最简洁的方法完成生产需求。4）通过PLC编程实现机电流体综合控制。包括利用西门子编程软件对任务所规定的产品进行编程，完成某一项特定要求；利用西门编程软件对实验室自动生成线设备进行编程并进行联机调试。5）气动系统识图与气路安装（1）学习了解各种气动元件工作原理以及各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配合起来进行协调工作的。（2）电气控制线路原理图设计与布线根据工作流程和控制要求，设计自动控制系统的电气原理图，按原理图布置、连接控制系统电路。6）PLC程序编写与调试学习电气控制线路PLC程序及触摸屏界面的编写与调试。7）机电气一体化设备的整机调试与运行进行机械机构、气动系统与PLC电控系统的调试与运行训练，实现与外部模块的通讯控制，实现上位机模拟控制、自动控制；进行机械机构、气动系统与PLC电控系统的调试与运行。2.2实验目的1）了解机械创新设计的“功能分析法”和“检核表法”。2）熟悉机械系统原理方案创新设计方法和过程。3）设计小组以工程实际机器为设计对象，训练团队精神以及发现问题、自主学习、协作学习的能力。4）通过机器的装配与测试，训练解决工程问题的能力。5）通过实验室装配环境与实际机器制造装配环境的比较，训练生成新问题、解决新问题的能力、即生成学习能力。实验任务每3-5人为一组，每组完成一个任务。1）牛头刨床动力、传动和主执行系统设计与研究。2）精压机动力、传动和主执行系统设计与研究。3）模切机动力、传动和主执行系统设计与研究。4）干草压缩机动力、传动和主执行系统设计与研究。实验要求1）设计、实验前要查阅相关资料；2）功能分解为动力输入、减速传动和运动变换3个子功能；3）减速传动至少列出3种功能元；运动变换3子功能至少列出3种功能元；4）至少组合出3种不同方案；5）至少完成1个方案的尺寸设计并组装、测试；6）必须得到运动线图、电机速度波动曲线的测试结果；7）必须对测试结果进行分析。2.2实验简介机械CAD/CAE技术已经成为现代产品设计与制造的核心支撑技术，在各行业获得广泛的应用。为了适应科学技术的快速发展，拓展学生视野，满足学生知识、能力、素质协调发展，将一流的专业机械设计分析工具RomaxDesigner引入本科实验教学，运用其独特的概念设计和快捷的参数化设计技术，开发了以子模型和工程案例为基础的机械传动系统及零部件数字化设计分析综合实验。学生自主搭建机械传动系统数字化设计模型，通过仿真分析对方案进行评价，优选机械传动设计方案。进行轴承选型和齿轮的制造精度等级、粗糙度及齿侧间隙等参数选择，完成传动系统运动学和动力学仿真分析，考察轴和轴承刚度对齿轮啮合错位、轴承的寿命等的影响，了解轴承预紧对轴承寿命的影响以及温升对油膜厚度的影响。本实验把自主创新设计与工程案例相结合，既激发了学生的学习兴趣，又培养学生学以致用，应用现代设计分析技术解决工程实际问题能力。创新点机械设计教学中一直沿用传统的设计手段和评价方法进行传动系统设计，缺乏现代设计手段支撑。结合项目研发者多年在机械CAD/CAE领域的教学、科研经验，在全国工科院校首次引入一流的专业设计分析工具，开发了机械传动系统数字化设计综合实验。案例选择上体现工程特色，提高学生的设计分析能力、满足产业发展对人才知识结构的需求。2.2实验简介机械系统传动方案创新实验是立足于机械设计实验的基础性、整体性、综合性和创新性，将机械系统传动方案设计理论和实验测试方法、技术进行整合优化，开发的一体化、多层次、开放式综合性研究型实验。学生根据实验要求自主拟订三种以上传动形式的多种机械传动系统方案，进行多级传动方案的组装搭接，装配，调节，并通过测试进行性能综合分析和评估。拓展了机械设计实验的内容，调动了学生创新的积极性，提高了知识综合应用的能力。该实验需要完成四组实验，其中包括：1）装配零件认知实验（基本装配技能训练）；2）机械传动系统方案设计（确定选用的典型机械传动装置以及布置方案）；3）传动系统装配实验（组装综合训练：布置、安装被测机械传动装置、选用合适的调整垫块、满足传动轴之间的同轴线要求等）；4）传动系统性能测试（布置和安装传感器、对测试设备进行调整、测试传动方案的性能，并对比）。创新点机械传动方