机械原理实验指导书

机械原理实验指导书

目录

实验一机构运动简图的绘制1 (1)

实验二机构运动简图的绘制2 (2)

实验三机构运动方案创新设计 (3)

实验四机械原理陈列柜演示实验1 (13)

实验五曲柄摇杆机构动态测试及设计 (15)

实验六曲柄导杆滑块机构动态测试及设计 (18)

实验七Solidworks仿真机构运动1 (20)

实验八Solidworks仿真机构运动2 (20)

实验九齿轮加工基本知识演示 (20)

实验十渐开线齿轮范成实验 (21)

实验十一渐开线齿轮基本参数测定与分析实验 (24)

实验十二机械原理陈列柜演示实验2 (29)

实验十三刚性转子动平衡实验 (29)

实验十四柔性转子轴的临界转速实验 (31)

实验十五渐开线齿轮加工实验 (34)

学生实验守则

一、学生实验前应认真预习相关实验内容，明确实验目的、内容、步骤，对指导教师的抽

查提问回答不合要求者，须重新预习，否则不准其做实验。

二、学生在实验中，应听从指导教师及实验人员的安排，在使用精密、贵重仪器时，必须

按要求操作以确保设备的安全使用，禁止随意动用与本实验无关的仪器设备，若对实验内容持有创见性的改革，实施前必须经指导人员同意后方可进行。

三、学生应认真地进行实验，严格按操作规程办事，正确记录实验数据，实验后要认真做

好实验报告，认真分析实验结果、处理实验数据。

四、严格考勤，对无故缺席实验的学生以旷课论处，不得补做；对请假的学生，须另行安

排时间予以补做。

五、实验完毕后，学生必须按规定断电、关水、关气、整理设备、清扫场地，经指导教师

检查合格后方可离开。如发现有损坏仪器设备、偷盗公物者，一经查实，须追究责任，视情节按有关规定论处。

六、实验室内应保持安静，不准高声喧哗、吸烟，注意环境卫生。实验时应注意安全，节

约水、电、气，遇到事故应切断电（气）源，并向指导教师报告

实验一机构运动简图的绘制1

一、实验设备：

JGC-A型测绘实验机构、JGC-B型测绘实验机构

二、实验目的：

1、通过对典型机构的观察，认识运动副与构件的实际形态，分析机构的组成。

2、掌握表示机构各构件的最简单画法及了解构件之间的相对运动关系。

3、掌握用机构运动简图的规定符号正确绘制机构运动简图的方法。

4、掌握机构自由度的计算方法，正确判断机构具有确定运动的条件。

5、了解机构运动简图和机构运动示意图的区别以及在机械设计和生产实际中的应用。

三、实验相关知识点：

1、构件：独立运动单元。

2、运动副：两个构件直接接触组成的可动的联接。

3、高副：两个构件通过点或线接触构成的运动副。

4、低副：两个构件通过面接触而构成的运动副。

5、平面运动副：构成运动副的两个构件之间相对运动为平面运动。

6、空间运动副：构成运动副的两个构件之间相对运动为空间运动。

7、运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可运动的系统。

8、开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统。

9、闭链：组成运动链的构件构成首末封闭的系统。

10、机构：在运动链中，如果将其某一构件加以固定而成为机架，此时运动链便成为机构。

11、机构运动简图：根据机构的运动尺寸，按一定比例尺定出各运动副的位置，就可以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将机构的运动传递情况表示出来。这种用以表示机构运动传递情况的简化图形称为机构简图。

12、机构示意图（运动草图）：不严格按比例尺绘制简图，但机件的顺序和相对位置确定。

13、机构具有确定的运动条件：机构自由度等于机构原动件数目。

14、平面机构自由度计算公式：F=3n-2p l - p h

n—活动构件数p l—低副数p h—高副数

15、复合铰链：m个构件，有（m-1）个转动副。

16、局部自由度：计算自由度时要去除局部自由度数（例如：滚子-1）。

17、虚约束：机构中有些运动副带入的约束，对机构的运动起重复约束的作用，成为虚约束，计算自由度时要去除。

四、实验内容及要求：

每人至少绘制8种机构的机构运动简图，并计算其自由度

1、选择适当的投影面绘图，被挡住部分可用实线绘制。

2、与机构运动分析无关的部分不必绘出。

3、要求用尺规等仪器正式按照比例尺作图，用最简洁的线条依次连接各运动副，使运动副之间的相对位置和距离与实际相符。

4、从原动件开始按顺序标出各构件编号（1、2---）和运动副代号（A、B---），在原动件上标注箭头，表示运动方向。

5、注明活动构件数目、高副和低副数目、虚约束、局部自由度数目，并计算机构的自由度，验证是否与原动件数目相符。

五、实验步骤：

1、分析机械的组成情况和运动情况：确定机械是由多少个构件组成？哪个是原动件和机架？哪部分是执行构件和传动部分？

2、沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目；

3、适当地选择运动简图的视图平面；

4、选择适当比例尺，绘制机构运动简图。在原动件上标出代表其转动方向的箭头，并从原动件起，按传动路线标出各构件的编号（1、2、3、······）和运动副的代号(A、

B、C、······）。

5、绘制完机构运动简图和计算其自由度后，由指导教师签字认可，方可离去。

六、注意事项：

1、上课时自带直尺、橡皮、铅笔和画草图用的白纸。

2、课堂上只要求画出各机构简图的草图，草图应画在自带的白纸上。

3、对实验用模型、机构要轻拿轻放。

4、不要强行使机构运动，以免损坏机构。

5、不得拆卸模型。

七、思考题：

1、什么是机构运动示意图？什么是机构运动简图？主要区别？

2、机构具有确定运动的条件？

3、在计算平面机构自由度时应注意哪些事项？

八、常用运动副的代表符号（参考GB138-74）

参见教材

实验二机构运动简图的绘制2

内容同实验一，只是用的模型不一样。

实验三机构运动方案创新设计

一、实验设备及工具：

1.ZBS-C型、CTPJ-B型机构运动创新设计方案实验台

2.配套工具、量具等

二、实验目的：

1．加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及其运动特点。

2．培养学生的机构综合设计能力、创新能力和实践动手能力。

3．验证、巩固所学平面四杆机构的基本知识。

4．验证平面四杆机构有曲柄的条件。

三、实验原理和方法

1．实验原理：

机构具有确定运动的条件是其原动件的数目应等于其所具有的自由度的数目。因此，机构可以拆分成机架、原动件和自由度为零的构件组。而自由度为零的构件组，还可以拆分成更简单的自由度为零的构件组，我们将最后不能再拆的最简单的自由度为零的构件组称为基本杆组（或阿苏尔杆组），简称为杆组。反过来，任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连接到机架和原动件上的方法而形成。因此，上述机构的组成原理是机构创新设计拼装的基本原理。

2．实验方法：

1）熟悉本实验中的实验设备，各零、部件功用和安装、拆卸工具；

2）自拟平面机构运动方案，形成拼装实验内容；

3）正确拼装各基本杆组；

4）将基本杆组按运动传递规律顺序联接到原动件和机架上，形成完整的机构或机构的组合。

5）验证机构能否按设计要求灵活运转。

四、机构运动创新设计方案实验台简介

该实验台配备有四个基价和一个零件柜。可供四组同学同时实验。机架即是装拆平台（如图1所示），主要由立柱、滑块、上横梁、下横梁、电机、电机座等组成。松开立柱两端的紧固螺钉，立柱可在上下横梁的滑槽中左右移动。松开滑块上的内六角螺钉，可上下移动滑块。零件柜中有各种长度的低副杆、回转副、移动副、复合铰链、凸轮、齿轮、齿条、槽轮等各种基本构件和各种联接件。用这些基本构件和联接件可在机架上拼接出各种平面机构的运动方案。

五、拼装的步骤：

1.正确拼装杆组

将机构创新模型中的杆组，根据给定的运动学尺寸，在平板上试拼机构。拼接时，首先要分层，一方面是为了使各构件的运动在相互平行的平面内进行，另一方面是为了避免各构件间的运动发生干涉，因此，这一点是至关重要的。

试拼之后，从最里层装起，依次将各杆组连接到机架上去。杆组内各构件之间的连接已由机构创新模型提供，而杆组之间的连接可参见下述的方法。

2.实现确定运动

试用手动的方式驱动原动件，观察各部分的运动都畅通无阻之后，再与电机相联，检查无误后，方可接通电源。

3.分析机构的运动学及动力学特性

通过观察机构系统的运动，对机构系统的运动学及动力学特性做出定性的分析。

具体做法如下：

1）调整实验台机架：

实验台机架中有5根铅垂立柱，均可沿X方向移动。移动前旋松在电机侧安装在上、下横梁上的立柱紧固螺钉，并用双手移动立柱到需要的位置后，将立柱与上（或下）横梁靠紧再旋紧立柱紧固螺钉（立柱与横梁不靠紧旋紧螺钉时会使立柱在X方向发生偏移）。

注：立柱紧固螺钉只需旋松既可，不允许将其旋下。

立柱上的滑块可在立柱上沿Y方向移动，要移动立柱上的滑块，只需将滑块上的内六角平头紧定螺钉旋松即可（该紧定螺钉在靠近电机侧）。

图1 实验台机架图

2）拼装杆组：

先从原动件开始，按运动传递规律进行拼装。拼装时，应保证各构件均在相互平行的平面内运动，这样可避免各运动构件之间的干涉，同时保证各构件运动平面与轴的轴线垂直。拼装应以机架铅垂面为参考平面，由里向外拼装。

注意：为避免连杆之间运动平面相互紧贴而摩擦力过大或发生运动干涉，在装配时应相应装入层面限位套。

3）主、从动轴与机架的连接

按图2方法将轴联接好后，主（或从）动轴相对机架不能转动，与机架成为刚性联接；若件22（图中零件的编号均为零件柜中零件的编号）不装配，则主（或从）动轴可以相对机架作旋转运动。 4）转动副的连接：

按图3示联接好后，采用件19联接端连杆与件9无相对运动，采用件20联接端连杆与件9可相对转动，从而形成两连杆的相对旋转运动。

5）移动副的连接：

按图4所示拼接。

6）活动铰链座Ⅰ的安装：

如图5，可在连杆任意位置形成铰链，且件9如图5

装配，就可在铰链座Ⅰ上形成回转副或形成

图2 主、从动轴与机架的连接

图3 转动副连接图

图4 移动副连接图

回转-移动副。

图5 活动铰链座Ⅰ连接图图6 活动铰链座Ⅱ的连接图

7）活动铰链座Ⅱ的安装：

如图6，可在连杆任意位置形成铰链，从而形成回转副。

8）复合铰链Ⅰ的安装：（或转-移动副）如图7

将复合铰链Ⅰ铣平端插入连杆长槽中时构成移动副，而联接螺栓均应用带垫片螺栓。

图7 复合铰链Ⅰ的连接图

9）复合铰链Ⅱ的安装（如图8）：

图8 复合铰链Ⅱ的连接图

复合铰链Ⅰ联接好后，可构成三构件组成的复合铰链，也可构成复合铰链+移动副。

复合铰链Ⅱ联接好后，可构成四构件组成的复合铰链。

10）齿轮与轴的连接图：

图9 齿轮与主（从）动轴的连接图

11）凸轮与轴的连接图：

图10凸轮与主（从）动轴的连接图

12）凸轮副连接图：

图11 凸轮副连接图

按图11示连接后，连杆与主（从）动轴间可相对移动，并由弹簧23保持高副的接触。

13）槽轮机构连接：

如图12所示，拨盘装入主动轴后，应在拨盘上拧入紧定螺钉37，使拨盘与主动轴无相对运动；同时槽轮装入主（从）动轴后，也应拧入紧定螺钉37，使槽轮与主（从）动轴无相对运动。

图12 槽轮机构连接图

14）齿条相对机架的连接：

图13 齿条相对机架的连接图

如图13连接后，齿条可相对机架作直线移动；旋松滑块上的内六角螺钉，滑块可在立柱上沿Y 方向相对移动（齿条护板保证齿轮工作位置）。

15）主动滑块与直线电机轴的连接：

图14 主动滑块与直线电机轴的连接图

当由滑块作为主动件时，如图14示将主动滑块座与直线电机轴（齿条）固连即可。

六、实验内容及要求：

1.搭接活动构件n≥5的机构2或3个，画出机构运动简图，并求出自由度，试说明该机构的用途；

2.自由度F不得大于2；

3.原动件为曲柄或滑块。

实验时2-3名学生一组，构思机构的运动方案并完成机构运动方案的拼接。拼接好后先用手转动原动件，检验机构运动是否灵活。无“憋劲”、卡死现象才能启动电动机带动。教师验收合格，拼装成功。最后将拼装的机构拆下，所有零件放回原处。实验结束。

七．拼装练习参考图例：

机构1

机构 2

机构3

机构 4

机构8

机构5

机构6

机构7

八、拼接机构方案参考图例： 1）内燃机机构：

2

）

精压机机构：

3）牛头刨床机构：

(a)

(b)

4）两齿轮-曲柄摇杆机构：

机构9 机构10

5）两齿轮-曲柄摆块机构：

6）喷气织机开口机构：7）双滑块机构：

8）冲压机构：

9）插床机构：

10）筛料机构：

11）凸轮-连杆组合机构：

12）凸轮-五连杆机构：

13）行程放大机构：

14）冲压机构：

15）双摆杆摆角放大机构：

九、思考题：

1、通过组装观察铰链四杆闭链机构，了解四个杆轮流作机架时的机构运动状态，验证铰链四杆闭链机构有曲柄的充分必要条件？

2、通过组装观察曲柄摇杆机构，了解和验证传动角达到其最小值的条件和产生急回运动的原因？

实验四机械原理陈列柜演示实验1

一、实验设备：

实验设备JY-10B型机械原理陈列柜

二、实验目的：

1、通过观察机械原理机构陈列柜内典型机构的组成，掌握表示机构各构件的最简单画法及了解构件之间的相对运动关系。

2、掌握用机构运动简图的规定符号正确绘制机构运动简图的方法。

3、掌握机构自由度的计算方法，正确判断机构具有确定运动的条件。

4、了解机构运动简图和机构运动草图的区别以及在机械设计和生产实际中的应用。

5、掌握常见机构的运动

三、实验相关知识点：

1、构件：独立运动单元。

2、运动副：两个构件直接接触组成的可动的联接。

3、高副：两个构件通过点或线接触构成的运动副。

4、低副：两个构件通过面接触而构成的运动副。

5、平面运动副：构成运动副的两个构件之间相对运动为平面运动。

6、空间运动副：构成运动副的两个构件之间相对运动为空间运动。

7、运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可运动的系统。

8、开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统。

9、闭链：组成运动链的构件构成首末封闭的系统。

10、机构：在运动链中，如果将其某一构件加以固定而成为机架，此时运动链便成为机构。

11、机构运动简图：根据机构的运动尺寸，按一定比例尺定出各运动副的位置，就可以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将机构的运动传递情况表示出来。这种用以表示机构运动传递情况的简化图形称为机构简图。

12、机构示意图（运动草图）：不严格按比例尺绘制简图，但机件的顺序和相对位置确定。

13、机构具有确定的运动条件：机构自由度等于机构原动件数目。

14、平面机构自由度计算公式：F=3n-（2p l + p h - p’）- F’

n—活动构件数p l—低副数p h—高副数p’—虚约束F’ —局部自由度

15、复合铰链：m个构件，有（m-1）个转动副。

16、局部自由度：计算自由度时要去除局部自由度数（例如：滚子-1）。

17、虚约束：机构中有些运动副带入的约束，对机构的运动起重复约束的作用，成为虚约束，计算自由度时要去除。

四、实验内容及要求：

观察机械原理机构陈列柜内典型机构的组成，掌握常见机构的运动，每柜中选取绘制两种或三种机构的机构运动简图，并计算其自由度。

1、选择适当的投影面绘图，被挡住部分可用实线绘制。

2、与机构运动分析无关的部分不必绘出。

3、要求用尺规等仪器正式按照比例尺作图，用最简洁的线条依次连接各运动副，使运动副之间的相对位置和距离与实际相符。

4、从原动件开始按顺序标出各构件编号（1、2---）和运动副代号（A、B---），在原动件上标注箭头，表示运动方向。

5、注明活动构件数目、高副和低副数目、虚约束、局部自由度数目，并计算机构的自由度，验证是否与原动件数目相符。

五、实验步骤：

1、分析机械的组成情况和运动情况：确定机械是由多少个构件组成？哪个是原动件和机架？哪部分是执行构件和传动部分？

2、沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目；

3、适当地选择运动简图的视图平面；

4、选择适当比例尺，绘制机构运动简图。在原动件上标出代表其转动方向的箭头，并从原动件起，按传动路线标出各构件的编号（1、2、3、······）和运动副的代号(A、B、C、······）。

5、绘制完机构运动简图和计算其自由度后，由指导教师签字认可，方可离去。

六、注意事项：

1、上课时自带直尺、橡皮、铅笔和画草图用的白纸。

2、课堂上只要求画出各机构简图的草图，草图应画在自带的白纸上。

七、思考题：

1、什么是机构运动示意图？什么是机构运动简图？主要区别？

2、偏心轮、凸轮的主要表示方法？

八、常用运动副的代表符号（参考GB138-74）

参见教材

实验五曲柄摇杆机构动态测试及设计

一、实验要求

1、应用动态测试与设计实验台，采集、处理平面机构在运动过程中的动态参数，并拟合出实测的动态参数曲线。在此基础上，应用动力学仿真软件对该平面机构的运动进行仿真，提取相应的动态参数变化曲线，实现实测曲线与理论计算曲线的对比，并对误差原因进行简单分析。

2、优化平面机构的结构参数后，重新通过动态测试实验台测试与计算机仿真两种方式对优化后机构的运动进行验证和对比分析。

3、使学生利用动态测试与设计实验台掌握理论仿真与实际测试相结合的方法，在实验台软件指导书的指导下，可以独立地完成实验。

二、实验内容

实验所涉及的具体知识点包括三方面。

1.平面连杆机构的传动特点和设计方法

平面连杆机构的运动副一般均为低副，所以也称为低副机构。其构件多呈杆状，通常按照机构中包含的杆数来命名，比如四杆、六杆机构等。平面连杆机构在传动时可以实现多种运动规律的变换，并且连杆曲线形状丰富，以本实验所设计的曲柄摇杆机构为例，可以满足不同轨迹的设计要求。

曲柄摇杆机构在运动时，曲柄作为主动件匀速转动，而从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，具有急回特性。采用图解法按照给定的行程速比系数K对该机构进行设计。具体设计方法：依据K求出极位夹角θ，做出铰链点A的轨迹圆，确定铰链点A的位置后，利用机构在极位的几何关系求出曲柄的长度，从而设计出整个曲柄摇杆机构。[2，3]

2.机械运转及速度波动调节

机械在稳定运转阶段，当驱动功等于阻抗功时，在公共周期内等效构件的角速度会发生周期性的波动，从而引起机械系统周期性的速度波动。为了对机械的周期性速度波动进行描述和分析，提出了速度不均匀系数δ和平均角速度ωm。机械运转中产生的速度波动不仅会降低机械工作的质量，而且会减小机械的效率和寿命。因此，必须控制和调节周期性速度波动，将其限制在许用的范围内。调节方法是在机械中安装具有大转动惯量的旋转构件——飞轮。

3.机构的平衡

重点掌握刚性转子的静平衡和动平衡计算。

机械中轴向尺寸比较小的盘状转子（砂轮、齿轮等），可近似认为其质量分布在同一回转平面内。这种转子的不平衡现象在转子静态时就可表现出来，所以称为静不平衡转子。刚性转子静平衡的条件是：在同一回转平面添加或减少平衡质量后，转子中各个偏心质量的惯性力的矢量和为零。

而对于轴向尺寸较大的转子，其质量分布在不同的回转平面内。即使偏心质量引起的惯性力达到了平衡，但惯性力偶的作用方位随转子的回转而变化，所以这种不平衡只有在转子运转时才能体现出来，称其为动不平衡转子。刚性转子动平衡的条件是：选取转子的两个平衡基面，分别在这两个平衡基面上添加或除去相应的平衡质量。最终在运转时，使转子各偏心质量所引起的惯性力和惯性力偶同时得到平衡。

三、实验台及操作软件简介

本项机械原理综合实验应用的曲柄摇杆机构动态测试与仿真设计综合实验台。该综合实验台具有的功能特点有：可以测量曲柄摇杆机构中曲柄、摇杆两构件的运动学参数及机架的振动参数，这一系列的参数变化可以通过计算机多媒体虚拟仪表显示出来，有效表达出其速

度和加速度波形图；可通过计算机动力学仿真软件，对曲柄、摇杆两构件的真实运动规律和机架振动规律进行仿真，将提取出的速度和加速度波形图与实测曲线对比分析；学生可以在专用多媒体教学软件的说明文件指导下，有步骤地独立自主完成实验；自带的多媒体动力学软件还可以实现对曲柄摇杆机构的设计和连杆曲线运动图的绘制，从而有效将测试、仿真与设计分析几部分内容结合起来；实验台机构中活动构件杆长可以依据结构参数的调整而做相应的调节，同样平衡质量的大小、位置和飞轮转动惯量均可调节，以满足机构运动特性最优化的要求。

软件操作界面由曲柄摇杆机构动画演示界面、曲柄摇杆机构原始参数输入界面、曲柄运动仿真测试分析界面、摇杆运动仿真与测试分析界面、机架振动仿真与测试分析界面和连杆运动轨迹界面组成。

四、实验内容

1.曲柄摇杆机构设计

采用按行程速比系数和连杆运动轨迹两种设计方法对曲柄摇杆机构进行设计，均通过计算机辅助设计来完成。通过计算机虚拟仿真实验的方法对连杆运动轨迹进行计算，给出连杆上不同点的运动轨迹，根据工作要求，选择适合的轨迹曲线及相应曲柄摇杆机构。从而为按运动轨迹设计曲柄摇杆机构提供方便快捷的试验设计方法。

2.曲柄运动仿真和实测

通过仿真计算可以求出曲柄真实的运动规律，从而提取曲柄的角速度和角加速度曲线图，并以此作为进行速度波动调节计算的依据。另一方面，通过安装在曲柄上的角位移传感器和A/D转换器可以实现数据的采集、转换和处理，在计算机中可以拟合并显示出实测的曲柄角速度和角加速度曲线图。通过分析比较，使学生了解机构的结构参数对曲柄速度波动的影响。

3.摇杆运动仿真和实测

通过仿真计算可以求出摇杆真实的运动规律，从而提取摇杆相对曲柄转角的角速度和角加速度曲线图。通过安装在摇杆上的角位移传感器和A/D转换器可以实现数据的采集、转换和处理，在计算机中可以拟合并显示出实测的摇杆相对曲柄转角的角速度和角加速度曲线图。通过分析比较，使学生了解机构的结构参数对摇杆的速度波动和急回特性的影响。

4.机架振动的仿真和实测

通过仿真计算，首先求出机构质心（即激振源）的位移，拟合出在设定方向上激振源的速度曲线图和激振力曲线图（即不平衡惯性力），并给出需添加平衡质量的大小和方位。通过机座上可调节加速度传感器和A/D转换板，进行数据采集、转换和处理，在计算机中显示出在机架振动指定方向上实测速度和加速度曲线图。通过分析比较，使学生了解激振力对机架振动的影响。

五、实验步骤

第一，打开计算机，单击“曲柄摇杆机构”图标，进入综合试验台软件系统的封面。单击左键，进入曲柄摇杆机构动画演示界面。

第二，在曲柄摇杆机构动画演示界面左下方单击“曲柄摇杆机构”键，可以切入到曲柄摇杆机构原始参数输入界面。

第三，单击在曲柄摇杆机构原始参数输入界面左下方的“曲柄摇杆设计”键，弹出设计方法选框，单击所选定的“设计方法一、二、三”，弹出设计对话框，输入行程速比系数、摇杆摆角等原始参数，待计算结果出来后，单击“确定”，自动将计算结果原始参数填写在参数输入界面对应的参数框内；单击“连杆运动轨迹”进入连杆运动轨迹界面，给出连杆上不同点的运动轨迹，根据工作要求，选择适合的轨迹曲线及相应曲柄摇杆机构；也可以按使用者自己设计的曲柄摇杆机构尺寸填写在参数输入界面的对应的参数框内，然后按设计的尺

寸调整曲柄摇杆机构各尺寸长度。

第四，启动动态测试实验台的电动机，观察曲柄摇杆机构的运转情况，待机构运转平稳后，测定电动机的功率，并将功率值填入到参数输入界面的对应参数框内。

第五，单击曲柄摇杆机构原始参数输入界面左下方的选定实验内容键（曲柄运动仿真、摇杆运动仿真、机架振动仿真），进入选定实验的界面。

第六，在选定的实验内容的界面左下方单击“仿真”，动态显示机构位置、动态的速度和加速度曲线图。单击“实测”，进行数据采集和传输，显示实测的速度、加速度曲线图。若动态参数不满足要求或速度波动过大，有关实验界面均会弹出提示“不满足！”及有关参数的修正值。

第七，如果要打印仿真和实测的速度、加速度曲线图，在选定的实验内容界面下方单击“打印”键，打印机自动打印出仿真和实测的速度、加速度曲线图。

第八，如果要做其他实验或动态参数不满足要求时，可在选定的实验内容的界面下方单击“返回”，返回曲柄摇杆机构原始参数输入面，校对所有参数并修改有关参数，单击选定的实验内容键，进入有关实验界面。

第九，如果实验结束，单击“退出”，返回Windows界面。

通信原理实验指导书(完整)

实验一：抽样定理实验 一、实验目的 1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置； 2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度； 3、验证抽样定理； 二、实验预习要求 1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容； 2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤； 三、实验原理和电路说明 1、概述 在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础的。在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。 作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。 图1-1 单路PCM系统示意图 为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。 2、抽样定理 抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。因此，对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。抽样频率fs和语音信号m(t)的频谱如图1-2和图1-3所示。 由频谱可知，用截止频率为f H的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)，这就说明了抽样定理的正确性。 实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带，见图1-4。如果fs<2f H，就会出现频谱混迭的现象，如图1-5所示。 在验证抽样定理的实验中，我们用单一频率f H的正弦波来代替实际的语音信号，采用标准抽样频率fs=8KHz，改变音频信号的频率f H，分别观察不同频率时，抽样序列和低通滤波器的输出信号，体会抽样定理的正确性。

机械设计试验指导书

上海百睿机电设备有限公司– https://www.wendangku.net/doc/7c3536282.html, 机械设计试验指导书 第一次机械设计结构展示与分析 一、实验目的 1.了解常用机械传动的类型、工作原理、组成结构及失效形式； 2.了解轴系零部件的类型、组成结构及失效形式； 3.了解常用的润滑剂及密封装置； 4.了解常用紧固联接件的类型； 5.通过对机械零部件及机械结构及装配的展示与分析，增加对其直观认识。 二、实验设备 机构模型；典型机械零件实物；若干不同类型的机器。 三、实验内容、步骤 在实验室要认识的典型机械零件主要有螺纹联接件、齿轮、轴、轴承、弹簧，具体内容如下： 1.各种类型的螺纹联接实物，各种类型的螺栓、螺母及垫圈实物，螺纹联接的失效实物，各种类型的键、销实物，各种类型的键、销失效实物，各种类型的焊接、铆接实物； 2.各种类型及各种材质的齿轮、齿轮加工刀具、蜗轮蜗杆、带、带轮、链条、链轮、螺旋传动的零部件实物，失效零件实物； 3.各种类型的轴、轴承实物，轴上零件的轴向固定和周向固定实物，轴瓦和轴承衬实物，轴承、轴、轴瓦失效实物； 4.各种类型的弹簧和弹簧失效实物，各种联轴器、离合器实物模型。 四、注意事项 注意保护零件陈列柜中的零件。 五、实验作业 1.请回答在实验室所见到的零部件如螺栓、键、销、弹簧、滚动轴承、联轴器、离合器各 有哪些类型？ 2.请举出螺栓、键、齿轮、滚动轴承的一种使用情况以及相应的失效形式。 六、问题思考 1.传动带按截面形式分哪几种？带传动有哪几种失效形式？ 2.传动链有哪几种？链传动的主要失效形式有哪些？ 3.齿轮传动有哪些类型？各有何特点？齿轮的失效形式主要有哪几种？ 4.蜗杆传动的主要类型有哪几种？蜗杆传动的主要失效形式有哪几种？ 5.轴按承载情况分为哪几种？轴常见的失效形式有哪些？ 6.联轴器与离合器各分为哪几类？各满足哪些基本要求？ 7.弹簧的主要类型和功用是什么？ 8.可拆卸联接和不可拆卸联接的主要类型有哪些？ 9.零件和构件的本质区别是什么？ 常用带传动效率测试分析实验台

电路原理实验指导书(2019)

电路原理实验指导书(2019) 电路基础实验指导书 天津工业大学机电学院 2019. 1 目录 实验一电路元件伏安特性的测 绘 ........................................................................... ............................ 1 实验二叠加原理的验 证 ........................................................................... .............................................. 4 实验三戴维南定理有源二端网络 等效参数的测 定 (6) 实验四 R、L、C串联谐振电路的研 究 ........................................................................... ................. 10 实验五RC一阶电路的响应测 试 ........................................................................... . (13) 实验一电路元件伏安特性的测绘 一、实验目的 1. 学会识别常用电路元件的方法。 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 3. 掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明 任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数 关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特 性曲线。 1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大， 通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻” 的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图1-1中b曲线所示。

半导体泵浦激光原理实验

半导体泵浦激光原理实验 理工学院光信息2班贺扬10329064 合作人：余传祥 【实验目的】 1、了解与掌握半导体泵浦激光原理及调节光路方法。 2、掌握腔内倍频技术，并了解倍频技术的意义。 3、掌握测量阈值、相位匹配等基本参数的方法。 【实验仪器】 808nm半导体激光器、半导体激光器可调电源、晶体、KTP倍频晶体、输出镜（前腔片）、光功率指示仪 【实验原理】 激光的产生主要依赖受激辐射过程。 处于激发态的原子，在外的光子的影响下，从高能态向低能态跃迁，并在两个状态的能量差以辐射光子的形式发出去。只有外来光子的能量正好为激发态与基态的能级差时，才能引起受激辐射，且受激辐射发出的光子与外来光子的频率、发射方向、偏振态和相位完全相同。 激光器主要有：工作物质、谐振腔、泵浦源组成。工作物质主要提供粒子数反转。 泵浦过程使粒子从基态抽运到激发态，上的粒子通过无辐射跃迁，迅速转移到亚稳态。是一个寿命较长的能级，这样处于的粒子不断累积，上的粒子又由于抽运过程而减少，从而实现与能级间的粒子数反转。 激光产生必须有能提供光学正反馈的谐振腔。处于激发态的粒子由于不稳定性而自发辐射到基态，自发辐射产生的光子各个方向都有，只有沿轴向的光子，部分通过输出镜输出，

部分被反射回工作物质，在两个反射镜间往返多次被放大，形成受激辐射的光放大即产生激光。 激光倍频是将频率为的光，通过晶体中的非线性作用，产生频率为的光。 当外界光场的电场强度足够大时（如激光），物质对光场的响应与场强具有非线性关系： 式中均为与物质有关的系数，且逐次减小。 当E很大时，电场的平方项不能忽略。 ,直流项称为光学整流，当激光以一定角度入射到倍频晶体时，在晶体产生倍频光，产生倍频光的入射角称为匹配角。 倍频光的转换效率为倍频光与基频光的光强比，通过非线性光学理论可以得到： 式中L为晶体长度，、分别为入射的基频光、输出的倍频光光强。 在正常色散情况下，倍频光的折射率总是大于基频光的折射率，所以相位失配，双折射晶体中的o光和e光折射率不同，且e光的折射率随着其传播方向与光轴间夹角的变化而改变，可以利用双折射晶体中o光、e光间的折射率差来补偿介质对不同波长光的正常色散，实现相位匹配。 【实验装置】 图2 实验装置示意图

通信原理实验指导书

通信实验指导书电气信息工程学院

目录 实验一AM调制与解调实验 (1) 实验二FM调制与解调实验 (5) 实验三ASK调制与解调实验 (8) 实验四FSK调制与解调实验 (11) 实验五时分复用数字基带传输 (14) 实验六光纤传输实验 (19) 实验七模拟锁相环与载波同步 (27) 实验八数字锁相环与位同步 (32)

实验一 AM调制与解调实验 一、实验目的 理解AM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中AM调制方法：原始调制信号为1.5V直流＋1KHZ正弦交流信号，载波为20KHZ正弦交流信号，两者通过相乘器实现调制过程。 本实验中AM解调方法：非相干解调（包络检波法）。 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解AM调制方法与解调方法。

实验一参考结果

实验二 FM调制与解调实验 一、实验目的 理解FM调制方法与解调方法。 二、实验原理 本实验中FM调制方法：原始调制信号为2KHZ正弦交流信号，让其通过V/F （电压/频率转换，即VCO压控振荡器）实现调制过程。 本实验中FM解调方法：鉴频法（电容鉴频＋包络检波＋低通滤波） 三、实验所需部件 调制板、解调板、示波器、计算机（数据采集设备）。 四、实验步骤 1.熟悉实验所需部件。 2.按下图接线。 3.用示波器（或计算机）分别测出上图所示的几个点的波形，并绘制于下面 各图中。 4.结合上述实验结果深入理解FM调制方法与解调方法。

螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书

《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月

螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。

ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称

激光原理实验

激光技术及应用实验 Lasers Experiments 一、实验课简介 本课程是面向应用物理学专业学生开设的一门学科基础课程，在第五学期开设。本实验是在本科生接受了大学物理等系统实验方法和实验技能训练的基础上开设的，主要与理论课程《激光技术与应用》同步，训练学生的自主设计能力。该课程具有丰富的实验思想、方法、手段，同时能提供综合性很强的基本实验技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。它在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面具有其他实践类课程不可替代的作用。 二、实验课目标 进一步加强学生的基本科学实验技能的培养，提高学生的科学实验基本素质，并与理论课程的教学融汇贯通，加深对理论课程学习的理解。通过本课程的学习，要使学生熟悉激光器的基本工作原理、激光振荡及放大的条件、高斯光束的变换，熟练使用几种常用激光器，如氦氖激光器、半导体激光器、脉冲激光器和可调谐燃料激光器。使学生通过实际动手操作，掌握激光器的一般构造，加深对激光特性的理解，了解激光在精密测量中的使用。 培养学生的科学思维和创新意识，使学生掌握实验研究的基本方法，提高学生的分析能力和创新能力。提高学生的科学素养，培养学生积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作的优良品德。 三、实验课内容 实验项目一：气体激光器（3学时） 1. 实验属性：综合性实验。 2. 开设要求：必开。 3. 教学目标： （1）掌握气体激光器的主要结构和原理； （2）掌握气体激光器的调节方法； （2）了解激光输出的特性及其测量； （3）了解高斯光束的传播规律，掌握光束基本特性的测量。 4. 主要实验仪器设备：游标卡尺、开放式He-Ne激光器等。 5. 实验内容（至少做两个子项目）： （1）调节He-Ne激光器的谐振腔镜，获得激光稳定输出； （2）测量激光光束的发散角和束腰半径（选作）； （3）测量激光激励电压与激光输出功率之间的相互关系（选作）； （4）进行简单的高斯光束变换（选作）。 实验项目二：固体连续激光器（3学时） 1. 实验属性：综合性实验。 2. 开设要求：必开。 3. 教学目标：

机械设计基础实训指导书

《机械设计基础》实验指导书 二零零九年十一月

机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实 训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意 事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实训室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指 导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动

手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写 出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

数字电子技术实验指导书

数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405

数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。

目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用

实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。

激光原理实验(山科大)

实验一 He-Ne 激光器模式分析 （一）实验目的与要求 目的：使学生了解激光器模式的形成及特点，加深对其物理概念的理解；通过测试分析，掌握模式分析的基本方法。对本实验使用的重要分光仪器——共焦球面扫描干涉仪，了解其原理，性能，学会正确使用。 要求：用共焦球面扫描干涉仪测量He-Ne 激光器的相邻纵横模间隔，判别高阶横模的阶次；观察激光器的频率漂移记跳模现象，了解其影响因素；观察激光器输出的横向光场分布花样，体会谐振腔的调整对它的影响。 （二）实验原理 1．激光器模的形成 我们知道，激光器的三个基本组成部分是增益介质、谐振腔和激励能源。如果用某种激励方式，在介质的某一对能级间形成粒子数反转分布，由于自发辐射和受激辐射的作用， 将有一定频率的光波产生，在腔内传播， 并被增益介质逐渐增强、放大，如图1-1所示。实际上，由于能级总有一定的宽度以及其它因素的影响，增益介质的增益有一个频率分布，如图1-2所示，图中)(νG 为光的增益系数。只有频率落在这个范围 内的光在介质中传播时，光强才能获得不同程度的放大。但只有单程放大，还不足以产生激光，要产生激光还需要有谐振腔对其进行光学反馈，使光在多次往返传播中 图 1-1 粒子数反转分布 形成稳定、持续的振荡。形成持续 振荡的条件是，光在谐振腔内往返一周的光程差应是波长的整数倍，即 q q L λμ=2 （1-1） 式中，μ为折射率，对气体μ≈1；L 为腔长；q 为正整数。这正是光波相干的极大条件，满足此条件的光将获得极大增强。每一个q 对应纵向一种稳定的电磁场分布，叫作一个纵模，q 称作纵模序数。q 是一个很大

的数，通常我们不需要知道它的数值，而关心的是有几个不同的q 值，即激光器有几个不同的纵模。从（2-1）式中，我们还看出，这也是驻波形成的条件，腔内的纵模是以驻波形式 存在的， q 值反映的恰是驻波波腹的 图 1-2 光的增益曲线 数目，纵模的频率为 L c q q μν2= （1-2） 同样，一般我们不去求它，而关心的是相邻两个纵模的频率间隔 L c L c q 221≈ = ?=?μν （1-3） 从（2-3）式中看出，相邻纵模频率间隔和激光器的腔长成反比，即腔越长，相邻纵模频率间隔越小，满足振荡条件的纵模个数越多；相反，腔越短，相邻纵模频率间隔越大，在同样的增益曲线范围内，纵模个数就越少。因而用缩短腔长的办法是获得单纵模运行激光器的方法之一。 光波在腔内往返振荡时，一方面有增益，使光不断增强；另一方面也存在着多种损耗， 使光强减弱，如介质的吸收损耗、散射损耗、 镜面的透射损耗、放电毛细管的衍射损耗等。所以，不仅要满足谐振条件，还需要增益大于各种损耗的总和，才能形成持续振荡，有激光输出。如图2-3所示，有五个纵模满足谐振条件，其中有两个纵模的增益小于损耗，所以，有三个纵模形成持续振荡。对于纵模的观测，由于q 值很大，相邻纵模频率差异很小，一般的分光仪器无法分辨，必须使用 精度较高的检测仪器才能观测到。 谐振腔对光多次反馈，在纵向形成不同的场分布，那么对横向是否也会产 生影响呢？回答是肯定的，这是因为光每经过放电毛细管反馈一次，就相当于一次 图 1-3 纵模和纵模间隔 衍射，多次反复衍射，就在横向形成了一个或多个稳定的衍射光斑。每一个衍射光斑对应一种稳定的横向电磁场分布，称为一个横模。图2-4中，给出了几种常见的基本横模光斑图样。我们所看到的复杂的光斑则是这些基本

光通信原理实验指导书

实验一模拟信号光调制实验 一、实验目的 1、了解模拟信号光纤通信原理。 2、了解不同频率不同幅度的正弦波、三角波、方波等模拟信号的系统光传输性能情况。 二、实验内容 1、测量不同的正弦波、三角波和方波的光调制系统性能。 三、实验器材 1、主控&信号源、25号模块各1块 2、双踪示波器1台 3、连接线若干 4、光纤跳线1根 四、实验原理 1、实验原理框图 光调制功率检测框图 模拟信号光调制传输系统框图 2、实验框图说明 本实验是输入不同的模拟信号，测量模拟光调制系统性能。如模拟信号光调制传输系统框图所示，不同频率不同幅度的正弦波、三角波和方波等信号，经25号模块的光发射机单元，完成电光转换，然后通过光纤跳线传输至25号模块的光接收机单元，进行光电转换处理，从而还原出原始模拟信号。实验中利用光功率计对光发射机的功率检测，了解模拟光调制系统的性能。 注：根据实际模块配置情况不同，自行选择不同波长（比如1310nm、1550nm）的25号光收发模块进行实验。 五、注意事项 1、在实验过程中切勿将光纤端面对着人，切勿带电进行光纤的连接。 2、不要带电插拔信号连接导线。 六、实验步骤 1、系统关电，参考系统框图，依次按下面说明进行连线。 （1）用连接线将信号源A-OUT，连接至25号模块的TH1模拟输入端。

（2）用光纤跳线连接25号模块的光发端口和光收端口，此过程是将电信号转换为光信号，经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。注意，连接光纤跳线时需定位销口方向且操作小心仔细，切勿损伤光纤跳线或光收发端口。 （3）用同轴连接线将25号模块的P4光探测器输出端，连接至23号模块的P1光探测器输入端。 2、设置25号模块的功能初状态。 （1）将收发模式选择开关S3拨至“模拟”，即选择模拟信号光调制传输。 （2）将拨码开关J1拨至“ON”，即连接激光器；拨码开关APC此时选择“ON”或“OFF”都可，即APC功能可根据需要随意选择。 （3）将功能选择开关S1拨至“光功率计”，即选择光功率计测量功能。 3、进行系统联调和观测。 （1）打开系统和各实验模块电源开关。设置主控模块的菜单，选择【主菜单】→【光纤通信】→【模拟信号光调制】。此时系统初始状态中A-OUT输出为1KHz正弦波。调节信号源模块的旋钮W1，使A-OUT输出正弦波幅度为1V。 （2）选择进入主控&信号源模块的【光功率计】功能菜单，根据所选模块波长类型选择波长【1310nm】或【1550nm】。 （3）保持信号源频率不变，改变信号源幅度测量光调制性能：调节信号源模块的W1，改变输入信号的幅度，记录不同幅度时的光调制功率变化情况。 （4）保持信号源幅度不变，改变信号源频率测量光调制性能：改变输入信号的频率，自行设计表格记录不同频率时的光调制功率变化情况。 （5）拆除23号模块和25号模块之间的同轴连接线，适当调节25号模块的W5接收灵敏度旋钮，用示波器对比观察光接收机的模拟输出端TH4和光发射机的模拟输入端TH1，了解模拟光调制系统线性度。 （6）改变信号源的波形，用三角波或方波进行上述实验步骤，进行相关测试，表格自拟。 七、实验报告 1、画出实验框图，并阐述模拟信号光调制基本原理。

机械设计基本实训指导书

《机械设计基础》实验指导书

二零零九年十一月 机械设计基础实训规则及要求 一、作好实训前的准备工作 （1）按各次实训的预习要求，认真阅读实训指导复习有关理论知识，明确实训目的，掌握实训原理，了解实训的步骤和方法。 （2）对实训中所使用的仪器、实训装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实训须记录的数据项目及其数据处理的方法。二、严格遵守实训室的规章制度

（1）课程规定的时间准时进入实训室。保持实训室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实训室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实训时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实训结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。三、认真做好实训 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实训内容的讲解。 （2）实训时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实训步骤、方法逐步进行。 （3）实训过程中，要密切注意观察实训现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实训报告的一般要求 实训报告是对所完成的实训结果整理成书面形式的综合资料。通过实训报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实训结果。因此，要求学习者在自己动手完成实训的基础上，用自己的语言扼要地叙述实训目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实训结果、问题讨论等内容，独立地写出实训报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一平面机构运动简图的测绘和分析实验 (4) 实验二齿轮范成原理实验 (8) 实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测量实验 (13) 实验四组合式轴系结构设计与分析实验 (19) 实验五机械传动性能综合测试实验 (32)

电路实验指导书

实验一元件伏安特性的测试 一、实验目的 1．掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。 2．学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验说明 电阻性元件的特性可用其端电压U与通过它的电源I之间的函数关系来表示，这种U与I的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I平面上，则称为伏安特性曲线。 1．线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1－1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有 这种特性。 －1 图 半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用 表示，其伏安特性如图1－2所示。由图可见，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时， 二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。 2．电压源 能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1－3（a）所示。 理想电压源实际上是存在的，实际电压源总具有一定的能量损失，这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1－3b）。其端口的电压与电流的关系为： s s IR U U- = 式中电阻 s R为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1－3b 所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。 实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可以近似地当作理想电压源来处理。 （a） （b） i s I 1

激光原理实验

激光原理实验 指导老师陈钢 1实验目的：加深对激光原理理论概念的认识和理解，培养实验动手能力。 2实验内容： （1）谐振腔参数认识、调节，调节外腔式He-Ne激光器，使其激光输出，并达到最大值，记录相关实验结果，包括工作电流和激光功率； （2）光学谐振腔的稳定范围； （3）激光输出功率随激光管在腔内位置变化的关系； （4）波长选择，通过选频元件，调出可能的5条谱线，记录波长和相对功率； （5）横模特征观测与判断。 此5个内容，第一个大家都要做一遍，其余四个选两个做，但最好分配好，把每个内容 都做到。 3实验原理： 实验从调整基本装置开始，这部分内容老师讲解。只要调整好基本装置，就可以开始下面的各项实验。 3.1光学稳定性 He-Ne激光器的光学谐振腔是根据激活介质Ne以及所要求的光束质量而设计的。 稳定性的目标就是要获得尽可能好的光束输出，也就是基模高斯光束TEM 00模式。 一般来说，要获得高功率输出和较好的光束质量是两个相矛盾的要求，因为高功率输出需要较大的激活体积，而基模运转时的激活体积却被限制在他所要求的模体积之内。这也 就说明了为什么平凹腔对He-Ne激光器是最佳的结构。 3.2光学谐振腔的稳定范围； 实验可以这样进行，在激光稳定运转过程中，通过改变球面镜的位置，直到激光不能产生为止。球面镜位置改变的具体方法为：把球面镜调节支架上的固定螺丝轻微松动，同时又 使得它能够在轨道上保持静止不动。位置改变过程尽量保持不要破坏激光的振荡。重新固定 调节支架到新的位置，并且通过调节球面镜的垂直和水平调节螺丝，使得激光功率重新达到 最大值。重复这些过程，直到达到一个不能获得激光震荡的新位置为止。测量此时两面镜子 的距离，并与由稳定性条件给出的最大距离L进行比较。 0乞g l乜2乞1 g i =1and g2 =1 丄 R i R2 12 实验的测量方法如下，松开激光管支架的固定螺丝，使得它的位置可以在轨道上改变。第一步准直已经调节好了，在这个实验中要保证激光管支架的机械轴要和准直光给出的光轴

通信原理SystemView仿真实验指导书

实验一图符库的使用 一、实验目的 1、了解SystemVue图符库的分类； 2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法。 二、实验内容 按照实例使用图符构建简单的通信系统，并了解每个图符的功能。 三、基本原理 SystemVue的图符库功能十分丰富，一共分为以下几个大类 1.基本库 SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真提供了最基本的工具。 （信源库）：SystemView为我们提供了16种信号源，可以用它来产生任意信号 （算子库）功能强大的算子库多达31种算子，可以满足您所有运算的要求 （函数库）32种函数尽显函数库的强大库容！ （信号接收器库）12种信号接收方式任你挑选，要做任何分析都难不倒它 2.扩展功能库 扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。 （通信库）：包含有大量的通信系统模块的通信库，是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。 （DSP库）：DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。该库支持大多DSP芯片的算法模式。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。 还包括高级处理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。 （逻辑运算库）：逻辑运算自然离不开逻辑库了，它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。 （射频/模拟库）：射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。 3.扩展用户库

机械设计实验指导书(1)

机械设计实验指导书 贺俊林冯晚平编著 机械设计制造及其自动化 农业机械化及其自动化专业用 3 山西农业大学工程技术学院 机械原理与零件实验室 2008年

目录 实验一、减速器拆装实验 (2) 实验二、轴系结构设计实验 (6) 实验三、齿轮结构设计实验 (9) 实验四、带传动实验 (12) 实验五、齿轮传动效率实验 (17)

实验一减速器拆装 一、实验目的 1.了解减速器各部分的结构，并分析其结构工艺性。 2.了解减速箱各部分的装配关系和比例关系。 3.熟悉减速器的拆装和调整过程 二、实验所用的工具、设备、仪器（每试验小组） 1.二级减速器一台 2.游标卡尺一把 3、活搬手二把 4、套筒扳手一套 5、钢板尺一把 三、实验内容 1.了解铸造箱体的结构。 2.观察、了解减速器附属零件的用途，结构安装位置的要求。 3.测量减速器的中心距，中心高、箱座下凸缘及箱盖上凸缘的厚度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁的距离、大齿轮顶圆与箱体底壁之间的距离等。 4.了解轴承的润滑方式和密封装置，包括外密封的型式，轴承内侧的挡油环、封油环的作用原理及其结构和安装位置。

四、实验步骤 1.拆卸。 （1）仔细观察减速器外部各部分的结构，从各部分结构中观察分析回答后面思考题内容。 （2）用板手拆下观察孔盖板，考虑观察孔位置是否恰当，大小是否合适。 （3）拆卸箱盖 a、用扳手拆卸上，下箱体之间的连接螺栓、拆下定位销。将螺栓，螺钉、垫片、螺母和销钉放在盘中，以免丢失，然后拧动启盖螺钉使上下箱体分离，卸下箱盖。 b、仔细观察箱体内各零部件的结构和位置，并分析回答后面思考题内容。 c、测量实验内容所要求的尺寸。 d、卸下轴承盖，将轴和轴上零件一起从箱内取出，按合理顺序拆卸轴上零件。 2.装配 按原样将减速器装配好，装配时按先内部后外部的合理顺序进行，装配轴套和滚动轴承时，应注意方向，注意滚动轴承的合理装拆方法，经指导教师检查合格后才能合上箱盖，注意退回启盖螺钉，并在装配上、下箱盖之间螺栓前应先安装好定位销，最后拧紧各个螺栓。 五、注意事项 1.切勿盲目拆装，拆卸前要仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，拆下的零、部件要统一放在盘中，以免丢失和损坏。 2.爱护工具、仪器及设备，小心仔细拆装避免损坏

电路原理交流实验箱实验指导书

一、概述 交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的。版面设有Y型和△型变化法的三相灯组负载，日光灯实验组件，单相铁心变压器，电流互感器，R L C元件组，三相四线输入接线端子，三相电流插座，三相双掷开关及各种带绝缘护套的连接插头线，数字交流电压表、数字交流电流表、智能型多功能数字功率、功率因数表等。设计合理紧凑，操作方便。 二、技术性能指标 1、工作电源：三相四线AC380V±10％50Hz ＜180V A 2、使用环境条件：温度-10℃-40℃ 湿度＜80％ 3、实验箱外型尺寸：520mm×390mm×180mm 4、数字交流电压表： 三位半LED数码管显示，测量范围AC0～450V，精度0.5级。 5、数字交流电流表： 三位半LED数码管显示，测量范围AC0～2A，精度0.5级。 6、智能数字功率、功率因数表： 可测试：视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数，精度0.5级。 6.1产品的主要性能特点： 本仪表可应用于交流功率或直流功率的测量与控制。 6.2、五位LED数码管显示，前四位显示测量参数，从0.01～99.99W到1～9999KW，六档量程自动转换，最小分辨力为0.01W（10mW），末位数码管显示测量参数的单号符号。 6.3、视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数等参数通过按钮可轮换显示。 6.4、仪表具有上、下限报警控制功能，内置继电器及蜂鸣器；用户可根据需要自行选择设置视在功率、电流、电压报警。

三、操作方法及说明 1、将该仪器三相电源插头插入三相电源插座。插入前，要先检查电源应是三相四线380V。接入后面板上三相电源接线端子带电，方可引出使用。使用时要从保险管右边“U、V、W、N”引出。 2、打开仪表部分船形开关，仪表带电工作，方可使用，电压、电流表使用时正确接入即可；功率、功率因数使用说明如下。 仪表的面板上设有5个LED指示灯、3个设定控制按狃（分别为K4、K1、K2、K3）、1个蜂鸣器自锁开关K4。 High 指示灯亮：表示上限报警控制信号输出状态。 Low 指示灯亮：表示下限报警控制信号输出状态。 有功指示灯亮：表示仪表显示读数以KW（千瓦）为单位。 无功指示灯亮：表示仪表显示读数为无功功率。 K1键为在设定状态下为功能设定键及确认键。 K2键在设定状态下为左右移位键（←→）；在测量状态为视在功率、有功功率、无功功率显示功能选择键。 K3在设定状态下为数字设定键和功能转换键（↑↓）；在测量状态下为功率、电压、电流、频率、功率因数显示功能选择键。 显示部分： 末位数码管为被测参数符号指示管，“P”表示功率，“H”表示频率，“C”表示功率因数，“A”表示电流，“V”表示电压。 1、在功率测量状态下，如果功率值超过9999W，仪表的●KW指示灯亮，此时仪表显示读数以KW（千瓦）为单位。

机械设计实验指导书

机械设计基础实验指导书 教师：李伟 2017年3月

实验一机构展示与认知实验 一、实验目的 1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识； 2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。 二、实验方法及主要内容 本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。 通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。 三、展示及分析 （一）机构的组成 通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。 机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的

运动副，称为高副。 （二）平面连杆机构 连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。 平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所

《电路原理》实验指导书(精)

《电路原理》实验指导书 一、课程的目的、任务 本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电路原理课程间的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电路基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。为后续课程的学习打下基础。 二、课程的教学内容与要求 三．各实验具体要求 见P2 四、实验流程介绍 学生用户登陆进入实验系统的用户名为：Z+学号(如ZD205003200XX)，密码：netlab 详细操作步骤见P7 五、实验报告 请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验记录数据，数据分析与处理等。

实验一 电阻、电容、电压和电流的测量 一、实验目的 1、 了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法。 2、 掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法。 3、 了解电表量程、分辨率、准确度对测量结果的影响。 二、实验任务 1、用万用表电阻档测精密可调电阻，测量电阻R1-R4。实验数据填入下表： 表1-1 2、用万用表和数字表分别测量直流电流与电压 （1） 按图1-1接好电路，s U 为稳压电源（上限电压5V ），测量1R ＝510Ω、2 R ＝1K Ω时的1R U 、2R U ，自己确定Us 的值，需要测量3组数据。 图1-1 图1-2 （2） 按图1-2接好电路s I 为稳流电源（上限电流0.025A ），用毫安表和微安表 测量1R ＝2R ＝1k Ω时的1I 、2I 和s I ，填入下表。