复合中心

复合中心(Recombination centre)

复合中心是半导体中能够促进非平衡载流子复合（即电子、空穴成对消失）的一类杂质或缺陷。复合中心的能级是处在禁带中较深的位置（即靠近禁带中央），故复合中心杂质往往又称为深能级杂质。

复合中心的主要作用是促进载流子复合、从而降低少数载流子寿命。这是由于复合中心对于电子和空穴都具有差不多大小的俘获几率的缘故。

为了控制半导体少数载流子的寿命，有时（例如在高速开关器件中）需要有意掺入起复合中心作用的杂质；一般用作为复合中心的杂质都是重金属元素，使用最多的Au和Pt。

编辑本段复合中心的作用机理

通过复合中心的复合是一种间接复合过程，这种复合过程是决定Si、Ge 等间接能带结构半导体中少数载流子寿命的基本过程。而复合中心杂质往往都是一些原子半径较小的金属元素，很容易进入半导体中去；故为了保证少数载流子具有足够长的寿命，就应该在制作器件的工艺过程中特别注意清洁度，以确保不让复合中心杂质造成污染。

半导体表面本身就是一种大缺陷，故半导体器件和集成电路在制作好之后，需要对器表面进行很好的保护处理，以减弱表面复合中心的影响，这实际上也就是所谓表面钝化技术的主要目的之一。

复合中心所引起的间接复合过程，通常要比导带与价带之间的直接复合过程慢得多，这是由于复合过程既需要满足能量守恒、也需要满足动量守恒的缘故。对于直接能带半导体（如GaAs），其少数载流子寿命主要决定于直接复合过程，所以这种半导体的少数载流子寿命本来就很短。而Si、Ge等中少数载流子的直接复合寿命较长（因为导带底与价带顶不在Brillouin区的相同点上），则寿命主要决定于间接复合过程，故与复合中心浓度的关系很大。

编辑本段与另外两类重要的杂质、缺陷中心的区别

（1）陷阱中心～这也是一种深能级的杂质或缺陷。陷阱中心的特点就是俘获一种载流子的作用特别强，而俘获另一种载流子的作用特别弱，则陷阱中心具有存储一种载流子的作用。例如电子陷阱就起着存储电子的作用，空穴陷阱就起着存储空穴的作用。一般，陷阱中心的能级深度要比复合中心能级的浅。

（2）浅能级中心～这是一种浅能级杂质。施主和受主杂质中心即属于此；这一类中心的能级都很浅（很靠近导带底或者价带顶），它们主要起着提供载流子的作用。

半导体中的各种杂质和缺陷中心，不仅分别起着其不同的特殊作用，而且都将起着散射中心、影响到载流子迁移率的作用。

少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。它直接反映了材料的质量和器件特性。能够准确的得到这个参数,对于半导体器件制造具有重要意义。

少子，即少数载流子，是半导体物理的概念。它相对于多子而言。

半导体材料中有电子和空穴两种载流子。如果在半导体材料中某种载流子占少数，导电中起到次要作用，则称它为少子。如，在 N型半导体中,空穴是少数载流子，电子是多数载流子；在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

多子和少子的形成:五价元素的原子有五个价电子，当它顶替晶格中的四价硅原子时，每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以共价键形式相结合，而余下的一个就不受共价键束缚，它在室温时所获得的热能足以便它挣脱原子核的吸引而变成自由电子。出于该电子不是共价键中的价电子，因而不会同时产生空穴。而对于每个五价元素原子，尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的正离子，但它束缚在晶格中，不能象载流子那样起导电作用。这样，与本征激发浓度相比，N型半导体中自由电子浓度大大增加了，而空穴因与自由电子相遇而复合的机会增大，其浓度反而更小了。

少子浓度主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。

香港永先单晶少子寿命测试仪 >> 单晶少子寿命测试仪

编辑本段产品名称

LT-2单晶少子寿命测试仪

编辑本段产品简介

少数载流子寿命(简称少子寿命)是半导体材料的一项重要参数,它对半导体器件的性能、太阳能电池的效率都有重要的影响.我们采用微波反射光电导衰减法研制了一台半导体材料少子寿命测试仪,本文将对测试仪的实验装置、测试原理及程序计算进行了较详细的介绍,并与国外同类产品的测试进行比较,结果表明本测试仪测试结果准确、重复性高,适合少子寿命的实验室研究和工业在线测试.

技术参数：

测试单晶电阻率范围

>2Ω.cm

少子寿命测试范围

10μS～5000μS

配备光源类型

波长：1.09μm；余辉<1 μS；

闪光频率为：20～30次／秒；

闪光频率为：20～30次／秒；

高频振荡源

用石英谐振器，振荡频率：30MHz

前置放大器

放大倍数约25，频宽2 Hz-1 MHz

仪器测量重复误差

<±20％

测量方式

采用对标准曲线读数方式

仪器消耗功率

<25W

仪器工作条件

温度： 10-35℃、湿度 < 80％、使用电源：AC 220V，50Hz

可测单晶尺寸

断面竖测：φ25mm—150mm； L 2mm—500mm；

纵向卧测：φ25mm—150mm； L 50mm—800mm；

配用示波器

频宽0—20MHz；

电压灵敏：10mV／cm；

LT-2型单晶少子寿命测试仪是参考美国 A.S.T.M 标准而设计的,用于

测量硅单晶的非平衡少数载流子寿命。半导体材料的少数载流子寿命测量，是半导体的常规测试项目之一。本仪器灵敏度较高，配备有红外光源，可测量包括集成电路级硅单晶在内的各种类型硅单晶，以及经热处理后寿命骤降的硅单晶、多晶磷检棒的寿命测量等。

本仪器根据国际通用方法高频光电导衰退法的原理设计，由稳压电源、高频源、检波放大器，特制的InGaAsp／InP红外光源及样品台共五部份组成。采用印刷电路和高频接插连接。整机结构紧凑、测量数据可靠。

半导体的性质世界上的物体如果以导电的性能来区分，有的容易导电，有的不容易导电。容易导电的称为导体，如金、银、铜、铝、铅、锡等各种金属；不容易导电的物体称为绝缘体，常见的有玻璃、橡胶、塑料、石英等等；导电性能介于这两者之间的物体称为半导体，主要有锗、硅、砷化镓、硫化镉等等。众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。半导体可以是元素，如硅（Si）和锗（Ge），也可以是化合物，如硫化镉（OCLS）和砷化镓（GaAs），还可以是合金，如GaAL As，其中x

为 0-1 之间的任意数。许多有机化合物，如蒽也是半导体。绝缘体的电阻率则很大（约

ρ≥108Ω.m）。半导体的电阻率对温度的反应灵敏，例如锗的温度从 20C升高到 30 C，电阻率就要降低一半左右。金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高 1000C，ρ增加 40%左右。电阻率受杂质的影响显著。金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从 2.14×103Ω.m减小到 0.004Ω.m左右。金属的电阻率不受光照影响，但是半导体的电阻率在适当的光线照射下可以发生显著的变化 1.1.2 半导体物理基础 1.1.2.1 能带结构和导电性半导体的许多电特性可以用一种简单的模型来解释。硅是四价元素，每个原子的最外壳层上有 4个电子，在硅晶体中每个原子有 4 个相邻原子，并和每一个相邻原子共有两个价电子，形成稳定的 8 电子壳层。自由空间的电子所能得到的能量值基本上是连续的，但在晶体中的情况就可能截然不同了，孤立原子中的电子占据非常固定的一组分立的能线，当孤立原子相互靠近，规则整齐排列的晶体中，由于各原子的核外电子相互作用，本来在孤立原子状态是分离的能级扩展，根据情况相互重叠，变成如图 2.1所示的带状。电子许可占据的能带叫允许带，允许带与允许带间不许可电子存在的范围叫禁带。原子间距和电子能级的关系在低温时，晶体内的电子占有最低的可能能态。但是晶体的平衡状态并不是电子全都处在最低允许能级的一种状态。基本物理定理——泡利（Pauli）不相容原理规定，每个允许能级最多只能被两个自旋方向相反的电子所占据。这意味着，在低温下，晶体的某一能级以下的所有可能能态都将被两个电子占据，该能级称为费米能级（E ）。随着温度的升高一些电子得到超过费米能级的能量，考虑到泡利不相容原理的限制，任一给定能量E的一个所允许的电子能态的占有几率可以根据统计规律计算，其结果是由下式给出的费米－狄拉克分布函数f(E)，即现在就可用电子能带结构来描述金属、绝缘体和半导体之间的差别。电导现象是随电子填充允许带的方式不同而不同。被电子完全占据的允许带（称为满带）上方，隔着很宽的禁带，存在完全空的允许带（称为导带），这时满带的电子即使加电场也不能移动，所以这种物质便成为绝缘体。允许带不完全占满的情况下，电子在很小的电场作用下就能移动到离允许带少许上方的另一个能级，成为自由电子，而使电导率变得很大，这种物质称为导体。所谓半导体，即是天然具有和绝缘体一样的能带结构，但禁带宽度较小的物质。在这种情况下，满带的电子获得室温的热能，就有可能越过禁带跳到导带成为自由电子，它们将有助于物质的导电性。参与这种电导现象的满带能级在大多数情况下位于满带的最高能级，因此可将能带结构简化为图 2.2 。另外，因为这个满带的电子处于各原子的最外层，是参与原子间结合的价电子，所以又把这个满带称为价带。图中省略了导带的上部和价带的下部。半导体结晶在相邻原子间存在着共用价电子的共价键。如图 2.2所示，一旦从外部获得能量，共价键被破坏后，电子将从价带跃造到导带，同时在价带中留出电子的一个空位。这个空位可由价带中邻键上的电子来占据，而这个电子移动所留下的新的空位又可以由其它电子来填补。这样，我们可以看成是空位在依次地移动，等效于带正电荷的粒子朝着与电子运动方向相反的方向移动，称它为空穴。在半导体中，空穴和导带中的自由电子一样成为导电的带电粒子（即载流子）。电子和空穴在外电场作用下，朝相反方向运动，但是由于电荷符号也相反，因此，作为电流流动方向则相同，对电导率起迭加作用。 2 半导体能带结构和载流子的移动 1.1.2.2 本征半导体、掺杂半导体图 2.2 所示的能带结构中，当禁带宽度 Eg 比较小的情况下，随着温度上升，从价带跃迁到导带的电子数增多，同时在价带产生同样数目的空穴。这个过程叫电子—空穴对的产生，把在室温条件下能进行这样成对的产生并具有一定电导率的半导体叫本征半导体，它只能在极纯的材料情况下得到的。而通常情况下，由于半导体内含有杂质或存在品格缺陷，作为自由载流子的电子或空穴中任意一方增多，就成为掺杂半导体。存在多余电子的称为 n型半导体，存在多余空穴的称为 P型半导体。杂质原子可通过两种方式掺入晶体结构：它们可

以挤在基质晶体原子间的位置上，这种情况称它们为间隙杂质；另一种方式是，它们可以替换基质晶体的原子，保持晶体结构中的有规律的原子排列，这种情况下，它们被称为替位杂质。周期表中Ⅲ族和 V 族原子在硅中充当替位杂质，图 2.3 示出一个 V 族杂质（如磷）替换了一个硅原子的部分晶格。四个价电子与周围的硅原子组成共价键，但第五个却处于不同的情况，它不在共价键内，因此不在价带内，它被束缚于 V 族原子，所以不能穿过晶格自由运动，因此它也不在导带内。可以预期，与束缚在共价键内的自由电子

相比，释放这个多余电子只须较小的能量，比硅的带隙能量 1.1eV小得多。自由电子位于导带中，因此束缚于V族原子的多余电子位于低于导带底的能量为E 的地方，如图（格P28 2.13(a）所示那样。这就在“禁止的”晶隙中安置了一个允许的能级，Ⅲ 族杂质的分析与此类似。例如，把V族元素（Sb''As''P）作为杂质掺入单元素半导体硅单晶中时，这（a）V族替位杂质在禁带中引入的允许能级（b）Ⅲ族杂质的对应能态些杂质替代硅原子的位置进入晶格点。它的 5 个价电子除与相邻的硅原子形成共价键外，还多余 1 个价电子，与共价键相比，这个剩余价电子极松弛地结合于杂质原子。因此，只要杂质原子得到很小的能量，就可以释放出电子形成自由电子，而本身变成 1 价正离子，但因受晶格点阵的束缚，它不能运动。这种情况下，形成电子过剩的 n 型半导体。这类可以向半导体提供自由电子的杂质称为施主杂质。其能带结构如图 2.5 所示。在n型半导体中，除存在从这些施主能级产生的电子外，还存在从价带激发到导带的电子。由于这个过程是电子-空穴成对产生的，因此，也存在相同数目的空穴。我们把数量多的电子称为多数载流子，将数量少的空穴称为少数载流子。把Ⅲ族元素（B、Al、Ga、In）作为杂质掺入时，由于形成完整的共价键上缺少一个电子。所以，就从相邻的硅原子中夺取一个价电子来形成完整的共价键。被夺走的电子留下一个空位，成为空穴。结果，杂质原子成为 1价负离子的同时，提供了束缚不紧的空穴。这种结合用很小的能量就可以破坏，而形成自由空穴，使半导体成为空穴过剩的 P型半导体，可以接受电子的杂质原子称为受主杂质。其能带结构如图 2.6 所示。这种情况下，多数载流子为空穴，少数载流子为电子。上述的例子都是由掺杂形成的 n 型或 P 型半导体，因此称为掺杂半导体。但为数很多的化合物半导体，根据构成元素某种过剩或不足，有时导电类型发生变化。另外，也有由于构成元素蒸气压差过大等原因，造成即使掺入杂质有时也得不到 n、p 两种导电类型的情况。

载流子浓度

半导体处于热平衡状态时，多数载流子和少数载流子的浓度各自达到平衡值。因某种原因，少数载流子一旦超过平衡值，就将发生与多数载流子的复合，企图恢复到原来的平衡的状态。设电子浓度为 n，空穴浓度为 p，则空穴浓度随时间的变化率由电子-空穴对的产生和复合之差给出下式：电子——空穴对的产生几率 g 是由价带中成为激发对象的电子数和导带中可允许占据的能级数决定。然而，空穴少于导带的允许能级时，不依赖于载流子数而成为定值。复合率正比于载流子浓度 n 与p 的乘积，比例系数 r 表示复合几率。平衡状态时dp/dt=0''由此可导出它意味着多数载流子浓度和少数载流子浓度的乘积为确定值。这个关系式也适用于本征半导体，可得到

实验一 轴系结构组合设计实验

实验一轴系结构组合设计实验 一、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，为轴系结构设计提供感性认识； 3. 了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式； 4. 掌握轴承组合设计的基本方法，综合创新轴系结构设计方案。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，并进行模块化轴段设计，可组装不同结构的轴系部件。 2. 实验箱按照组合设计法，采用较少的零部件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类40种168个零件。 3. 测量及绘图工具:直尺、游标卡尺、铅笔、三角板、稿纸等（除游标卡尺外，其余需自带）。 三、实验原理 1. 轴系的基本组成 轴系是由轴、轴承、传动件、机座及其它辅助零件组成的，以轴为中心的相互关联的结构系统。传动件是指带轮、链轮、齿轮和其它做回转运动的零件。辅助零件是指键、轴承端盖、调整垫片和密封圈等一类零件。 2. 轴系零件的功用 轴用于支承传动件并传递运动和转矩，轴承用于支承轴，机座用于支承轴承，辅助零件起联接、定位、调整和密封等作用。 3. 轴系结构应满足的要求 （1）定位和固定要求：轴和轴上零件要有准确、可靠的工作位置； （2）强度要求：轴系零件应具有较高的承载能力； （3）热胀冷缩要求：轴的支承应能适应轴系的温度变化； （4）工艺性要求：轴系零件要便于制造、装拆、调整和维护。 四、实验内容 1. 根据教学要求每组学生可自行选择实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系等）； 2. 熟悉实验箱内的全套零部件，根据提供的轴系装配方案（可参考图1-图6），选择相应的零部件进行轴系结构模型的组装； 3. 分析轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；

慧鱼创意组合设计实验指导书模板

慧鱼创意组合设计实验指导书

《慧鱼创意组合设计实验》课程 实验指导书 江西理工大学 机械基础实验室

慧鱼创意组合设计实验指导书 一、实验目的 本实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik）。实验的目的是经过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时经过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。 二、实验设备介绍 1．慧鱼创意模型系统的组成： 慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。 拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。 驱动源：①直流电机驱动（9V、最大功率1.1W、转速7000 prn），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），因此它兼顾驱动和控制两种功能。②减速直流电机驱动（9V、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。③气动驱动包括：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。

传感器：在搭接模型时，你能够把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）经过接口板传给计算机。系统提供的传 感器做为控制系统的输入信号包括：①感光传感器 Brightness sensor （光电管）：对亮度有反应，它和 聚焦灯泡配合使用，当有光（或无光）照在上面 时，光电管 产生不同的电阻值，引发不同信号。 ②接触传感器Contact sensor （触动开关）：如图1所示， 当红色按钮按下，接触点1、3接通，同时接触点1、2 断开，因此有两种使用方法：常开：使用接触点1、3，按下按钮＝导通；松开按钮＝断开；常闭：使用接触点1、2，按下按钮＝断开；松开按钮＝导通。③热传感器Thermal sensor （NTC 电阻）：可测量温度。温度20°C 时，电阻值1.5K Ω。NTC 的意思是负温度系数，温度升高电阻值下降。④磁性传感器 Magnetic sensor ：非接触性开关。⑤红外线发射接收装置：新型的运用可控制所有马达电动模型的红外线遥控装置由一个强大的红外线发射器和一个微处理器控制的接收器组成。有效控制范围是10米，分别可控制三个马达。 接口板：自带微处理器，程序可在线和下载操作，用LLWin3.0或高级语言编程，经过RS232串口与电脑连接，四路马达输出，八路数字信号输入，二路模拟信号输入，具有断电保护功能（新版接口），两接口板级联实现输入输出信号加倍。 PLC 接口板：实现电平转换，直接与PLC 相连。智能接口板自带微处理器，经过串口与计算机相连。在计算机上编的程序能够移植到接口板的微处理器上，它能够不用计算机独立处理程序（在激活模式下）。 3 2 图1触动开关原理

组合式轴系结构设计与分析实验

组合式轴系结构设计与分析实验 一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识； 2．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； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。 该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。2. 测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。 三、实验内容与要求 1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）

2. 进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定、轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3. 绘制轴系结构装配图。 4. 每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1．明确实验内容，理解设计要求； 2．复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3．构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑或油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4. 组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5. 绘制轴系结构草图。 6. 测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7. 将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：l比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9．写出实验报告。 组合式轴系结构设计实验报告（样式） 专业__________班级__________姓名___________座号__________成绩________ 一、实验目的 二、实验内容 实验题号 已知条件 三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）

组合逻辑电路设计实验报告

组合逻辑电路设计实验报告 1.实验题目 组合电路逻辑设计一： ①用卡诺图设计8421码转换为格雷码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③记录输入输出所有信号的波形。 组合电路逻辑设计二： ①用卡诺图设计BCD码转换为显示七段码的转换电路。 ②用74LS197产生连续的8421码，并接入转换电路。 ③把转换后的七段码送入共阴极数码管，记录显示的效果。 2.实验目的 （1）学习熟练运用卡诺图由真值表化简得出表达式 （2）熟悉了解74LS197元件的性质及其使用 3.程序设计 格雷码转化： 真值表如下：

卡诺图： 1 1 1 D D D D D D G ⊕=+=2 1 2 1 2 1 1 D D D D D D G ⊕=+ =3232322D D D D D D G ⊕=+=33D G =

电路原理图如下： 七段码显示： 真值表如下： 卡诺图：

2031020231a D D D D D D D D D D S ⊕++=+++= 10210102b D D D D D D D D S ⊕+=++=201c D D D S ++ =2020101213d D D D D D D D D D D S ++++=2001e D D D D S +=

01213g D D D D D S +⊕+= 电路原理图如下： 2021013f D D D D D D D S +++=2101213g D D D D D D D S +++=

4.程序运行与测试 格雷码转化： 逻辑分析仪显示波形：

机构组合创新设计与仿真实验指导书

班级： 学号： 姓名： 武汉科技大学机械自动化学院机械实验示范中心

2007-5 机构组合创新设计与仿真 实验指导书 一、实验预习 (1)机构型综合的连杆组合创新技法是什么？如何进行？ (2)机构组合设计实验台的基本组成及搭接原理。 (3)熟悉基于杆组法的机构运动分析与仿真软件界面及基本操作。 二、实验目的 机构的创新是机械设计中永恒的主题，人们要设计出新颖、合理、实用的机构，不仅要有丰富的经验，而且要掌握一定的机构创新设计方法。连杆组合法是一种以数字综合形式表示的机构型综合创造技法，其最大特点是具有强烈的发散性思维成分，可以启发设计者创造新机构，进而培养设计者的创新意识和创新能力。 机构组合创新设计实验，其实验原理是用各种零件、构件等组合搭接出机构。一般在实验指导书中给出若干种示例机构及其组合方法，学生在实验时按照流程搭接，在此基础上也可自行设计机构进行搭接，但大都是已有机构的变形，缺乏明确的理论指导，并且搭接出的机构性能无法验证，如执行机构的轨迹曲线是否满足要求，位移、速度和加速度性能是否满足要求等无法得到验证，更进一步的机构优化及改进设计也就无从谈起。 采用机构型综合的连杆组合创新技法对现有机构组合设计实验进行改进，开设基于型综合创造技法的机构组合创新设计与仿真实验，可以激发学生的创造激情，培养学生的创新设计能力、科学计算能力以及工程实践能力。 因此，实验目的可概括为： (1)掌握机构型综合的连杆组合创新技法的基本原理及设计流程； (2)根据设计结果在机构组合设计实验台上能搭接机构； (3)能运用机构运动分析与仿真软件进行机构的虚拟设计与运动仿真，并对实物机构进 行优化设计。 (4)培养学生综合应用所知识对机构的结构和运动性能加以评价的分析能力，以及创新 设计能力和实践动手能力。 三、实验软、硬件

组合逻辑电路分层实验设计

7组合逻辑电路设计 7.1实验任务 一、 自动传输线中停机与告警控制电路设计 某自动传输线由三条传送皮带串联而成，各传送皮带均由一台电机拖动.自物料起点至终点，这三台电机分别设为A 、B 、C.为了避免物料在传输途中堆积于传送带上，要求：A 开机则B 必须开机，B 开机则C 必须开机.否则，应立即停机并发出告警信号F.试用最少的“与非”门（选用74LS00）及“非”门（选用74LS04）设计具有停机与告警功能（用LED 显示）的控制电路.要求：（1）写出设计过程，列真值表，写逻辑函数表达式，画逻辑电路图； （2）对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果填入表1中. （3）将输入A 、B 接高电平，输入C 接1kHz 的方波，双踪观测输入C 和输出F 的波形并记录. A B C F 逻辑状态)(V 电位逻辑状态逻辑状态逻辑状态 逻辑状态 逻辑状态逻辑状态逻辑状态)(V 电位)(V 电位) (V 电位) (V 电位)(V 电位)(V 电位) (V 电位000 00 000000111111 111 1 11表1: 二、设计一个1位二进制全减器，要求用1片74LS138译码器及1片74LS20“与非”门实现.要求： （1）写出设计过程，列真值表，写逻辑函数表达式，画逻辑电路图； （2）对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果. 三、试分别用74LS138译码器和数据选择器芯片74LS153实现一个可控加、减运算电路.要求当控制端X=“0”时进行1位二进制加法运算；控制端X=“1”时进行1位二进制减法运算.要求：（1）写出设计过程，列真值表，写逻辑函数表达式，画逻辑电路图； （2）对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果.

机构创意组合设计实验报告格式

机构创意组合设计实验 一、实验目的 1、认识典型机构 2、设计实现满足不同运动要求的传动机构系统 3、设计拼装机构系统 二、实验原理 机械传动系统的设计是机械设计中极其重要的一个环节，其中了解常用传动机构，合理设计传动系统是一个认识和创新的过程。为了实现执行机构工作的需求(运动，动力)，我们必须利用不同机构的组合系统来完成。因此对于常用机构，如杆机构，齿轮传动机构，间歇运动机构，带，链传动机构的结构及运动特点应有充分的了解，在此基础上，我们可以利用它们所在组合成我们需要的传动系统。执行机构常见的运动形式有回转运动，直线运动和曲线运动，传动系统方案的设计将以此为目标。执行机构的运动不仅仅有运动形式的要求，而且有运动学和动力学的要求。因此我们必须对设计好的传动系统中的重要运动构件进行运动学和动力学分析(速度，加速度分析)，使执行构件满足运动要求(如工作行程与回程的速度要求，惯性力要求，工作行程要求等)。任何传动机构系统都有其特点，适应于不同的工作要求和安装位置，我们应该学会在设计和拼装中进行系统分析和评估。 三、实验台的组成 机械组成： 该实验台主要由机柜(安装平台)、固定架、活动架、横梁、传动轴、联接轴、各类传动构件，电机、传感器等组成。 可拼装平面机构包括：四杆机构、六杆机构、平面凸轮机构、间歇机构、齿轮传动、带(链)传动、组合机构等机构，其中间歇机构包含槽轮机构、不完全齿轮机构、棘轮机构等机构。

图一、安装平台 1、脚轮 2、支撑脚 3、机柜 4、零件安置架 5、固定螺栓 6、横梁 7、固定架 8、滑块 9、活动架 10、减速电机 该实验台由图一所示的零部件组成。脚轮(1)用于短距离移动试验台。支撑脚(2) 用于支撑试验台并调整水平。零件安置架(4)用于安放暂时不拼装的零件,并可在机柜(3)内的轨道内移动。活动架(9)可在两个固定架(7)组成的框架内沿纵向(z向)移动,用于调整两组横梁之间的距离并通过固定螺栓(5)固定。横梁(6)可根据拼装的需要通过固定螺栓(5)固定在固定架(7)和活动架(9)的槽内适当的位置。减速电机(10)通过螺钉固定在走条上并可根据在走条直槽长度范围内移动。滑块(8)可根据使用的需要在横梁(6)上移动或固定。 检测系统： 本实验的实验系统框图如下图(2)所示,它由以下设备组成: 本系统由一片高性能的单片机组成，完成对主(原)动件的角位移、速度及从

实验三 组合逻辑电路的设计

实验三组合逻辑电路的设计 一、实验目的 （1）掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。 （2）掌握半加器、全加器的设计及连接调试电路的全过程。 （3）通过前面的举例学习解决实际问题的能力。 二、预习要求 1、阅读数字电子基础教材第五章的内容。 2、查阅集成电路器件（见附图）74LS32、74LS86、74LS08、74LS54的电路功能以及引脚结构图。 3、阅读本实验的实验原理和测试方法。 三、实验内容 1、半加器和一位全加器的设计和验证。 2、用门电路设计组合逻辑电路的应用举例。 3、自行设计题目。 四、实验原理与测试方法 组合逻辑电路是数字系统中逻辑电路形式的一种。 特点：电路任何时刻的输出状态只取决于该时刻输入信号（变量）的组合，而与电路的历史状态无关。 组合逻辑电路的设计是在给定问题（逻辑命题）情况下，通过逻辑设计过程，选择合适的标准器件，搭接成实验给定问题（逻辑命题）功能的逻辑电路。 通常，设计组合逻辑电路按下述步骤进行。如图3.1 所示： （1）列真值表。设计的要求一般是用文字来描述的。设计者首先对命题的因果关系进行分析，“因”为输入，“果”为输出，即“因”为逻辑变量，“果”为逻辑函数。其次，对

逻辑变量赋值，即用逻辑0和逻辑1分别表示两种不同状态。最后，对命题的逻辑关系进行 图3.1 组合逻辑电路设计流程图 分析，确定有几个输入，几个输出，由于真值表在四种逻辑函数表示方法中，表示逻辑功能最为直观，所以设计的第一步为按逻辑关系列出真值表。 （2）由真值表写出逻辑函数表达式。 （3）对逻辑函数进行化简。若由真值表写出的逻辑函数表达式不是最简，应利用公式法或卡诺图法进行逻辑函数化简，得出最简式。如果对所用器件有要求，还需将最简式转换成相应的形式。 （4）按最简式画出逻辑电路图。 （5）按照逻辑电路图连接电路（并注意器件的使用规则），进行测试达到其要求。 1、利用异或门74LS86、与门74LS08、或门74LS32设计半加器、一位全加器。 半加器：只考虑被加数和加数的相应位相加，而不考虑相邻低位的进位。 全加器：实现一位二进制的加法，它由被加数、加数和来自相邻低位的进位数相加，输出有全加和与向高位的进位。 设计过程如下： （1）根据半加器、全加器的逻辑功能列出其真值表，见表3-1、表3-2； （2）由真值表表3-1、表3-2写出半加器、全加器逻辑表达式 半加器逻辑表达式： n n n n n S A B A B =+ n n n C A B =

实验4 组合逻辑电路设计

实验三组合逻辑电路研究（设计性实验） 一、实验目的 1．掌握用SSI器件实现组合逻辑电路的方法。 2．熟悉各种MSI组合逻辑器件的工作原理和引脚功能。 3．掌握用MSI组合逻辑器件实现组合逻辑电路的方法。 4．进一步熟悉测试环境的构建和组合逻辑电路的测试方法。 二、实验所用仪器设备 1．Multisim2001中的虚拟仪器 2．Quartus II中的功能仿真工具 3．GW48-EDA实验开发系统 三、实验说明 1. 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行 （1）逻辑抽象：将文字描述的逻辑命题转换成真值表。 （2）选择器件类型：根据命题的要求和器件的功能决定采用哪种器件。 （3）根据真值表和所选用的逻辑器件写出相应的逻辑表达式：当采用SSI 集成门电路设计时，为了使电路最简，应将逻辑表达式化简，并变换成与门电路相对应的最简式；当采用MSI组合逻辑器件设计时，则不用化简，只需将由最小项构成的函数式变换成MSI器件所需要的函数形式。 （4）根据化简或变换后的逻辑表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 2. 常见的SSI和MSI的型号 （1）常见的SSI：四2输入异或门74LS86，四2输入与非门74LS00，六非门74LS04，二4输入与非门74LS20，四2输入或非门74LS02，四2 输入与门74LS08等。 （2）常见的MSI：二2-4译码器74LS139，3-8译码74LS138，4-16译码器74LS154，8-3线优先编码器74LS148，七段字符译码器74LS248，四

位全加器74LS283，四2选1数据选择器74LS157，双4选1数据选择器74LS153，8选1数据选择器74LS151，16选1数据选择器74LS150等。 四、实验内容 （一）基本命题 1．用8-3线优先编码器74LS148、七段字符译码器74LS48和数码管组成编码、译码、显示电路；编码器8个数据输入端接至8个编码开关，自拟实验步骤，记录实验结果，说明电路具备的功能。 2．用MSI器件74LS283实现四位全加显示电路，用带译码数码管显示其全加和，并将结果填入表3.1中并说明其运算规律。 表3.1 3．设计一个多输出的逻辑网络，它的输入是8421BCD码，它的输出定义为：（1）F1：检测到输入数字能被3整除。 （2）F2：检测到输入数字大于或等于4。 （3）F3：检测到输入数字小于7。 自选逻辑器件，列出设计步骤，画出逻辑电路图，记录测试结果。 （二）扩展命题（以宿舍为单位，每人选1题） 1. 用异或门74LS86和四位全加器74LS283实现有符号三位全减器，用译码、显示电路显示其差，并将结果填入表3.2中。参考P134图3-39 表3.2

实验二_组合逻辑电路设计(2012)

数字逻辑Ⅱ实验内容 实验二组合逻辑电路设计 一、实验目的 1．掌握使用中规模集成器件设计组合逻辑电路的方法； 2．掌握使用Verilog HDL设计组合逻辑电路的方法。 3．掌握组合逻辑电路的软件仿真方法。 二、实验仪器及设备 1．PC机 1台（1G以上内存） 2．Quartus II 8.1 三、实验准备及预习 1．复习用数据选择器和译码器实现组合逻辑电路的方法，完成实验内容（一）要求的电路设计，画出电路图。 2．复习Verilog HDL对常用组合逻辑电路的建模方法，完成实验内容（二）要求的电路设计，写出实现代码。 3．复习Quartus II的开发、仿真流程。 四、实验内容 (一)投票表决器的设计 1.使用一片74LS151和必要的门电路设计具有优先权的4人投票表决器。其中一人具有较高优先权，他和另外一人即可表决通过，否则其余3人必须都表决才能通过。 2.使用74LS138译码器和必要的门电路设计设计上述投票表决器。 3.在Quartus II 8.1环境中完成1、2电路图绘制、编译。 4.在Quartus II 8.1环境中建立1、2仿真波形文件，进行电路仿真，并记录仿

真结果。 4.实验报告要求： （1）列出真值表，写出设计过程； （2）打印或绘制电路图； （3）打印仿真报告，或以表格形式记录结果，并对仿真结果进行分析，说明设计是否正确。 (二)4位全加器及显示译码电路设计 1.使用Verilog HDL设计4位全加器及显示译码电路。要求电路能够输入两个4位二进制数、及低位的进位，进行全加运算，并将产生的全加和以及进位分别送给两个共阴型7段显示译码模块译码输出。 2.在Quartus II 8.1环境中完成设计代码的输入、编译。 3.在Quartus II 8.1环境中建立仿真波形文件，进行电路仿真，并记录仿真结果。 4.实验报告要求： （1）写出设计代码； （2）打印仿真报告，或以表格形式记录抽样结果，并对仿真结果进行分析，说明设计是否正确。 五、思考题 1.能否仅用一片74LS151实现一位全减器？为什么？ 2.总结使用MSI设计组合逻辑电路的方法。

中心复合设计CCD

中心复合设计CCD 一、描述 这个功能可以灵活地选择复制，走样的预测和小数块，并选择的轴或中心点产生了广泛的中心复合设计。 二、用法 ccd(basis, generators, blocks = "Block", n0 = 4, alpha = "orthogonal", wbreps = 1, bbreps = 1, randomize = TRUE, inscribed = FALSE, coding) 三、参数

四、详细信息 中央复合设计的CCD响应面勘探中使用的流行的设计。他们被堵塞的设计组成的至少一种的多维数据集的块（两水平因子或部分因子，附加中心点），和至少一个星状块（点沿每个轴的位置-α+α-），加上中心点。一切都被假定为规模的编码的多维数据集的设计部分，其中为每个变量的值-1和1，中心点0。使用的编码参数，如果需要的话，编码可以提供。 基础参数确定一个基本的设计，用来创建立方体块。例如，basis = ~A+B+C会生成一个基本的8次试验的设计。如果你需要额外的变量，可使用generators，例如，generators = c(D~-A*B, E~B*C)加在上面定义关系会产生一个5因素设计I = ABD = BCE = ACDE 。 如果你想立方体点分为零碎块，给块参数公式。例如，basis =A+B+C+D+E generators =F~-A*C*D, 和blocks =Day ~c(A*B*C,C*D*E)。阻挡变量将被命名 为“Day”，将其分为4块8和32运行的基本设计（半部分6因素）运行每一个的基础上，结合标志的A * B * C 和C * D * E 。请注意，这一天将混淆与发电机组，及其相互作用，以及所有这些别名：Day = ABC = CDE = ABDE = -BDF = -ADCF = -BCEF = -AEF。对于每个模块，我们将添加N0（N0 [1 ]）的中心点。 A星块包含N0（N0 [2]）的中心点，在+/- alpha在每个坐标轴加点。你可以指定你想要的字母，或选择以实现正交块（默认）或可旋转。可能的设计点值有限制的情况下，你可能要指定inscribed = TRUE。这将缩减本设计所以没有编码值超过1 。 wbreps值大于1的原因的立方体点或星点在同一个块被复制。bbreps值大于1，导致了额外的块被添加到设计中。默认情况下，设计是随机的，所以每块的运行顺序是随机的。块的出现顺序是随机的。 如果基础是一个整数，而不是一个公式，默认的环境变量为x1，x2 ， ...用于，例如，basis = 3是相当于basis = ~x1+x2+x3的。您可以指定使用相同的符号的或分数块。您可能对向的左手侧上的变量的基础是一个公式时，这些变量被添加到返回的设计。例如，Yield+ProcessTime ~ A+B+C会生成一个设计A，B，C ，以及在NA 中额外的变量因素，产量和初始处理时间。 五、值 数据框所产生的设计，或如果指定编码的coded.data对象。阻塞变量将是一个因素，所有其他变量将是数字。 六、例子 library(rsm) ### Generate a standard 3-variable CCD with 12 runs in each block des = ccd(3, n0=c(4,6), coding = list(x1 ~ (Temp - 150)/10, x2 ~ (Pres - 50)/5, x3 ~ Feedrate - 4)) decode.data(des) ### Same as above, except make the design rotatable,

实验八：组合逻辑电路的设计

广东技术师范学院实验报告 学院：计算机科学与 技术 专业： 计算机科学与 技术 班级： 08计 本（2） 成绩： 姓名：陈振凯 李晓勤 学号： 35 29 组别：组员： 2 实验地点：工业中心508 实验日期：2010-03-29 指导教师签名： 实验（八）项目名称：组合逻辑电路的设计 一：实验项目的名称： 组合逻辑电路的设计 二：实验目的： 1. 掌握组合逻辑电路设计和功能测试的基本方法。 2. 掌握数字电子电路的合理布线方法。 三：实验题目： 1. 三输入表决电路。当输入多数为1时，输出为1，否则为0。 4. 设计一个举重裁判电路。裁判组由一名主裁判和两名副裁判组成，三位裁判分别用开关控制着运动员的成绩状况显示灯：灯亮表示成绩有效；灯不亮表示成绩无效。根据举重裁判规则，只有当主裁判和一名以上副裁判判定运动员成绩有效时，运动员的成绩才算有效，显示灯才会亮。 四：实验器材： 名称数量型号 1．适配器1只SD128 2．四位输入器1只SD101 3．四位输出器1只SD102 4．4与门1只SD103 5．4与非门2只SD108 6．4或门1只SD109 7．4或非门1只SD121 8．2与门/与非门1只SD117 9．2或门/或非门1只SD118 10．4非门1只SD123 11．电源1只5V 12．实验板1块5孔 13．电子导线若干

五：实验内容与步骤： 实验一：三输入表决电路。当输入多数为1时，输出为1，否则为0。 步骤一： 画出实验电路逻辑功能的真值表。 根据题意可表如下： 假定A 为决定者一号的输入信号 B 为决定者二号的输入信号 C 为决定者三号的输入信号 根据题意： 根据实验画出实验电路图图 第一：根据实验电路图，在实验板上插上适配器﹑四位输入器﹑4 与 与门﹑2或门/或非门﹑四位输出器。 第二：AB 连接一个与门为：a 。 第三：BC 连接一个与门为：b 。 第四：AC 连接一个与门为：c 。 第五：将三个与门abc 连接成或门 步骤三：设计组合逻辑电路 第一：逻辑表达式 AC BC AB F ++= 第二：卡诺图 a b c

中心复合设计优化美洛昔康缓释微丸的处方工艺

中心复合设计优化美洛昔康缓释微丸的处方工艺 发表时间：2019-05-15T10:23:29.433Z 来源：《中国医学人文》2019年第03期作者：徐雪萍1，白春平1，胡梦兰1，黄琳1，李国华1 [导读] 利用中心复合设计优化的美洛昔康骨架型缓释微丸达到预期设计要求，方法切实可行。 1.辽宁科技学院生物医药与化学工程学院辽宁本溪 117000 摘要：目的：利用中心复合设计优化美洛昔康骨架型缓释微丸的处方工艺。方法：采用挤出-滚圆设备制备美洛昔康骨架型缓释微丸，以累积释放度为考察指标，对影响释放度的缓释材料用量和释放促进剂两个主要指标进行中心复合设计优化。结果：缓释材料用量为27.5%、释放促进剂为10%条件下制备的美洛昔康骨架型缓释微丸达到预期释放速度要求。结论：利用中心复合设计优化的美洛昔康骨架型缓释微丸达到预期设计要求，方法切实可行。 关键词: 美洛昔康；骨架型缓释微丸；中心复合设计 美洛昔康为常用的止痛药物，属于非选择性COX抑制药，主要用于类风湿性关节炎、疼痛性骨关节炎的治疗，临床应用非常广泛[1-3]。根据镇痛药物的临床应用规律，美洛昔康的缓释制剂比普通制剂具有明显优势：维持有效血药浓度以上的时间明显延长，有利于提高镇痛效果；最大血药浓度明显降低，有利于降低副作用。 在常用的口服缓控释制剂中，多单元的微丸制剂与缓释片相比具有诸多优点；与膜控型缓释微丸相比，骨架型缓释微丸省去了包衣工艺，具有工艺简单、易于控制、产品批次内及批次间差异小等优点，非常有利于实现工业化生产。 因此作者对美洛昔康骨架型缓释微丸的处方工艺进行了研究，通过对影响美洛昔康骨架型缓释微丸释放速度的因素进行考察，并利用优良的试验设计方法对处方工艺进行优化，得到了最优处方工艺。 1.仪器与试药 CGC-350 多功能微丸包衣造粒机（重庆英格制药机械有限公司），美洛昔康原料药（武汉恒沃科技有限公司，批号：180501）；RCZ-6智能溶出试验仪（上海黄海药检仪器有限公司）；其他试剂均为分析纯。 2.方法与结果 2.1美洛昔康骨架型缓释微丸的制备工艺： 取处方量的原辅料，加适量水混合均匀后以挤出速度为40r/min挤出丸条，将丸条以速度1000r/min的滚圆速度滚圆十分钟，于40℃烘干一小时，即得美洛昔康骨架型缓释微丸。 2.3 中心复合设计试验： 通过预试验，确定了影响美洛昔康骨架型缓释微丸释放速度的两个关键因素为缓释材料十八醇与乙基纤维素（1:1）的用量和释放促进剂L-HPC用量，以这两个因素作为中心复合设计的影响因素；并确定了缓释材料十八醇与乙基纤维素（1:1）的用量范围为15%-40%，释放促进剂L-HPC用量范围为5%-15%。 响应值Y计算公式为：Y= | Q2-30 | + |Q4-55 | + |Q8-85 | 其中 Q2( % ) 、Q4( % ) 、Q8( % ) 分别为 2、4、8h 的累积释放百分率。响应值Y小者为优，理想值为0。 根据上述两个因素的用量范围，采用两因素五水平的中心复合设计方案，响应值按试验测得值填写，具体方案和数据见表1： 利用Design-expert10.0软件对上表中试验数据进行处理，Y=329.92-12.71X1-28.41X2-0.11X1X2+0.23 X12+1.65X22，R2=0.9740，说明此二项式方程拟合良好。 结果说明因素二（释放促进剂L-HPC用量）的系数为-28.41，因素一（缓释材料用量）的系数为-12.71，因素二（释放促进剂L-HPC 用量）的绝对值大于因素一（释放促进剂L-HPC用量），因此因素二（释放促进剂L-HPC用量）对结果的影响大于因素一（缓释材料用

组合轴系结构设计实验

组合轴系结构设计实验报告 机械工程及自动化学院380731班张涛38071122

组合轴系结构设计实验 一、实验目的 1、熟悉常用轴系零部件的结构 2、掌握轴的结构设计基本要求 3、掌握轴承组合设计的基本方法 二、实验内容 1、实验题号 7号 2、已知条件 齿轮类型：大斜齿轮载荷：中载速度：中速 三、轴系结构装配图及轴系结构说明 1、轴系结构说明 大斜齿轮，直齿轮用轴；考虑到要受到轴向力，因此选用角轴承两个；轴向固定方式为两端固定，选择直齿轮轴用支座（两个）；圆周速度为中速，选择机油滑；其他零部件包括：联轴器，调整垫片两个，键（8×35），键（6×35）

组合轴系结构设计实验报告2、轴系结构装配图

四、实验思考题 1、传动件（齿轮）如何实现轴向和周向固定的？ 答：常见的轴向定位和固定的方法有采用轴肩、各种挡圈、套筒、圆螺母及锥端轴头等多种组合结构；周向定位和固定的方法有采用键、花键、过盈配合、成形连接及销等多种结构。 2、轴向力通过哪些零件传递到支撑座的？ 答：齿轮→键→轴→轴承→轴承盖→支座 3、选择轴承依据？ 答：中载中速斜齿轮轴向受力需要使用角轴承，能承受较大的径向和轴向载荷，一般成对使用。 4、该滚动轴承采用什么方式固定？ 答：套筒及轴端挡圈. 5、滚动轴承的配合和作用？ 答：轴承配合的作用是使得轴承的静止圈和旋转圈分别与安装部位的静止部分（通常是轴承座）和旋转部分（通常是轴）固结在一起，从而实现在旋转状态下传递载荷和限定运动系统相对于静止系统位置的基本任务。

6、轴承润滑的目的？润滑剂的选择依据？ 答：滚动轴承的润滑目的是减少轴承内部摩擦及摩损，防止烧粘。润滑剂选择依据在考虑润滑剂时，总是优先考虑使用润滑脂，只有当脂润滑在高速性、低摩擦性或温度范围上不能满足要求时，或在油润滑与其他机械元件共用，并不增加多大成本或结构复杂性的情况下，才采用润滑油。固体润滑剂只有在高温、超低温或高真空等特殊工作条件下才考虑使用。 7、轴承密封主要指哪处的密封？密封的作用？轴承端盖不同角度说明。答：主要指轴端的密封，作用是防止润滑剂外漏以及外部的水分、灰尘、异物等有害物体进入轴承内部。轴承端盖和密封零件配合达到防尘和密封的作用。 8、轴承的间隙如何调整？ 答：依靠垫片，挡圈和套筒来调整。

实验十 平面机构创意组合分析测试实验

实验十平面机构创意组合分析测试实验 一、实验目的 1、加深学生对平面机构的组成原理及运动特点的了解。 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、使学生了解组装的机构的运动特性，提高机构运动分析能力。 4、掌握机构运动特性测试方法。 二、实验设备及工具 1、ZNH-B平面机构创意组合分析测试实验台（参看“ZNH-B平面机构创意组合分析测试实验台组件清单”）： 1）齿轮：模数2，压力角20°，齿数60、75、90三种，中心距组合为：135㎜、150㎜、165㎜； 2）齿条：模数2、压力角20°，齿条全长为307㎜，该齿条可作为280㎜连杆或作为滑块导轨； 3）槽轮：4槽槽轮； 4）拨盘：单销拨盘； 5）凸轮：一种基圆半径45㎜，近休止——升——远休止——回型，从动件行程35㎜，升程为等速运动规律，回程为等加速等减速运动规律。另一个凸轮基圆半径为50㎜，行程35㎜，从动件为近休止——升——远休止——回型规律，推程与回程均为简谐运动规律； 6）支承轴：扁头结构型式，可构成回转副与移动副，为从动轴； 7）转动轴Ⅰ：圆头结构型式，可构成回转副，为从动轴； 8）转动轴Ⅱ：圆头结构型式，可构成回转副，为主动轴，轴端有平键，用于安装皮带轮；9）滑块转轴Ⅰ：用于与滑块的连接，可形成回转移动副； 10）滑块转轴Ⅱ：可形成一空套的回转副与移动副； 11）连杆Ⅰ：有三种不同长度的连杆； 12）连杆Ⅱ：可形成三个回转副的连杆； 13）连杆Ⅲ：长度L=135㎜； 14）滑块导路Ⅰ、Ⅱ：两滑块导路可组装成互相垂直的滑块导路，且还可作连杆使用；15）移动杆：该件主要与滑块转轴Ⅰ合用构成移动运动从而与凸轮接触构成直动杆凸轮机构；16）层面限位套：限定不同层面间的平面运动构件距离，防止运动构件之间的干涉；

慧鱼创意组合设计实验指导书2013

《慧鱼创意组合设计实验》课程 实验指导书 江西理工大学 机械基础实验室

慧鱼创意组合设计实验指导书 一、实验目的 本实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik ）。实验的目的是通过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时通过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。 二、实验设备介绍 1．慧鱼创意模型系统的组成： 慧鱼创意模型系统（fischertechnik ）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。 拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。 驱动源：①直流电机驱动（9V 、最大功率1.1W 、转速7000 prn ），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），所以它兼顾驱动和控制两种功能。②减速直流电机驱动（9V 、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。③气动驱动包括：储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件。 传感器：在搭接模型时，你可以把传感器提供的信息（如亮/暗、通/断，温度值等）通过接口板传给计算机。系统提供的传感器做为控制系统的输入信号包括：①感光传感器Brightness sensor （光电管）：对亮度有反应，它和聚焦灯泡配合使用，当有光（或无光）照在上面时，光电管 产生不同的电阻值，引发不同信号。 ②接触传感器Contact sensor （触动开关）：如图1所示， 当红色按钮按下，接触点1、3接通，同时接触点1、2 断开，所以有两种使用方法：常开：使用接触点1、3，按 下按钮＝导通；松开按钮＝断开；常闭：使用接触点1、2，按下按钮＝断开；松开按钮＝导通。③热传感器Thermal sensor （NTC 电阻）：可测量温度。温度20°C 时，电阻值1.5K Ω。NTC 的意思是负温度系数，温度升高电阻值下降。④磁性传感器 Magnetic sensor ：非接触性开关。⑤红外线发射接收装置：新型的运用可控制所有马达电动模型的红外线遥控装置由一个强大的红外线发射器和一个微处理器控制的接收器组成。有效控制范围是10米，分别可控制三个马达。 接口板：自带微处理器，程序可在线和下载操作，用LLWin3.0或高级语言编程，通过 RS232串口与电脑连接，四路马达输出，八路数字信号输入，二路模拟信号输入，具有断电保护功能（新版接口），两接口板级联实现输入输出信号加倍。 3 2 图1触动开关原理示意

实验设计及实验设计统计

试验设计 在工业化发酵生产中，发酵培养基的设计是十分重要的，因为培养基的成分对产物浓度、菌体生长都有重要的影响。实验设计方法发展至今可供人们根据实验需要来选择的余地也很大。 一、实验设计方法 1.1单因素法 单因素方法（One at a time）的基本原理是保持培养基中其他所有组分的浓度不变，每次只研究一个组分的不同水平对发酵性能的影响。这种策略的优点是简单、容易，结果很明了，培养基组分的个体效应从图表上很明显地看出来，而不需要统计分析。这种策略的主要缺点是：忽略了组分间的交互作用，可能会完全丢失最适宜的条件；不能考察因素的主次关系；当考察的实验因素较多时，需要大量的实验和较长的实验周期。但由于它的容易和方便，单因素方法一直以来都是培养基组分优化的最流行的选择之一。 1.2正交实验设计 正交设计（Orthogonal design）就是从“均匀分散、整齐可比”的角度出发，是以拉丁方理论和群论为基础，用正交表来安排少量的试验，从多个因素中分析出哪些是主要的，哪些是次要的，以及它们对实验的影响规律，从而找出较优的工艺条件。石炳兴等利用正交实验设计优化了新型抗生素AGPM 的发酵培养基，结果在优化后的培养基上单位发酵液的活性比初始培养基提高了18.9倍。正交实验不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值。而且对于多因素多水平试验，仍需要做大量的试验，实施起来比较困难。 1.3均匀设计 均匀设计 (Uniform design)是我国数学家方开泰等独创的将数论与多元统计相结合而建立起来的一种试验方法。这一成果已在我国许多行业中取得了重大成果。均匀设计最适合于多因素多水平试验，可使试验处理数目减小到最小程度，仅等于因素水平个数。虽然均匀设计节省了大量的试验处理，但仍能反映事物变化的主要规律。 1.4全因子实验设计

实验二组合逻辑电路的设计

实验二 组合逻辑电路的设计 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路的设计方法。 2．掌握组合逻辑电路的调试方法。 二、实验相关知识 1．组合逻辑电路设计的一般步骤如图2-1所示。 （1）根据任务要求分析确定逻辑变量并列出真值表； （2）根据真值表写出逻辑函数表达式或直接填出卡诺图，并化简； （3）选择标准器件实现简化后的逻辑函数。 逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能简化。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。但一般说来，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本，是逻辑设计者的任务。 2．组合逻辑电路的调试方法 组合逻辑电路的调试应按照“先观察电路，后通电源”的原则进行。先对照电路图检查元器件的连线是否正确、元器件引线端子与极性是否正确、电源是否符合要求以及电源极性是否正确等，这些连接都正确之后接通电源测试电路输入与输出的关系。将输入端按要求接逻辑电平，用LED 分别显示各输出端的状态。按真值表将输入信号逐一送入被测电路，测出相应的输出，并与真值表相比较，判断出此数字组合逻辑电路的工作是否正常。若不正常再逐级进行测试。 三、实验预习要求与思考 1．复习组合逻辑电路的一般设计方法。 2．了解实验所用芯片的引脚分布和逻辑功能。 3．阅读实验相关知识和注意事项。 4．按要求设计实验任务所需电路，画出逻辑图。 图2-1 组合逻辑电路设计流程图

四、实验任务 1．设计一个保险箱的数字代码锁，该锁有规定的4位代码A 、B 、C 、D 的输入端和一个开箱钥匙孔信号E 的输入端，锁的代码由实验者自编（例如 1011）。当用钥匙开箱时（E=l ），如果输入代码符合该锁规定代码，保险箱被打开（K=1）。如果不符，电路将发出报警信号（J=1）。要求使用最少数量的与非门实现电路。检测并记录实验结果。 提示：实验时锁被打开或报警可以分别使用两个发光二极管指示电路显示示意。除不同代码需要使用的反相器外，最简设计仅需使用5个与非门。 2．人类有四种血型A 、AB 、B 和O 型，受血者和输血者 必须符合图2-2的规定，否则有生命危险。现设计一个电路在 受血者和输血者符合上一规定时输出为1，否则为0。 提示：可用两个自变量的组合代表输血者血型，另外两个 自变量的组合代表受血者血型，用输出变量代表是否符合规定。 3．使用与非门设计一个十字交叉路口的红绿灯控制电路，检测所设计电路的功能，列表记录测试结果。（选做内容） 图2-3是交叉路口的示意图，图中A 、B 方向是主通道，C 、D 方向是次通道，在A 、 B 、C 、D 四道口附近各装有车辆传感器，当有车辆出现时，相应的传感器将输出信号1。红绿灯点亮的规则如下： （l ）A 、B 方向绿灯亮的条件： ①A 、B 、C 、D 均无传感信号； ②A 、B 均有传感信号； ③A 或B 有传感信号，而C 和D 不是全有传感信号。 （2）C 、D 方向绿灯亮的条件： ① C 、D 均有传感信号，而 A 和 B 不是全有传感信号； ②C 或 D 有传感信号，而 A 和 B 均无传感信号。 五、实验设备与器材 1．数字电路实验箱 2．74HC00、74HC20若干 六、实验报告要求 1．写出任务的设计过程，画出设计电路图； 2．记录检测结果，并进行分析； 3．实验过程的经验教训（包括叙述有关设计技巧）及心得体会。 图2-2 输血者和受血者示意图 输血者血型 受血者血型 图2-3交叉路口的示意图