机械原理实验指导指南(用于实验报告).doc

机械原理实验指导指南（用于实验报告）班级： 姓名： 学号： 机械基础实验中心2007年1月35前言 一、 实验课目的本课程实验课目的在于：验证、巩固和加深课堂讲授的基本理论，加强理论联系实际及独立工作能力的培养；掌握一些最基本的机械实验方法、测量技能及用实验法来测定一些机械参数的能力；以及培养学生踏实细致、严肃认真的科学作风。因此，实验课是一个不可缺少的重要环节，每个学生必须认真对待，在课前进行预习，在课后分析试验结果，写成正规的实验报告。实验课为评定学生成绩的一部分。二、 实验前的准备工作为了保证实验顺利进行，要求在实验前做好准备工作，教师在实验前要进行检查和提问，如发现有不合格者，提出批评，甚至停止实验的进行，实验准备工作包括下列几方面内容：1.预习好实验指导书：明确实验的目的及要求；搞懂实验的原理；了解实验进行的步骤及主要事项，做到心中有底。2.准备好实验指导书中规定自带的工具、纸张。3.准备好实验数据记录表格。表格应记录些什么数据自拟。三、 遵守实验室的规章制度1.验前必须了解实验设备、仪器的使用性能、操作规程及使用须知，否则不得操作。2.严格按照规定，精心操作设备、仪器。如有损坏，按规定处理。3.实验室内与本实验无关的设备与仪器，一律不得乱动。4.在实验室严守纪律，不得高声谈笑，保持室内整洁。5.实验完毕后，用过设备、仪器放回原处，并整理清洁、经教师同意后才得离开。四、 实验报告实验报告是对实验所有数据、现象进行整理，分析得出一定结论与看法的书面文件。学生在实验后必须按照要求，整理并分析处理所的结果，写成正规的实验报告。为了写好实验报告，提出以下几点：1.实验结果记录应经实验指导教师过目签字，并随实验报告一起交上。2.报告中的结果分析及讨论应力求具体，应针对试验具体情况，防止不切实际的空谈。3.实验报告要求每人一份。4.实验报告应在实验完毕后一星期内，由课代表汇集交老师。 山东理工大学机械基础实验中心二OO七年一月36目 录实验一 机构认知（实验类型：演示）1实验二 机构运动简图的测绘（实验类型：综合）3实验三 机构运动参数测定（实验类型：综合）9实验四 平面机构创新设计（实验类型：设计）15实验五 平面机构创意设计及性能测试分析（实验类型：设计）18实验六 齿轮范成原理（实验类型：验证）20实验七 动平衡（实验类型：验证）25实验八 系统动力学调速（实验类型：验证）31附录：实验课总结35实验一 机构认知实验指导书一、实验目的1配合课堂教学及课程进度，为学生展示大量丰富的实际机械、机构模型、机电一体化设备及创新设计实例，使学生对实际机械系统增加感性认识，加深理解所学知识，2开阔眼界，拓宽思路，启迪学生的创造性思维并激发创新的欲望，培养学生最基本的观察能力、动手能力和创造能力。二、实验设备 机械原理陈列柜。图1-1 机械原理陈列柜三、实验内容机器和仪器都是由机构组成的，其中具有确定运动的各工作构件产生或影响机器和仪器的工作过程。同时，在机器和仪器的制造以及其它众多技术设备也都是由机构组成。而且，随着生产过程的自动化以及向着高精度、高速度、高效率的发展趋势，要求设计出更多的新机构与之相适应。本实验中展示的经典机构有：平面铰链连杆机构、常用机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗轮蜗杆机构、机构的组合、棘轮机构及槽轮机构等间歇机构、空间机构等。四、注意事项1注意人身安全；不要在实验室内跑动或打闹，以免被设备碰伤；特别应注意摇动设备时不要压轧着自己或别人的手。2爱护设备；摇动设备动作要轻，以免损坏设备；一般不要从设备或展台上拿下零件；若拿出零件，看完后应按原样复原，避免零件丢失。3不要随便移动设备，以免受伤或损坏设备。4注意卫生；禁止随地吐痰和乱扔杂物；禁止脚踩桌椅板凳。5完成实验后，学生应将实验教室打扫干净，将桌椅物品摆放整齐。五、思考题 什么是机器？什么是机构？两者有何区别？机构认知实验报告一、写出实验中所观察的机构的名称。二、 思考题：什么是机器？什么是机构？两者有何区别？三、心得体会 成绩 实验二 机构运动简图的测绘 实验指导书一、实验目的1.熟悉机构运动简图的画法，掌握从实际机构中测绘其运动简图的技能。2.巩固机械结构的分析原理及自由度计算方法。3.加深理解四杆机构的演化过程及验证曲柄存在的条件。二、实验设备及工具1.设备：缝纫机，补鞋机等。2.工具：钢尺、长尺。3.自带工具：铅笔、草稿纸。三、实验原理由于机构的运动与机构中构件数目、种类、相对位置有关。因此，在机构中可以撇开其组成零件的实际结构形状，用简单的线条和规定符号来代替构件和运动副的相对位置，来表明实际机构的组成特点及运动特性。四、机构运动简图的测绘示例如下图2-1所示：（a）为一偏心轮机构。试绘出其机构运动简图，计算自由度。（一）机构简图的测绘步骤： 图2-1 偏心轮机构（a）偏心轮机构示意图 （b）偏心轮机构运动简图1.机架 2.手柄及偏心轮 3.连杆 4.活塞1.认清构件数目转动机构手柄，使其运动，此时观察机构中哪些是活动件，哪些是固定件，并逐一标注构件号码，如1机架，2手柄及偏心轮，3连杆，4活塞。2.判断各构件间运动副性质反复转动手柄，判定构件2与构件1的相对运动是绕轴A转动，故2与1在A点组成转动副；构件3与2的相对运动是绕偏心轮2的圆心B转动，故3与2在B点组成转动副；构件4与3绕销C相对转动，故4与3在C点组成转动副；构件4与1沿水平方向XX相对移动，故4与1组成方位线为XX的移动副。3.画出运动副及构件符号对于只有两个转动副的构件，不管其实际形状如何，都只用两转动副之间的连线来代表。例如AB代表构件2，BC代表构件3，对于具有移动副的构件，不管其截面形状如何，常用滑块表示。例滑块4代表构件C，并通过滑块上转动副C的中心，画出中心线XX代表4与1相对移动的方向线。机架用斜线来表示。以便与活动件区别，例构件1。原动件用箭头表示，以便与从动件相区别，例构件2。图1-1（b）为机构简图。4.测量构件实际尺寸，并按比例尺绘出简图测量AB杆和BC杆长度及滑块4移动方向线XX至转动副A的距离。选择适当的比例尺L（m/mm），按比例尺画出机构简图。有时，只要了解机构运动特征，而不需要进行定量分析时可不按比例绘制简图，只需大致绘制相对位置关系即可，称为示意图。（二）机构自由度计算1.计算机构自由度式中：活动构件数；转动副和移动副总数（低副数）；高副数。在图1-1机构中，（构件2、3、4是活动构件）， （转动副A、B，移动副C），代入上式得：2.核对计算结果是否正确根据计算所得，给予机构原动件一手柄，当手柄转动时，可观察到机构各构件运动均是确定的，故知计算结果符合实际情况。3.对机构进行分组并确定机构类型五、实验内容如下图： 图2-2 踏板机构 图2-3 挑线机构 图2-4 摆梭机构 图2-5 补鞋机刺布机构将图2-2、2-3、2-4、2-5分别在实验报告上画出机构简图，并计算自由度。六、回答下列问题：1.一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？2.什么情况下机构中存在“死点”？上面机构中是否存在“死点”？怎样避免？机构运动简图的测绘实验报告一、实验数据序号机构名称机构运动简图自由度计算1 = ( m/mm)2= ( m/mm)序号机构名称机构运动简图自由度计算3 = ( m/mm)4= ( m/mm)二、实验结果分析1.曲柄存在条件的验证：（应用实测数据的踏板机构验证） 2.各机构有哪几部分组成（其中从动件部分用杆组分析）：（1）（2）（3）（4）三、问答题：1.一个正确的“机构简图”应能说明哪些内容？2.什么情况下机构中存在“死点”？上面机构中是否存在“死点”？怎样避免？ 成绩 实验三 机构运动参数测定实验指导书一、实验目的1利用计算机对平面机构结构参数进行优化设计，并且实现对该机构的运动进行仿真和测试分析，从而了解机构结构参数对运动情况的影响；2利用计算机对实际平面机构进行动态参数采集和处理，做出实测的机构动态运动和动力参数曲线，并与相应的仿真曲线进行对照，从而实现理论与实际的紧密结合；3利用计算机对机构进行平衡设置和调节，观察其运动不均匀状况和振动情况，进一步掌握平衡的意义和方法；4通过对平面机构中某一构件的运动、动力情况分析测定及整个机构运动波动及振动情况的测定分析，锻炼对于一般机械运动问题进行综合分析的能力。二、实验设备和仪器本实验所用仪器为：ZNH-A/1曲柄导杆滑块机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台，ZNH-A/4槽轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台。1ZNH-A/1曲柄导杆滑块机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台该实验台的测试机构一种形式为曲柄导杆滑块机构（如图3-1所示）；还可拆装成另一种形式为曲柄滑块机构（如图3-2所示）。 图3-1 曲柄导杆滑块机构实验台 图3-2 曲柄滑块机构实验台2ZNH-A/2曲柄摇杆机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台该实验台的测试机构如图3-3所示。图3-3 曲柄摇杆机构实验台3ZNH-A/3凸轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台该实验台的测试机构一种形式为盘形凸轮机构（如图3-4所示），并配有四个不同运动规律的测试凸轮；另一种形式为圆柱凸轮机构（如图3-5所示）。 图3-4 盘形凸轮机构实验台 图3-5 圆柱凸轮机构实验台4ZNH-A/4槽轮机构多媒体测试、仿真、设计综合实验台该实验台的测试机构一种形式为四槽槽轮机构（如图3-6所示）；另一种形式为八槽槽轮机构（如图3-7所示）。 图3-6盘形凸轮机构实验台 图3-7 圆柱凸轮机构实验台三、测试原理图曲柄角位移传感器摇杆角位移传感器机架振动加速度传感器零脉冲滤波电路计数脉冲滤波电路计数脉冲滤波电路DHF-7电荷放大器PC6360多功能模接口卡计 算 机图3-8 测试原理图四、实验内容（一）曲柄滑块机构实验内容1.曲柄滑块机构设计：是通过计算机进行的辅助设计，包括按行程速比系数设计和连杆运动轨迹设计的两种方法。2.曲柄运动仿真和实测：能过数模计算得出曲柄的真实运动规律，作出曲柄角速度线图和角加速度线图，进行速度波动调节计算。3.滑块运动仿真和实测：通过数模计算得出滑块的真实运动规律，作出滑块相对曲柄转角的速度线图，加速度线图。4.机架振动仿真和实测：通过数模计算，先得出机构的质心(即激振源)的位移，并作出激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图（即不平衡惯性力），并指出需加平衡质量。（二）曲柄摇杆机构实验内容1.曲柄运动仿真和实测：通过数模计算得出曲柄的真实运动规律，作出曲柄角速度线图和角加速度线图。2.滑块运动仿真和实测：通过数模计算得出滑块的真实运动规律，作出滑块相对曲柄转角和速度线图，加速度线图。3.机架振动仿真和实测：通过模数计算，先得出机构的质心(即激振源)的位移及速度，并作出激振源在设定方向上的速度线图，激振力线图（即不平衡惯性力）。（三）凸轮机构实验内容1.凸轮运动仿真和实测：能过数模计算得出凸轮的真实运动规律，作出凸轮角速度线图和角加速度线图，并进行速度波动调节计算。2.推杆运动仿真和实测：通过数模计算得出推杆的真实运动规律，作出推杆相对凸轮转角和速度线图，加速度线图。（四）槽轮机构实验内容1.槽轮机构设计：根据工作要求，选择适合的槽轮机构原始参数，通过计算机进行的辅助设计。2.拨盘运动仿真和实测：能过数模计算得出拨盘的真实运动规律，作出拨盘角速度线图和角加速度线图。 3.槽轮运动仿真和实测：通过数模计算得出槽轮的真实运动规律，作出槽轮相对拨盘转角的角速度线图，角加速度线图。五、实验方法和步骤l打开计算机，运行有关实验测试分析及运动分析软件，详细阅读软件中有关操作说明。2启动有关实验设备，调定电动机运转速度。3等实验设备运行稳定后，由实验测试分析及运动分析软件的主界面选定具体实验项目，进入该实验界面。4先点击实验界面中“实测”键，计算机自动进行数据采集及分析，并作出相应的动态参数的实测曲线。5然后，点击该界面中的“仿真”键，计算机对该机构进行运动仿真，并作出动态参数的理论曲线。6打印理论曲线和实测曲线及有关参数。7如果要做其它项目的实验，点击“返回”键，返回主界面，选定实验项目。以下步骤同前。8分析比较理论曲线和实测曲线，并编写实验报告。六、实验操作注意事项 初次使用时，需仔细参阅本产品的说明书，特别是注意事项：1拆下有机玻璃保护罩用清洁抹布将实验台，特别是机构各运动构件清理干净，加少量N6848机油至各运动构件滑动轴承处。2面板上调速旋钮逆时针旋到底（转速最低）。3检查各运动构件的运动状况，各螺母紧固件应无松动，各运动构件应无卡死现象。4一切正常后，方可开始运行按实验指导书的要求操作。七、思考讨论题 原动件的真实运动规律为什么不是匀速运动？机构运动参数测定实验报告一、绘出测试机构草图。二、画出运动的仿真曲线和实测曲线。机构名称： 构件名称： 1仿真曲线987654321604530150-15-30-45-6003060901201501802102402703003302实测曲线987654321604530150-15-30-45-600306090120150180210240270300330三、思考讨论题比较构件的运动仿真和实测曲线，分析原动件的真实运动规律为什么不是匀速运动？ 成绩 实验四 平面机构创新设计实验指导书一、实验目的1 培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力；2 通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面更深入的理解；3 加深学生对机构组成原理的认识，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。二、实验设备和工具创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具（扳手、起子）。构件包括机架、连杆、圆柱齿轮、齿条、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、凸轮及从动件、槽轮及拨盘和皮带轮等，运动副包括转动副、移动副、齿轮副、槽轮副等。三、实验原理根据平面机构的组成原理，平面机构是由各个杆组依次联结到机架和原动件上形成的。机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零，且原动件数和机构的自由度相等。所拼接的机构必须满足以上两个条件。四、实验前的准备工作1.要求预习本实验，初步了解机构创新模型各零部件的功能；2.选择要拼接的机构运动方案，或自行设计一运动方案，初步确定拼接方案。五、注意事项以手动方式输入运动，确认机构拼接无误后，经指导教师许可后再用电机驱动。无人在场时请关闭电源。六、实验内容 根据平面机构的组成原理，由学生自行设计机构，并按照机构具有确定运动的条件，检验所设计的机构能否具有确定的运动，然后再根据所设计的机构进行拼接。拼接完成后，检验所设计的机构是否能够完成预期的运动。七、实验步骤 1.根据所组装的机构，选择所需运动副、构件、动力源，及所需工具。 2.根据设计方案，用相应的运动副依次联结各个构件。应确保所联结的各个构件在互相平行的平面内运动。 3. 选定原动件，根据机构具有确定运动的条件，验证所拼接的机构是否能够运动。 4.在原动件上接入动力源。在机构运动之前，以手动方式输入运动，确认机构拼接无误后，经指导教师许可后再用电机驱动。无人在场时请关闭电源。八、思考题1 设计机构方案时，需考虑哪些方面的问题？2 在拼接机构时，为何需确保各个构件在互相平行的平面内？平面机构创新设计实验报告一、画出所拼机构的运动方案简图，并简要说明其结构特点和工作原理及应用场合；二、思考讨论题1. 设计机构方案时，需考虑哪些方面的问题？2. 在拼接机构时，为何需确保各个构件在互相平行的平面内？ 成绩 实验五 平面机构创新设计及性能分析测试分析 实验指导书一、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1ZNH-B平面机构创意组合分析测试实验台及附件；2组装、拆卸工具：十字起子、呆搬手、内六角搬手、钢板尺、卷尺等。三、实验原理、方法与步骤1实验原理根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过实验规定的机构类型，选定实验的机构，并拼装该机构；在机构适当位置装上测试元器件，测出构件的每时每刻的线位移或角位移，通过对时间求导，得到该构件相应的速度和加速度，完成参数测试。2实验方法与步骤：(1)选定平面机构运动方案，形成拼接实验内容；(2)正确拼接平面机构，将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上；(3)正确安装测试元器件；(4)完成实验测试内容；(5)打印实验曲线。四、实验内容1学生自主设计机构；2根据设计的机构，动手进行组装；3在适当位置装置测试元器件，准备进行相关参数的测试与分析。五、思考讨论题 分析哪些因素影响机构的运转。平面机构创新设计及性能测试分析实验报告一、设计机构，分析机构的特点。二、思考讨论题根据实验结果，分析哪些因素影响机构的运转（位移、速度、加速度）。 成绩 实验六 齿轮范成原理实验指导书一、实验目的1.掌握范成法切制渐开线齿轮的原理，观察齿廓形成的过程。2.了解渐开线齿轮产生根切的原因、现象和避免根切的方法。3.分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。二、设备及工具1.齿轮范成仪2.工具：剪刀3.自带工具：圆规、三角尺、铅笔（HB）、橡皮、裁好直径230mm圆形图纸一张。三、原理和方法1.原理范成法是利用一对齿轮相互啮合时，齿轮齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，他们仍能保持固定的角速比转动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。这样切制得到的齿轮齿廓就是刀具刀刃在各位置的包络线。今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线也必为渐开线。由于实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，所以在实验中用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程并用铅笔将其记录在纸上，这样我们能清楚地观察到齿轮范成的过程。2.齿轮范成仪（图6-1）圆盘1绕底座5的轴线回转。纵拖板2与齿轮圆盘3做纯滚动。图6-1 齿轮范成仪示意图1.圆盘 2.齿条纵拖板 3.齿轮分度圆 4.齿条刀具 5.底座 6.螺钉7.压环 8.调节螺钉圆盘与纵拖板为齿轮齿条传动。因此两者之间为无滑动的纯滚动。圆盘上放纸相当于轮坯。齿条刀具由两个螺钉8与纵拖板相联接，可以使齿条刀具的中心线移近或远离轮坯的中心。如果当刀具4上的刻度对准“0”时，即齿条刀具的中心线对准机床节线并与分度圆相切时，为切制标准齿轮时刀具的位置；当刀具的中心线远离轮坯中心，即使中线以上的任一分度线与机床节线对准并与轮坯分度圆相切作纯滚动时，为切制正变位齿轮时刀具的位置；反之则为切制负变位齿轮时的位置。3.齿轮范成仪参数刀具：轮坯：分度圆直径，故齿数四、实验内容绘制：1.标准齿轮（根切齿轮）2.修正齿轮（正变位齿轮）五、实验步骤1.预备工作1）计算：根据下面公式及上面规定的参数算出标准齿轮及正变位齿轮的、，变位齿轮参数计算公式： 当计算标准齿轮尺寸时，可取上式中，当切制正变位齿轮时的取值为：。要想使被切齿轮不发生根切，理论上必须取。由于所切齿数越少时，取值越大，被切的齿轮齿顶越尖，以至无法使用，故我们规定取值：（时，齿顶变尖的）。2）绘图：将所带的图纸从中间画上中心线分成两部分。然后将计算的标准及变位齿轮的、分别画在各半边图纸上。3）裁剪：用剪刀沿着齿顶圆将外围剪去，在图纸上只剩下两个画出、的半圆，如图6-2所示。图6-2 图纸裁剪及辅助线绘制示意图2.绘制标准齿轮1）将剪好的图纸压紧在圆环下，注意图纸中心与圆盘中心对正，并将所画图的标准齿轮半圆部分对准刀具。2）松开螺钉8使刀具上刻度线对准两侧“0”刻度。3）将纵拖板2拖到左边或右边的极端位置，用削尖的铅笔沿齿条刀具齿廓画下该齿廓在图纸上的投影线，然后转动圆盘使齿条移动一个单位距离（以钢珠响一次为一单位），再用铅笔描下刀具齿廓的投影线，继续重复下去，直至在图纸上形成2至3个完整的齿形为止。轮坯上的包络线就是被根切齿轮的齿廓。3.绘制修正齿轮1）将图纸取下转动一个角度，按标准齿轮方法将变位齿轮部分图纸装好。2）将齿条刀具远离中心方向移动，使两刻度线对准所移动的移距即可（与的乘积为移距）。3）制齿步骤同标准齿轮。六、分析与讨论：1齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于？2.我们在绘制标准齿轮时会发生什么现象？这是为什么？怎样避免？在图中画出根切部分。3.比较用同一齿条加工的标准齿轮与变位齿轮的几何参数：、哪些变了？哪些没变？为什么？齿轮范成原理实验报告一、原始数据刀具：轮坯：分度圆直径二、齿轮几何参数计算项目计算公式结果标准齿轮变位齿轮分度圆半径基圆半径齿顶圆半径齿根圆半径分度圆齿厚齿顶圆齿厚最小变位系数实际变位系数三、分析与讨论1齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于？2.我们在绘制标准齿轮时会发生什么现象？这是为什么？怎样避免？在图中画出根切部分。3.比较用同一齿条加工的标准齿轮与变位齿轮的几何参数：、哪些变了？哪些没变？为什么？4齿廓图（附上）： 成绩 实验七 动平衡 实验指导书一、实验目的1.了解工业动平衡机的工作原理；2.掌握用动平衡机进行刚性转子动平衡的原理与方法。二、实验设备及工具1、YYQ50型、YYW-160型硬支承工业动平衡机。2、各类转子、加重块。3、电子秤。三、刚性转子动平衡的基本原理由机械原理所述的回转体动平衡原理知：一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时，该构件上所有的不平衡重所产生的离心惯性力，可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡重和 (它们的质心位置分别为和；半径大小可根据数值、的不同而不同)所产生的离心力。动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称为平衡基面)内的适当位置（和）加上两个适当大小的平衡重和，使它们产生的平衡力与当量不平衡重产生的不平衡力大小相等,而方向相反，即: 半径越大,则所需的就越小。此时,且，该回转体达到动平衡。四、动平衡试验机的测试原理在主机的左右、右支承架上各装有一对滚轮。由于支承实验转子，滚轮架可以作升降调节。两支承架的左右两侧分别装有限位支架，用于调节限位的位置，防止转子的轴向窜动。在支承架中部装有压电式传感器，它是一种可逆性换能器，既可以将机械能转化为电能，又可以将电能转化为机械能，这种性能用于力、压力或速度方面的测量。在硬支承动平衡机中，轴承支架的刚度较高。不平衡量所产生的离心惯性力，不能使轴承支架产生摆动，因此，工件与轴承支架几乎不产生振动偏移，这样，“不平衡力”即可以被认为是作用在简支梁上的“静力”，这样就可以用静力学的原理来近似分析工作的平衡条件。根据刚性转子的平衡原理，一个动不平衡的刚性转子，总可以在与旋转轴垂直而不与转子重心相重合的二个校正平面上减去或加上适当的质量来达到平衡，转子旋转时，支撑架上的轴承受到“不平衡”的交变压力（包含“不平衡”的大小和相位）这一非电量通过压电式传感器转换成电量，然后送入电测箱中的MCB20型微机测试系统处理和显示。图7-1 硬支承动平衡机1电测箱 2总电源开关 3转速选择开关 4停机按钮 5开机按钮 6光电头支架7左支承架8圈带转动装置9右支承架 10校验转子11机座 12不平衡量显示器整个微机测试系统是通过电荷放大器，一次积分，二次积分，电容开关滤波器，射级跟随器，程控放大器，最后通过模/数转换器，将一个模拟的信号转变成等价的数字信号，然后送入计算机，将不平衡量的大小，相位显示在屏幕上。动平衡型号YYQ-50：第一个Y：动平衡实验机，第二个Y：硬支撑，Q：圈带式，50：最大工件质量为50公斤。动平衡型号YYW-160：W：万向节连接，160：工件质量范围5-160公斤。五、实验前的准备1接通电源，打开总电源开关；2根据转子的形状及结构，选择支承形式，调整左右支撑架的位置，并紧固好，将被测转子放在支架上；3根据转子的轴颈尺寸及轴线的水平状态，调节好支撑架上滚轮的高度，使转子的轴线保持水平，在旋转时不致窜动；4转子安放后，支承处应加少许润滑油，特别是轴颈和滚轮的表面，应做好清洁工作；5调整好支承架上的限位架及安全架，防止转子轴向窜动，以免发生事故；6根据被校验转子的质量、外径、初始不平衡量及驱动功率，来选择平衡转速；7根据转子的情况，在转子端面或外圆上用特种铅笔或胶纸做上黑色或白色标记，调好光电头的位置，以便于显示出转子不平衡量的相位；8测量出左校正平面至支承轴承中心间的距离a，右校正平面至右支承轴承中心间的距离c，左、右校正平面至间的距离b，左校正平面的平衡半径r1，右校正平面的平等半径r2；初步确定转速，根据转子的具体情况确定采用加重法或是去重法；9为了避免产生共振，减少电测箱矢量表的光点晃动或数字跳动，保持读数的正确性，转子轴颈的尺寸与支承架滚轮的尺寸尽可能不相同。六、实验步骤图7-2 转子参数输入操作流程图1.接通电源，系统进行一次程序测试及系统调零。2参数设置：系统能长期保存所存储的转子数据，定标参数等其他数据，并不受关机的影响。调出转子数据和转子支承参数步骤如下：转子号 （1）按键，进入D0页，输入工件号。如图7-3所示。图7-3 D0页参数（2）按键，进入D1页，调出该转子的相关数据，将A，B，C，D，E区所对应的窗口内容输入完成。如图7-4所示。半径 半径 合格范围 平均转速 合格范围 去重 加重 图7-4 D1页参数(3)按键，进入D2页，将A、B、C、E取所对应的窗口内容输入完成。如图7-5所示。支撑方式 A B C 图7-5 D2页参数(4)按键，该工件参数输入完成。3测量 参数设置完成过后，系统进入测量状态。 测量状态下显示特征：E区左侧T亮。如图7-6所示。图7-6 测量状态七、注意事项1严格按照实验操作规程进行操作，注意人身设备安全；2准确确定a、b、c、r1、r2的数据；3滚轮表面应保持清洁，不准粘附铁屑，灰尘杂物，每次工作前后揩净滚轮和转子轴颈，加上少许润滑油；4电测箱是平衡机的重要部件，防止振动和受潮，工作完毕后应关掉电测箱电源开关；5电测箱面板上所有旋钮与开关不得任意拨动，以免损坏元器件和带来测量误差。八、思考讨论题1.刚性转子进行动平衡试验的目的是什么？2.同一转子在不同的动平衡试验机上测得的不平衡质量是否会完全相同，为什么？3.作往复移动或平面运动的构件，能否用动平衡试验机将其惯性力平衡？为什么？4.设所测试转子为家用电风扇的扇轮，是否可用同样的方法对其平衡？如何进行？动平衡实验报告一、实验目的：二、实验设备及工具：三、实验初始数据：a_ ,b_ , c_ , r1_ ,r2 _ ,四、实验记录：校正面次序不平衡量相位（度）所加重量（克）不平衡量（克）112345212345五、讨论思考题1.刚性转子进行动平衡试验的目的是什么？2.同一转子在不同的动平衡试验机上测得的不平衡质量是否会完全相同，为什么？3.工程上规定许用不平衡量的目的是什么？为什么绝对的平衡是不可能的？4.作往复移动或平面运动的构件，能否用动平衡试验机将其惯性力平衡？为什么？5.设所测试转子为家用电风扇的扇轮，是否可用同样的方法对其平衡？如何进行？成绩 实验八 系统动力学调速 实验指导书一、实验目的1.通过机械系统的动力学调速实验，观察机械的周期性速度波动现象，并掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法；2.通过利用传感器、工控机等先进的实验技术手段进行实验操作，训练掌握现代化的实验测试手段和方法，增强工程实践能力；3.通过进行实验结果与理论数据的比较，分析误差产生的原因，增强工程意识，树立正确的设计理念。二、实验设备 1.动力学调速实验台。2.曲柄滑块机构，如图7-1所示：图7-1 曲柄滑块机构各杆长度：曲柄 ； 连杆 ；曲柄转速；已知生产阻力为拉伸弹簧，其拉伸阻力：当弹簧长度时，；当弹簧长度时，；当弹簧长度时，。三、原理和方法作用在机械上的驱动力矩和阻抗力矩是主动件转角的周期性函数且在等效驱动力矩和等效阻力矩及等效转动惯量变化的公共周期内（这里均为3600），驱动功=阻抗功时，在稳定转动期间主动件的速度（角速度）波动亦按周期性波动，其运转不均匀程度，用运转速度不均匀系数表示，大小为：其中周期中最大角速度周期中最小角速度平均角速度，所谓机器运转周期性速度波动的调节，其目的就在于减小速度波动使其达到机器工作所允