机械原理课程实验PPT课件

. 1、机械原理课程实验、实验5转子动平衡；1、实验目的2、实验设备、4、实验方法和步骤5、注意事项、主要内容、3、JHPA型动平衡试验台的工作原理和结构；1、实验目的1、加深对转子动平衡概念的理解。 2 .掌握刚性转子动平衡试验的原理和方法。二、实验设备1、jhp-a型动平衡试验台2、转子试验片3、平衡块4、百分比表0-10mm、22222222222222222222222200000652取得平衡的试验片3被载置在框状的钟表的支承辊上，钟表的左端固定在板簧2上马达9经由传动带10使试料旋转。 试验片中存在不平衡质量时，会产生离心惯性力，摆架在板簧的上下周期性振动，从百分比表5可以观察到振幅的大小。图1的平衡试验台、1、架2、板簧座3、转子试验片4、差速器5、百分比表6、补偿盘7、蜗杆8、弹簧9、马达10、带、图2、通过转子的旋转和架的振动，测定试验片的不平衡量(或平衡量)的大小和方位该测量系统由差速器4和补偿盘6构成。 差动器被安装在摆动帧的右端，左端的输入端(n-1 )经由挠性耦合与供试体3连接，右端的输出端(n-3 )与补偿盘连接。 差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个壳体为蜗轮的旋转臂h构成的旋转轮系。 (1)差速器旋转臂的蜗轮不旋转时，如果nH=0，差速器为定轴轮系，其齿轮比为： n3=-n1(1)，则补偿盘的转速nH以与试料的转速n1相同的大小反转。 (2)n1和nH一起旋转时为差动轮系，传动比通过旋转轮系式计算： n3=2nH-n1(2)，蜗轮的转速通过手柄7，通过蜗轮副以大变速比减速。 因此，在蜗轮的旋转速度nH小于n-1、nH与n-1为相同方向的情况下，由式(2)可知，n-3小于-n1，在该情况下，n-3方向仍然与n-1为相反方向，但速度减小。 nH和n1相反的话，从(2)式可知n3比-n1大，此时n3的方向也与n1相反，但速度增加。 由此可知，手柄不移动时，补偿盘的转速的大小与试料的转速相等，相反地向正方向摆动手柄(蜗轮的转速方向与试料的转速方向相同)补偿盘减速，向反方向摆动手柄的补偿盘加速。 因此，可以改变补偿盘与试料盘的相对相位角(角位移)。 该结论的应用将在后面叙述，2、转子动平衡的力学条件转子材料不均匀、制造误差、结构不对称等多个因素使转子存在不平衡质量，因此转子旋转时产生空间离心惯性力系统，转子动平衡不均衡。 平衡转子必须满足空间系统的平衡条件。 F=0M=0或MA=0MB=0(3)这是转子动平衡的力学条件。试料中存在不平衡质量时(图2 )，试料旋转时产生离心惯性力F=mr2，可分解为垂直分力Fy和水平分力Fx，平衡器的板簧和振子在水平方向(绕y轴)弯曲刚性大，因此水平分力Fx不能忽视振子的振动。 由于垂直方向(绕x轴)的弯曲刚性小，因此通过垂直分力产生的力矩M=FyL=mr2Lcos的作用，使摆动产生周期性的上下振动(摆动振幅的大小)的惯性力矩根据M1=0、M2=m2r22l2cos2,3、3、3、动平衡器的工作原理进行摆动选择圆盘作为试料的平衡面，配合质量，轴周围的惯性矩Mp=mprp2lpcosp。 要使这些力矩平衡，可通过公式(3)解决。 若要使用ma=0m2MP=0m2r 22 l2cos2 mprp2 LP cosp=0(4)，(4)式消除2使m2r2l2cos2 mprplpcosp=0(5)式归零，请使用m2r2l2=mprplpcos2=cosp=-cos (180p ) (6)式中，m (质量)和r (矢量径)的积称为质量积，mrl称为质量间距，称为相位角。转子不平衡质量的分布有很大的随机性，不能直观地判断他的大小和相位。 因此，用式子计算平衡量是困难的，但是用实验的方法可以解决，其方法是选择补偿盘作为平衡平面，补偿盘的转速和试料的转速大小是相同方向的相反方向，这种情况下的平衡条件也可以用上述方法求出。 若对补偿盘施加质量mp (图2 )，则由于离心惯性力而产生向x轴的力矩mp=mprp2lpcosp ，根据系统平衡式(3)ma=0m2MP =0m2r 22 l2cos2 MP RP 2 LP cosp =0，为了使上式成立，m2r2l2=MP RP LP cos2=cosp =cos (180 -p ) (7)式(7)和(6)式基本成立图3是满足平衡条件的平衡品质与不平衡品质的相位关系。图3-a是平衡平面的试料上的平衡情况，试料旋转时，平衡质量总是在一个轴平面内，但箭头径向相反。 此外，图3、图3-b中的补偿板是平衡平面，m2和MP仅在各自的旋转角为p=0或180、2=180或0时在垂直轴平面内与图3-a类似地完全平衡。 在其他位置的相对位置关系为图3-c所示的2=180 -p、图3-c的情况下，y分量矩满足平衡条件，相对于此，x分量矩不满足平衡条件。补偿盘作为平衡平面可以实现摆的平衡。 在压缩盘的任意位置(优选接近边缘的位置)尝试适当的质量，在试料旋转的状态下摇动蜗轮(正转或反转)时，压缩盘减速或加速旋转。 摇动手柄，一边观察百分比表的振幅一边使其最小化，则停止手柄的旋转。 停止后，在原来的位置追加平衡的品质，再次转动左右手柄，振幅变小，可以认为摆动达到了平衡。 将最后调整后的平衡质量转向最高位置时的垂直轴平面是MP和m2同时存在的轴平面。架平衡不等于试验片的平衡，必须将补偿盘上的平衡质量转换为试验片的平衡面，将试验片盘2作为平衡待机面，根据条件设为： mprPLP=mprplp(8)或=1，则mp=mp ， 在(8)式中，MP RP 是被相加的补偿盘上的平衡质量的直径积，MP 是平衡权重质量，RP 是平衡权重所在的半径(有刻度的指示)的lp，lp 是从平衡面到板簧的距离，这些参数是已知的，由此，除了被平衡面2以外一般来说，选择半径r将m加在平衡面2上，该位置为MP的最高位置的垂直轴平面，由于本动态平衡器与试验片在设计时是统一的，因此若设为MP=MP，则能够解除补偿盘的平衡权重MP(平衡权重)而直接加在平衡面上，第一步骤.根据系统平衡条件(3)，这样就完成了MA=0，如果不取得MB=0的平衡，就不能使试验片完全平衡。 步骤2 :从平衡机上取下试料，将盘2作为驱动轮重新安装，利用上述方法求出平衡面1上的平衡量(质量半径mprp或mp )。 这样平衡的工作全部完成。 更具体的实验方法见第四部分。4、实验方法和步骤1、将试样安装在摆动辊上，用弹性柱塞将试样右端的耦合盘和差动轴端的耦合盘柔软地一体化，安装带轮。 2 .用手转动试验片和蜗杆手柄，检查动平衡器的各部分是否正常旋转。 旋松摆锤右端的两组锁紧螺母，调节摆锤上支撑杆上的百分比表，使摆锤保持一定的接触，注意振幅的大小。 3、接通电源前从试验片上取下多馀的砝码和补偿盘的砝码。打开电源启动马达，摆动稳定后，调整百分表的位置，记录振幅的大小y0(格)，百分表的位置以后不变动，停止。 4 .在补偿盘的槽内，在离轴心最远的地方加入适当的平衡质量(2个平衡锤)。 接通电源后，摇动方向盘观察百分表的振幅变化，摇动方向盘直到振幅达到最小为止，停止方向盘的摇动。 记录振幅的大小y1和蜗轮位置角B1(在差动箱上显示刻度)并停止。 不改变蜗轮的位置而停止后，用手沿试样旋转方向旋转试样，将补偿盘上的平衡配重旋转到最高位置。 拆下平衡配重，安装在试料平衡面(磁盘2 )的相应最高位置的槽内。 5、在补偿柜中加入平衡质量(1-2平衡重)。 用上述方法再进行一次测试。 测量的振幅y2和蜗轮的位置B2，只要y2比y1小，y1比y0小： b1和B2相同或稍有变化，实验就正确。 y2过小会被认为是平衡的。 停止，按步骤4的方法将补偿盘的平衡配重移至试样盘2。 解除联轴器的启动，使试验片自由旋转，如果振动保持较小，则取得第一步的平衡。 如果有一些振幅，可以适当地调节平衡权重的相位。 也就是说，可以将平衡配重沿圆周方