机械原理实验指导书(1)

1、机械原理实验指导书机械工程教研室2013年3月目 录实验一 机构认知实验1实验二 机构运动简图测绘与分析实验2实验三 渐开线齿轮范成原理实验5实验四 渐开线齿轮参数测量实验8实验五 刚性转子动平衡实验14实验六 机械运转速度波动及调节实验2023实验一 机构认知实验一、目的 通过观察典型机构运动的演示，建立对机器和机构的感性认识。了解常用机构的名称组成结构的基本特点及运动形式，为今后深入学习机械原理提供直观的印象。 二、设备 1 机构示教柜，机械零件陈列柜。2 各种典型的机构、机器（如缝纫机、动平衡机、简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等等）。 三、实验要求 1 观察各种连杆机构的组成

2、结构，运动构件上点的运动轨迹，各种运动副之异同，这些机构之间内在联系。哪些是基本形式，哪些是基本形式演变而成的机构。 2 观察各种凸轮机构的原动件和从动件的结构特点及运动不同形式，哪些是平面凸轮，哪些是空间凸轮。 3 观察各种间歇机构的原动件和从动件的运动情况，哪些是平面机构，哪些是空间机构。 4 了解各种机构的名称及其运动情况。 四、思考与讨论题 1 观察连杆机构陈列柜，思考与讨论下列问题：1 ）你所看到的平面连杆机构由哪些基本构件所组成？何谓曲柄、摇杆、连杆、基架？2 ）组成平面四杆机构的运动副有什么共同特点？你能说出它们的类型和名称吗？ 3 ）平面四杆机构有哪些基本类型？有哪些演变形式？

3、你能说出它们的演变途径吗？ 4 ）观察连杆上某些点的运动轨迹，何谓连杆曲线？你看到了哪些典型的连杆曲线？ 2 观察凸轮机构陈列柜：1 ）凸轮机构由哪些构件组成，其中的运动副与连杆机构相比有和异同。 2 ）分别从凸轮的结构特点，从动件的运动形式，凸轮与从动件的锁合形式的区别， 你能说出凸轮机构有哪些类型，它们分别叫什么名称吗？ 3 ） 通过观察，你能确立直动从动件的最大升距和摆动从动件的最大摆角吗？3 观察间歇运动机构陈列柜，试说明：1 ） 该柜中各机构中从动件的运动与连杆机构，凸轮机构相比有何不同之处？2 ）你能说出几种间歇机构的类型、名称吗？ 实验二 机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的

4、1、掌握根据机器械或机构模型绘制机构运动简图的基本技能； 2、通过实验进一步加深理解机构的组成原理，熟悉构件和运动副的代表符号、机构自由度的含义及自由度的计算； 3、通过实验了解机构运动简图与实际机械结构的区别。 二、实验设备和工具 1、机器（牛头刨床、插齿机、内燃机等），机构模型； 2、测量工具：钢尺、内外卡规、量角器； 3、绘图工具：三角板、圆规、铅笔、橡皮擦、草稿纸（学生自备）。 三、实验原理 任何机构都是由若干构件和运动副组合而成的。从运动学的观点看，机构的运动仅与构件数目、运动副的数目和种类及它们的相对位置有关。因此，在绘制机构运动简图时可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，而用

5、统一规定的符号来表示构件和运动副，并按一定的比例尺绘出各运动副的相对位置和机构结构，以此表明实际机构的运动特征，从而便于进行机构的运动分析和动力分析。 凡没有按比例绘出的图称机构示意图，它只能定性的研究机构的某些运动特性（如自由度）；凡按比例尺绘出的图称机构运动简图，根据机构运动简图可定量地分析机构的运动特性。 常用运动副的代表符号见表1-1所示。四、方法与步骤 1、使被测绘的机器或机构模型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动的传递路线仔细观察机构的运动，从而确定组成机构的构件数目。 2、根据相互连接的两构件间的相对运动的性质及接触情况，确定各个运动副的类型。 3、适当选择最能清楚表达各构件相互

6、关系的面为投影面，选定原动件的位置，按构件的顺序，用规定的符号画出机构示意图。然后用数字1，2，3分别标出各构件，用字母A，B，C分别标出各运动副。 4、计算机构的自由度并以此检查所绘机构运动简图草图是否正确。应当注意，在计算自由度时应除去虚约束及局部自由度。 5、测量与机构运动有关的尺寸（转动副间的中心距、移动副导路的位置或角度等），按确定的比例尺画出机构运动简图。 6、在草图上自检无误后，将图交指导教师签字。 五、实验安排 1、先由指导教师对测绘过程进行讲解示范，然后分组进行测绘。 2、每个同学应至少测量5个机构。其中齿轮插齿机插刀的主传动和牛头刨教具刨头的主传动必做，剩下3个机构自选。

7、六、思考题 1、机构运动简图在工程上有什么作用？2、正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？ 3、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？ 4、自由度大于或小于原动件数时会产生什么结果？ 附：常用运动副的代表符号表1-1常用运动副的代表符号机构运动简图测绘实验报告一、实验目的二、实验内容三、机构运动简图绘制1名称：机构运动简图：= 自由度计算： 2名称：机构运动简图： =自由度计算： 3名称：机构运动简图： =自由度计算： 4名称：机构运动简图： =自由度计算： 5名称：机构运动简图： =自由度计算： 6名称：机构运动简图： =自由度计算： 四、思考题1、机构运动简图在工程上有什么作用？2

8、、正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？ 3、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？ 4、自由度大于或小于原动件数时会产生什么结果？ 实验二 渐开线齿轮范成原理实验一、实验目的1、了解范成法加工渐开线齿轮的基本原理；观察渐开线部分和过渡曲线的形成过程。 2、观察标准齿轮和变位齿轮齿形，分析比较它们的异同点。3、了解齿轮加工产生根切现象的原因及其避免根切的方法。 二、实验仪器及工具 1、齿轮范成仪2、铅笔、圆规、A4纸、三角尺、剪刀等（自备）。 三、实验原理 范成法是利用一对齿轮（或齿轮齿条）相互啮合时互为包络线的原理加工齿轮的。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。刀具与轮坯在机床传动

9、链作用下一方面按固定传动比传动，就像一对真正的齿轮互相啮合传动一样，另一方面齿轮刀具沿轮坯的轴向作往复切削运动和径向的让刀运动，为了切出齿高，轮胚沿径向作进给运动。这样切出的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具的齿廓，可以证明其所包络出来的齿廓也是渐开线。现在用渐开线齿条刀具加工齿轮，那么加工出的齿廓为渐开线齿廓。因为在实际加工时，我们看不清刀刃形成包络线轮齿的过程，所以通过齿轮范成仪来表现这一过程。用铅笔将刀具刀刃不同时刻的各个位置描绘在轮坯纸上，这样就能清楚地观察到轮齿范成的过程。 在形成过程中，为了保证被加工齿轮的齿根高，刀具的齿顶高应加高。即：，如图2l所示。 图2-

10、1 齿条刀具四、齿轮范成仪使用方法简介 范成仪由机座、圆盘、螺母、齿条刀、溜板、螺钉等组成。圆形盘可绕轴心转动，齿条刀具安装在溜板上，当移动溜板时借助齿轮齿条的传动迫使轮坯（圆盘）上的分度圆与溜板上的齿条中线作纯滚动。松开螺钉可改变齿条刀具相对于轮坯分度圆的距离，因此齿条刀具与圆盘的位置可以改变，如把齿条中线固定在与轮胚的分度圆相切的位置上，则可绘制出标准齿轮的齿廓；当齿条中线固定在与轮胚的分度圆切线有一段距离时，（即变位距离，其值可在溜板两侧的刻度上读出），则为按变位距离的大小和方向绘出的正、负变位齿轮的齿廓。根据给定参数制作出的轮胚纸安装在圆盘上，旋紧大螺母可将纸固定在圆盘上。 齿条刀具的

11、基本参数为： 模数，压力角，齿顶高系数，顶隙系数。切制齿轮齿数，变为系数。五、实验内容 1、分别绘出标准齿轮和变位齿轮的完整齿形23个。2、在绘制过程中，注意观察齿轮产生根切的现象及根切的部位，并分析产生根切的原因，然后绘制不产生根切的齿廓。 六、实验步骤1、轮坯纸的准备 （1）根据给定参数计算分度圆大小，并分别计算出被加工的标准齿轮和正负变位（变位系数）齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径和基圆直径，并在纸上画出分度圆 、齿顶圆直径和齿根圆直径。 （2）将图纸按正变位齿顶圆直径大小剪下，最后剪下直径为26mm的安装中心孔。 轮胚纸的制作应在实验课前完成。2、标准齿轮的绘制 （1）旋下大螺母，再将轮坯

12、纸装于圆盘上，用螺母固定。 （2）拧开螺钉，调节齿条刀具的位置，要求刀具中线与轮坯的分度圆切线重合，再旋紧螺钉，固定刀具的位置。（3）开始“切制”齿廓时，先将溜板和刀具推向一端，然后每当向另一端推进一个 间隔（23）mm，就用铅笔描下刀具齿廓（即刀刃）所占据的所有位置。依此进行，直到把刀具推到另一端为止，那么一系列的刀刃齿廓所包络的曲线就是渐开线齿形。绘制出的标准齿廓如图2-2所示。图2-2 标准齿廓3、正变位齿轮的绘制 （1）旋松螺母，将轮胚纸转至空白处重新固定；松开螺钉，将齿轮刀具的中线远离轮胚分度园一段距离，然后将螺钉拧紧。 （2）重复标准齿轮绘制方法的第(3)步骤。绘制出的标准齿廓如图

13、2-3所示。4、负变位齿轮的绘制 其绘制方法和步骤与绘制正变位齿形基本相同，不同的只是齿条刀具位置的变化，这时刀具的中线与分度圆处于相交的位置，相对分度圆的切线位置向上移动距离。 5、绘制完毕后取下图纸，并将范成仪恢复到原状态。 图2-3正变位齿廓七、思考题1、齿条刀具的齿顶高和齿根高各等于多少？2、用齿轮刀具加工标准齿轮时，刀具和轮胚之间相对位置和相对运动有何要求？为什么？ 3、 通过实验，你所观察到的根切现象是什么样的？是由什么原因引起的？避免根切的方法有哪些？渐开线齿轮范成原理实验报告一、实验目的二、实验仪器三、实验原理四、实验数据及处理原是参数：， ， ， ，。齿轮尺寸计算和比较表项目

14、计算公式计算结果结果比较标准齿轮正变位齿轮负变位齿轮正变位负变位齿顶圆直径分度圆直径齿根圆直径分度圆周节分度圆齿厚分度圆齿槽齿顶厚基圆齿厚齿根高齿顶高齿全高注：结果在比较栏中：尺寸比标准齿轮大的填入“+”号小的填入“-”号。五、思考题1、齿条刀具的齿顶高和齿根高各等于多少？2、用齿轮刀具加工标准齿轮时，刀具和轮胚之间相对位置和相对运动有何要求？为什么？3、通过实验，你所观察到的根切现象是什么样的？是由什么原因引起的？避免根切的方法有哪些？实验三 渐开线齿轮参数测量实验一、实验目的1、根据所学相关知识解决齿轮参数测定这一工程应用问题。2、通过实验使学生熟练的掌握使用游标卡尺、齿轮公法线千分卡尺测

15、量渐开线直齿圆柱齿轮几何参数的方法。3、通过对渐开线直齿圆柱齿轮几何参数的测量和计算，进一步掌握有关齿轮各几何参数之间的相互关系。4、通过实验使学生掌握对测量数据的处理方法，减小测量数据的误差。二、实验预习的内容1、渐开线的形成及特性。2、齿轮的各部分名称、基本参数和齿轮尺寸计算。三、实验设备和工具1、被测量齿轮；2、游标卡尺，齿轮公法线千分卡尺；3、计算器。四、原理和方法本实验要测量和计算的渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数、模数、分度圆压力角、齿顶高系数、顶隙系数和变位系数等。 1、确定齿轮的模数和压力角要确定和，首先应测出基圆齿距，因渐开线的法线切于基圆，故由图3-1可知，基圆切线与齿

16、廓垂直。因此，用游标卡尺跨过个齿，测的齿廓间的公法线距离为毫米，再跨过个齿，测的齿廓间的公法线距离为毫米。为保证卡尺的两个卡爪与齿廓的渐开线部分相切，跨齿数可以根据被测齿轮的齿数参考表3-1决定。由渐开线的性质可知，齿廓间的公法线AB与所对应的基圆上圆弧长度相等，因此得：；同理消去，则基圆齿距为： 根据所测得的基圆齿距，查表36可得出相应的（或）和。因为，且式中和都已标准化，所以可根据附表3-6查出其相应的的模数和压力角。表3-1 1218192728363745465455636472738123456789图3-1 齿轮参数测定原理2、确定齿轮的齿顶高系数、齿顶系数和齿全高当被测齿轮的齿数

17、为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径及齿根圆直径。如果被测齿轮齿数为奇数时，则应先测量出齿轮轴孔直径，然后再测量孔到齿顶的距离和轴孔到齿根的距离。如图3-2所示，可得： 又因为 图3-2 奇数齿齿轮测量原理 由此推导出及，得出计算的齿全高。 用游标卡尺测量渐开线直齿圆柱齿轮的近似齿全高。 3、确定齿轮的变位系数要确定齿轮是标准齿轮还是变位齿轮，就要确定齿轮的变位系数。可以采用以下两种方法确定齿轮的变位系数。 （1）按测得的数据代入下列公式直接计算 式中，是测量值，是计算值。若0，则0，即被测齿轮是正变位齿轮；若0，则0，即被测齿轮是负变位齿轮；当=0时，被测齿轮是标准齿轮。 （2）按测得的数据

18、代入下列公式计算出基圆齿厚 得到后，则可利用基圆齿厚公式推导出变位系数，因为， 由此 式中 ，为弧度。 五、实验步骤1、直接数出被测齿轮的齿数z2、测量、及和，每个尺寸应测量三次，分别填入表3-2和表3-3。 表3-2 公法线测量数据齿轮号数No：齿轮齿数=第一次第二次第三次平均值表3-3齿轮的近似齿全高测量数据齿轮号数No：齿轮齿数=第一次第二次第三次平均值表3-4 偶数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据偶数齿齿轮=测量序号齿顶圆直径齿根圆直径123平均值 表3-5 奇数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据奇数齿齿轮Z=齿顶圆直径齿根圆直径测量序号123平均值五、思考题1、分析齿轮的哪

19、些误差会影响到本实验的测量精度？2、分析比较计算的齿全高与测量的齿全高，分析说明两者的不同。3、分析比较确定齿轮的变位系数的两种方法，说明那一种方法更准确、更实用。 4、设计出一种新的方法确定齿轮的模数，并与实验中介绍的方法进行对比分析，说明那一种方法更准确、更实用。附：基圆齿距的数值 表3-6 基圆齿距的数值模数径节Pb=mcosmDp=22.5o=20o=15o=14.5o125.4002.9022.9523.0533.0411.2520.3203.6823.6903.7933.8171.516.9334.3544.4284.5524.6251.7514.5145.0795.1665.31

20、05.323212.7005.8055.9046.0966.0802.2511.2896.5306.6426.8286.8432.510.1607.2567.3807.5867.6042.759.2367.9828.1188.3458.36338.4678.7078.8569.1049.1253.257.8159.4339.5949.8629.8853.57.25710.15910.33210.62110.6453.756.77310.88411.07111.37911.40646.35011.61011.80812.13812.1664.55.64413.06113.28513.65513.

21、68755.08014.51214.76115.17315.2085.54.61815.96316.23716.69016.72864.23317.41517.73118.20718.2496.53.90718.88619.18919.72419.77073.62920.31720.66521.24221.29183.17523.22023.61724.27624.33292.82226.12226.56927.31127.374102.54029.02429.52130.34530.415112.30931.92732.47333.38033.457122.11734.82935.42636

22、.41436.498131.95437.73238.37839.44939.540141.81440.63441.33042.48442.518151.69343.53744.28245.51845.632161.58846.43947.23448.55348.665181.41152.24453.13854.62254.748201.27058.04959.04360.69160.831221.15563.85464.94766.76066.914251.01672.56173.80375.86476.038280.90781.27882.66084.96885.162300.84787.0

23、7088.56491.04091.250330.77095.78797.419100.140100.371360.651104.487106.278109.242109.494400.635116.098118.086121.380121.660450.564130.610132.850136.550136.870500.508145.120147.610151.73152.080渐开线齿轮参数测量实验报告一、实验目的二、被测齿轮的已知参数和测量数据三、齿轮参数及尺寸计算1、基节，并由值查表3-6，确定、。2、基圆齿厚 3、变位系数 4、分度圆齿厚 5、齿全高 6、齿顶高系数 分别按正常齿和短

24、齿两种情况的及的值代入上式，确定及。7、实验数据记录及计算结果记录（1）公法线测量数据齿轮号数No：齿轮齿数=第一次第二次第三次平均值（2）齿轮的近似齿全高测量数据齿轮号数No：齿轮齿数=第一次第二次第三次平均值 （3）偶数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据偶数齿齿轮=测量序号齿顶圆直径齿根圆直径123平均值（4）奇数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据奇数齿齿轮Z=齿顶圆直径齿根圆直径测量序号123平均值四、试分析影响测量精度的因素。五、思考题1、分析齿轮的哪些误差会影响到本实验的测量精度？2、分析比较计算的齿全高与测量的齿全高，分析说明两者的不同。3、分析比较确定齿轮的变位系数的两种

25、方法，说明那一种方法更准确、更实用。 4、设计出一种新的方法确定齿轮的模数，并与实验中介绍的方法进行对比分析，说明那一种方法更准确、更实用。实验四 刚性转子动平衡实验一、实验目的 1、了解刚性转子动平衡的原理和方法。2、了解动平衡实验台的结构及其工作原理，加深对动平衡概念的理解。 3、 观察平衡机的平衡过程。二、实验设备 1、JPH-A型动平衡试验机 2、转子试件 3、平衡块 4、百分表：0.015mm，磁性表座。三、动平衡试验机的工作原理与结构 1、动平衡机的结构 动平衡机的简图如图4-1所示。待平衡的试件3安放在框形摆架1的支承滚轮上，摆架的左端固结在工字形板簧2中，右端呈悬臂。电动机9通

26、过皮带10带动试件旋转；当试件有不平衡质量存在时，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性的振动，通过百分表5可观察振幅的大小。图4-1动平衡实验原理图 通过转子的旋转和摆架的振动，可测出试件的不平衡量（或平衡量）的大小和方位。这个测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器4安装在摆架的右端，它的左端为转动输入端（）通过柔性联轴器与试件联接；右端为输出端（）与补偿盘相联接。 差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成一个周转轮系。 （1）当差速器的转臂蜗轮不转动时0，则差速器为定轴轮系，其传动比为： （1） 这时补偿盘的转速与试件的转速大小相等转向相反。 （2）当和都转动时

27、，差速器为差动轮系，用差动轮系公式 （2） 蜗轮的转速是通过手柄摇动蜗杆，经蜗杆蜗轮副大速比的减速后得到。因此蜗轮的转速。当与同向时，由（2）式可看到，这时方向不变仍与反向但速度减小。当与反向时由公式（2）可得到，这时方向还是不变但速度增加。由此可知当手柄不动时补偿盘的转速大小与试件相等转向相反，正向摇动手柄（蜗轮转速方向与试件转速方向相同）补偿盘减速，反向摇动手柄补偿盘加速。这样可改变补偿盘与试件圆盘之间的相对角位移。这个结论的应用将在后面述说。2、转子动平衡的力学条件由于转子材料的不均匀、制造安装的不准确、结构的不对称等诸因素使转子存在不平衡质量。因此当转子旋转后就会产生离心惯性力 ，组成

28、一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件： 或 这就是转子动平衡的力学条件。 3、动平衡机的工作原理当试件上有不平衡质量存在时（图4-2），试件转动后则产生离心惯性力他可分解成垂直分力和水平分力，由于平衡机的工字形板簧和摆架在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力对摆架的振动影响很小可忽略不计。而在垂直方向（绕轴）的抗弯刚度小，因此垂直分力产生的力矩的作用下，使摆架产生周期性的上下振动。摆架振幅大小就取决于这个力矩的大小。 设试件圆盘的面1、面2上各有一个不平衡质量和，他们对轴的惯性力矩为: 要使摆架不振动必须要平衡力矩。在试件上选择圆盘2作为平衡

29、平面，加平衡质量 则绕轴的惯性力矩： 要使这些力矩得到平衡可根据公式（3）来解决。图4-2动平衡机实验原理图 又 ， 即 则 （3）（4）式消去2得： （4）要使（5）式为零必须满足: （5）满足上式（6）的条件摆架就不振动了。式中（质量）和(矢径)之积称为质径积，称为质径矩，称为相位角。 转子不平衡质量的分布是有很大的随机性，而无法直观判断它的大小和相位。因此根难用公式来计算平衡量，但可用实验的方法来解决，其方法如下： 选补偿盘作为平衡平面，补偿盘的转速与试件的转速大小相等，但转向相反，这时的平衡条件也可按上述方法来求得。在补偿盘上加一质量（图2），刚产生离心惯性力对轴的力矩： 根据力系平衡

30、公式（3），则有 要使上式成立必须有： （6）公式(7)与（6）基本上是一样，只有一个正负号不同。从图4-3可进一步比较两种平衡面进行平衡的特点，表明了满足平衡条件时平衡质量与不平衡质量之间的相位关系。图4-3平衡时平衡质量与不平衡质量之间的相位关系 图4-3（a）为平衡平面在试件上的平衡情况，在试件旋转时平衡质量与不平衡质量始终在一个轴平面内，但矢径方向相反：。 图4-3（b）补偿盘为平衡平面，和只有在或1800，或0时它们处在垂直轴平面内，与图4-3（a）一样达到完全平衡。其它位置时，它们的相对位置关系如图4-3（c）所示，为，图4-3（c）的情况下，分力矩满足平衡条件的，而分力矩未满足平

31、衡条件。 用补偿盘作为平衡平面来实现摆架的平衡可这样来操作。在补偿盘的任何位置（最好选择在靠外缘处）试加一个适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动（正转或反转），这时补偿盘减速或加速转动。摇动手柄同时观察百分表的振幅使其达到最小，这时停止转动手柄。停机后在原位置再加（或减）一些平衡质量，再开机左右转动手柄如振幅已很小可认为摆架已达到平衡。最后调整到最小振幅时的手柄位置请保持不动。停机后用手转动试件使补偿盘上的平衡质量转到最高位置，这时的垂直轴平面就是和同时存在的轴平面，这个垂直轴平面称平衡量轴平面。摆架平衡不等于试件平衡，还必须把补偿盘上的平衡质量转换到试件的平衡面上。选试件圆盘

32、2为平衡面，根据平衡条件： （7）或 若取 ， 则 式（7）中，是所加的平衡量质径积，、是平衡面至板簧的距离，这些参数都是已知的，这样就求得了在平衡面2上应加的平衡量质径积。一般情况先选择半径求出加到平衡面2上，其位置在最高位置的垂直轴平面中。本动平衡机及试件在设计时已取，所以，这样可取下（平衡块）直接加到平衡面相应的位置，这样就完成了第一步平衡工作。根据力系平衡条件（3），到此才完成一项，还必须做的平衡工作，这样才能使试件达到完全平衡。第二步工作：将试件从平衡机上取下重新安装成以圆盘2为驱动轮，再按上述方法求出平衡面1上的平衡量（质径积或）。这样整个平衡工作全部完成。四、实验方法和步骤 1、

33、将试件装到摆架的滚轮上，把试件右端的法兰盘与差速器轴端的法兰盘联接，装上传动皮带。 2、用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄，检查动平衡机各部分转动是否正常。松开摆架最右端的两对锁紧螺母，调节摆架下面的支承弹簧使摆架处于水平位置，检查摆架是否灵活。在差速器右端的支撑板上按放百分表，使之有一定的接触，并随时注意振幅大小。 3、开机前卸下试件上多余的平衡块或补偿盘上所有的平衡块，百分表调零。接上电源启动电机，待摆架振动稳定后，调整好百分表的位置并记录下振幅大小（格）百分表的位置以后不要再变动，停机。4、在实验转子上加质量块（4块平衡块），启动，观察百分表指示情况，待运转稳定后，记录百分表振幅最大值。5、

34、在补偿盘内加一点平衡量（12平衡块），启动，摇动手柄，观察百分表振幅变化，手柄摇到振幅最小时，停止摇动手柄，记录振幅大小和蜗轮位置角（差速器外壳上有刻度指示），停机。（摇动手柄要讲究方法：蜗杆安装在机架上，蜗轮安装在摆架上，两者之间有很大的间隙。蜗杆转动到适当的位置可与蜗轮不接触，这样才能使摆架自由地振动，这时观察振幅。摇动手柄蜗杆接触蜗轮使蜗轮转动，这时摆架振动受阻，反摇手柄使螺杆脱离与蜗轮接触再观察振幅。这样间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化，最终找到振幅最小值的位置）。在不改变蜗轮位置情况下，停机后，转动试件使补偿盘上的平衡块转到最高位置。取下平衡块安装到试件的平衡面（圆盘2）中相对应

35、的最高位置槽内。 6、在补偿盘内再加一点平衡量（12平衡块）。按上述方法再进行一次测试。测得的振幅蜗轮位置，若；与相同或略有改变，则表示实验进行正确。若已很小也可视为已达到平衡。停机，按步骤4方法将补偿盘上的平衡块移到试件圆盘2上。解开联轴器开机让试件自由转动若振幅依然很小则第一步平衡工作结束。若还存在一些振幅，可适当地调节一下平衡块的相位。即在圆周方向左右移动一个平衡块进行微调相位和大小。 7、将试件两端1800对调，即这时圆盘2为驱动盘，圆盘1为平衡面。再按上述方法找出圆盘1上应加的平衡量。这样就完成了试件的全部平衡工作。 注意事项：1、动平衡的关键是找准相位，第一次就要把相位找准，当试件

36、接近平衡时相位就不灵敏了。所以、是主要相位角。2、若试件振动不明显可人为地加一些不平衡块。五、实验数据序号实验内容转速(r/min)框架振幅（mm）1试件测试2在试件右端圆盘（2）装4块平衡块3在补偿盘上配2块平衡块4在补偿盘上再配2块平衡块5将试件调头，试件测试6在试件右端圆盘（1）装4块平衡块7在补偿盘上配1块平衡块8在补偿盘上再配2块平衡块六、思考题 1、摇动蜗杆手柄的目的是什么？若满足指导书中的图3c所示状态机器是否还在振动？是否完全满足了平衡条件？ 2、做好该实验的关键是什么？应该怎样做? 3、本机的 等于多少?这样做的目的是什么? 4、本机是靠什么测量振动的?转子动平衡实验报告一、

37、实验目的二、实验设备三、JPHA型动平衡试验机的工作原理与结构 动平衡机的简图如图所示。当试件有不平衡质量存在时，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动，通过百分表5可观察振幅的大小。通过转子的旋转和摆架的振动，可测出试件的不平衡量（或平衡量）的大小和方位。 测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器4安装在摆架的右端，它的左端为转动输入端（）通过柔性联轴器与试件联接；右端为输出端（）与补偿盘相联接。差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成一个周转轮系。 转子存在不平衡质量时，旋转后就会产生离心惯性力，组成一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满

38、足空间力系的平衡条件： 或 这就是转子动平衡的力学条件。 当试件上有不平衡质量存在时，试件转动后则产生离心惯性力。垂直方向（绕 轴）的抗弯刚度小，因此垂直分力产生的力矩的作用下，使摆架产生周期性的上下振动。摆架振幅大小就取决于这个力矩的大小。在补偿盘的任何位置试加一个适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动（正转或反转），这时补偿盘减速或加速转动。摇动手柄同时观察百分表的振幅使其达到最小，这时停止转动手柄，则求出相位。四、实验数据记录序号实验内容转速(r/min)框架振幅（mm）1试件测试2在试件右端圆盘（2）装4块平衡块3在补偿盘上配2块平衡块4在补偿盘上再配2块平衡块5将试件调

39、头，试件测试6在试件右端圆盘（1）装4块平衡块7在补偿盘上配1块平衡块8在补偿盘上再配2块平衡块五、思考题 1、摇动蜗杆手柄的目的是什么？若满足指导书中的图3c所示状态机器是否还在振动？是否完全满足了平衡条件？ 2、做好该实验的关键是什么？应该怎样做？ 3、本机的等于多少？这样做的目的是什么？ 4、本机是靠什么测量振动？实验五 机械运转速度波动及调节实验一、实验目的1、了解机械真实运动的规律。2、了解等速稳定运转机械系统和周期性变速稳定运转机械系统。3、掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法。4、根据实验数据设计飞轮；测量飞轮尺寸并与设计的飞轮尺寸进行比较分析。二、实验设备及仪器 1、机械运

40、转速度波动调速实验台 2、测速传感器 3、数据采集卡 4、计算机及实验软件 三、实验设备与实验内容简介如图5-1所示，机械运转速度波动及调节实验台由电机、带传动、飞轮、离合器、主传动轴、曲柄滑块机构、气缸、节流阀、测速传感器和上位计算机等组成。离合器2可以使曲柄轴与主传动轴联接或者脱离，分别构成等速稳定运转机械系统和周期性变速稳定运转机械系统，实现两种机械运转系统的实验研究；离合器1可以使飞轮与主传动轴的联接或脱离，实现周期性变速稳定运转机械系统用飞轮调节速度波动的实验研究；调节节流阀12开度大小可以改变机械运转系统负载的大小，实现不同工作负载情况下周期性变速稳定运转机械系统运转的实验研究。图

41、5-1 机械运转速度波动及调节实验原理图实验台测试系统由安装在主传动轴的测量光电编码器3、NIUSB-6009数据采集卡4、上位计算机1及基于Labview技术的应用软件组成。实验所用的光电编码器是一种数字式角度传感器，通过光电转换将输入的角位移信号转换成相应的数字代码，实现数字测量。实验中，编码器与主传动轴同步，每转一转发出720个脉冲信号，数据采集卡完成脉冲信号的采集，传给上位计算机，在计算机中对信号进行分析处理，并且显示实验曲线及实验结果。四、实验原理机器的真实运动规律,是由各构件的质量、转动惯量和作用于各构件上的力等多方面因素决定的。作用在机器上力的大小和方向的周期性变化、系统内部动能

42、的周期性波动,导致了机器运转系统主轴角速度的周期性波动变化。 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、等效阻力矩及等效转动惯量变化的公共周期内（实验中按2）驱动功等于等效阻抗功时，在稳定转动状态下主轴角速度波动亦呈周期性波动变化，其运转不均匀程度，用运转速度不均匀系数表示，大小为：式中，为最大角速度；为最小角速度；为平均角速度，。机器运转周期性速度波动的调节，就是减小机器速度波动，使其达到机器工作所允许的程度，即机器运转速度不均匀系数， 为机器运转速度不均匀系数许用值。周期性速度波动的调节方法，是在机器中安装一个具有很大转动惯量的构件即所谓飞轮，其调速原理简述如下：在一个周期中最大动能与最小动能之差称为最大盈亏功，以示之，即式中，为机械的等效转动惯量；为飞轮等效转动惯量。当机器的等效力矩已给的情况下，最大盈亏功是一个确定值，由上式可知欲减小()值，可增大等效转动惯量或增大，机器作好后，是一个确定值，故在机器中外加一个转动惯理为的飞轮，即可减小()，达到调速的目的。五、实验方法及步骤1、实验系统构建将编码器的输出线接入数据采集卡，再将数据采集卡通过USB口与上位计算机相连接；启