機(jī)械性能測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)2010.ppt

機(jī)械性能測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn),1、意義 2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本概念和重點(diǎn)難點(diǎn) 3、提供資料 4、基本要求 5、時(shí)間安排 6、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和分組,1、綜合了控制工程基礎(chǔ)、測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、傳感器工程學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制等課程的內(nèi)容。 2、培養(yǎng)知識(shí)綜合運(yùn)行能力，鍛煉思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力，提高學(xué)生駕馭知識(shí)的能力。 3、培養(yǎng)事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神和勇于開(kāi)拓的創(chuàng)新意識(shí)。 4、為今后工作中，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研究開(kāi)發(fā)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測(cè)試，甚至產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、評(píng)估等打基礎(chǔ)。,意 義,三個(gè)綜合實(shí)驗(yàn),1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試 2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測(cè)試 3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,(1)回轉(zhuǎn)軸的誤差運(yùn)動(dòng)； (2)五個(gè)誤差運(yùn)動(dòng)的定義； (3)誤差敏感方向；車(chē)床主軸的誤差敏感方向； (4)圓圖像產(chǎn)生的方法； (5)車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的圓圖象的一般樣式； (6)車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)量結(jié)果的表達(dá)方式有幾種，其含義是什么？ (7)主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的測(cè)量方法有哪幾種？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,(8)機(jī)床主軸為什么會(huì)產(chǎn)生偏心誤差； (9)什么是消偏，為什么要消偏？ (10)消偏的方法有哪幾種？ (11)何為機(jī)械消偏？如何機(jī)械消偏？機(jī)械消偏對(duì)標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)的制造和安裝有什么要求？ (12)何為電氣消偏？如何電氣消偏？機(jī)械消偏對(duì)標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)的制造和安裝有什么要求？ (13)在消偏的誤差運(yùn)動(dòng)圖像中如何表示粗糙度和形狀誤差；,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,(14)圖1-13（見(jiàn)機(jī)床主軸誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試背景材料）中帶通I、帶通II、限幅器、移相器A、移相器B和乘法器的作用是什么 ？ (15)使用回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試儀進(jìn)行回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試，如何標(biāo)定？ (16)如何用最小二乘方園對(duì)獲得的圓圖像進(jìn)行處理？ (17)如果傳感器安裝時(shí)，沒(méi)有完全垂直機(jī)床主軸，測(cè)試結(jié)果和上述結(jié)果有什么不同，為什么？,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測(cè)定,(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測(cè)試的理論依據(jù)是什么？ (2)扭矩的測(cè)量一般需要哪兩個(gè)參數(shù)，為什么？ (3)在測(cè)量扭矩過(guò)程中，應(yīng)變片如何粘貼，如何組成橋式電路？ (4) JSC 1型磁電式相位差扭矩傳感器測(cè)量原理是什么？ (5)磁電式相位差扭矩傳感器在沒(méi)有負(fù)載和有負(fù)載情況下，相位差是如何確定的？,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測(cè)定,(6) 該實(shí)驗(yàn)的背景資料中，圖3-8中AK的作用是什么？ (7)在本實(shí)驗(yàn)的機(jī)械閉式效率試驗(yàn)臺(tái)中，動(dòng)力裝置和加載裝置的作用是什么？ (8)在功率正式試驗(yàn)前,為什么必須先對(duì)臺(tái)架本身進(jìn)行標(biāo)定，如何標(biāo)定？ (9)磁粉制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及原理是什么？在該實(shí)驗(yàn)中，其作用是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,(1)何為位移阻抗、速度阻抗和加速度阻抗？它們的含義是什么？ (2)何為位移導(dǎo)納、速度導(dǎo)納和加速度導(dǎo)納？它們的含義是什么？ (3)何為驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗、跨點(diǎn)傳遞阻抗? (4)頻率響應(yīng)和阻抗有什么聯(lián)系？測(cè)量阻抗有什么意義？ (5)機(jī)械阻抗的測(cè)量需要測(cè)量哪些數(shù)據(jù)？,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,(6)機(jī)械阻抗測(cè)量的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ (7)8001型阻抗頭由什么組成，其作用是什么？ (8)為什么選擇電磁激振器，其工作原理是什么？ (9)獲得被測(cè)物體的固有頻率和阻尼率的方法有幾種？ 本實(shí)驗(yàn)采用什么方法？ (10)液壓滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能。 (11)如何提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性？,需要掌握的基本概念和分析的問(wèn)題,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,重點(diǎn)： 機(jī)械消偏和電氣消偏原理；測(cè)量盤(pán)和補(bǔ)償盤(pán)的調(diào)整；測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定；最小二乘方園法對(duì)圖像的處理。 難點(diǎn)： 機(jī)械消偏和電氣消偏原理；最小二乘方園法對(duì)圖像的處理。,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測(cè)定,重點(diǎn)： 相位差式扭矩儀測(cè)量扭矩的原理和方法；相位差式扭矩儀數(shù)字式測(cè)量電路及其測(cè)量波形分析 。 難點(diǎn)： 相位差式扭矩儀數(shù)字式測(cè)量電路及其測(cè)量波形分析 。,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,重點(diǎn)： 用正弦激勵(lì)的方法測(cè)定系統(tǒng)固有頻率和阻尼率的方法；機(jī)床磨頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能分析；提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性的方法分析。 難點(diǎn)： 機(jī)床磨頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能分析；提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性的方法分析 。,提供資料,背景資料 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 部分儀器設(shè)備說(shuō)明書(shū) 部分實(shí)驗(yàn)錄像 網(wǎng)站(/csjs/index.asp) 注：下課后班長(zhǎng)來(lái)拷貝資料 (約300M),基本要求,做實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和背景資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)；并根據(jù)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的背景材料和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的“預(yù)習(xí)思考題”，以A4紙作答，作為附加頁(yè)隨實(shí)驗(yàn)報(bào)告一起交，和實(shí)驗(yàn)報(bào)告裝訂一起。 應(yīng)獨(dú)立完成預(yù)習(xí)思考題目，如發(fā)現(xiàn)大部分雷同，則不允許進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分”上，如某“實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分”的題目和“預(yù)習(xí)思考題”題目重復(fù)，則該預(yù)習(xí)思考題可不作答。 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，預(yù)習(xí)思考題在課外進(jìn)行。,在實(shí)驗(yàn)時(shí)，指導(dǎo)老師檢查預(yù)習(xí)題目和預(yù)習(xí)報(bào)告完成情況，如果沒(méi)有完成，指導(dǎo)老師可不讓學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)積極主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中溜走，則該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要重新做或沒(méi)有該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)； 同一組做同一實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以相同（如果做多組數(shù)據(jù)也可以不同），但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題不應(yīng)完全相同，每個(gè)人應(yīng)該有自己的觀察和發(fā)現(xiàn)。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的第三部分“結(jié)果與討論”，包括數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，影響因素討論，綜合分析和結(jié)論。在報(bào)告中都應(yīng)該體現(xiàn)，特別是后面三部分，應(yīng)獨(dú)立分析做答。如果發(fā)現(xiàn)抄襲或基本雷同，則報(bào)告重新寫(xiě)。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如有必要可以附加頁(yè)。 交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的日期由各指導(dǎo)老師確定。,時(shí)間安排,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和分組,一個(gè)班分為3組，每組做3個(gè)實(shí)驗(yàn)，完成三份報(bào)告，裝訂后一起上交。,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差： 在機(jī)床旋轉(zhuǎn)的某一時(shí)刻，在主軸某一截面處，主軸實(shí)際軸心相對(duì)理想軸心的偏差。,理想回轉(zhuǎn)中心,實(shí)際回轉(zhuǎn)中心,截面,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)： 在機(jī)床旋轉(zhuǎn)一周期間，在主軸某一截面處，主軸實(shí)際軸心相對(duì)理想軸心的偏差軌跡。,理想情況，主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡,實(shí)際主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡,截面,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試意義： （1）評(píng)價(jià)機(jī)床的加工精度（形狀誤差和表面粗糙程度 ） （2）了解機(jī)床回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因 （3）預(yù)測(cè)加工零件的形狀誤差，并判斷產(chǎn)生的原因,主軸安裝偏心,理想回轉(zhuǎn)中心,由于安裝偏心 的回轉(zhuǎn)中心,主軸安裝偏心,總偏心量 e,回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的表示：,直角坐標(biāo)形式,圓圖像形式,兩種測(cè)試方法：,（1）機(jī)械消偏法；,（2）電氣消偏法；,機(jī)械消偏測(cè)量回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng),消偏原理,電氣消偏測(cè)量回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng),回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測(cè)試儀原理框圖,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測(cè)試,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測(cè)試,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測(cè)試,扭矩Mn的測(cè)量：,G -剪切彈性模量,Jn-斷面的極慣性矩,JSC 1型磁電式相位差扭矩傳感器的結(jié)構(gòu),數(shù)字式測(cè)量電路的方框圖和波形圖,轉(zhuǎn)速n的測(cè)量：,反射型光電轉(zhuǎn)速計(jì)的原理,5 半透明膜片;6 光電管;7 被測(cè)軸,其中，n為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；f為脈沖頻率；z為轉(zhuǎn)軸上的槽數(shù)或齒數(shù)。,機(jī)械閉式效率試驗(yàn)臺(tái),3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,阻抗概念：,單自由度系統(tǒng),位移阻抗,速度阻抗,加速度阻抗,產(chǎn)生單位的位移響應(yīng)、速度響應(yīng)及加速度響應(yīng)所需要提供的激振力,頻率響應(yīng)函數(shù)：,單自由度系統(tǒng),位移阻抗,位移阻抗 和頻率響應(yīng)函數(shù) 互為倒數(shù),機(jī)械阻抗的測(cè)量,頻率響應(yīng)的測(cè)量,3、機(jī)械阻抗的測(cè)量,目的：,通過(guò)研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的激勵(lì)、響應(yīng)和動(dòng)態(tài)特性三者的關(guān)系來(lái)獲得機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性,三種表達(dá)方式：,（1）幅頻特性曲線和相頻特性曲線；