機械性能測試綜合實驗學習教案

1、會計學1機械性能測試綜合實驗機械性能測試綜合實驗第一頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、綜合了控制工程基礎(chǔ)、測試技術(shù)基礎(chǔ)、傳感器工程學、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、機電傳動控制等課程的內(nèi)容。 2、培養(yǎng)知識綜合運行能力，鍛煉思考問題、分析問題和解決問題的能力，提高創(chuàng)新思維和實際動手能力，提高學生駕馭知識的能力。3、培養(yǎng)事實求是的科學態(tài)度，相互協(xié)作的團隊精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。 4、為今后工作中，實驗臺的研究開發(fā)，實驗設(shè)計、測試，甚至產(chǎn)品的開發(fā)、評估等打基礎(chǔ)。意 義第1頁/共49頁第二頁，編輯于星期二：六點 十七分。三個綜合實驗1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試

2、3、機械阻抗的測量第2頁/共49頁第三頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 (1)回轉(zhuǎn)軸的誤差運動；(2)五個誤差運動的定義；(3)誤差敏感方向；車床主軸的誤差敏感方向；(4)圓圖像產(chǎn)生的方法；(5)車床主軸回轉(zhuǎn)誤差運動的圓圖象的一般樣式；(6)車床主軸回轉(zhuǎn)誤差運動測量結(jié)果的表達方式有幾種，其含義是什么？(7)主軸回轉(zhuǎn)誤差運動的測量方法有哪幾種？各自的優(yōu)缺點是什么？ 第3頁/共49頁第四頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 (8)機床主軸為什么會產(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)何為機械消偏？如

3、何機械消偏？機械消偏對標準盤的制造和安裝有什么要求？(12)何為電氣消偏？如何電氣消偏？機械消偏對標準盤的制造和安裝有什么要求？(13)在消偏的誤差運動圖像中如何表示粗糙度和形狀誤差；第4頁/共49頁第五頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 (14)圖1-13（見機床主軸誤差運動測試背景材料）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)誤差運動測試儀進行回轉(zhuǎn)誤差運動測試，如何標定？(16)如何用最小二乘方園對獲得的圓圖像進行處理？ (17)如果傳感器安裝時，沒有完全垂直機床主軸，測試結(jié)果和上述結(jié)果有什么不同，為什么？第5頁/共

4、49頁第六頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定(1)機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試的理論依據(jù)是什么？(2)扭矩的測量一般需要哪兩個參數(shù)，為什么？(3)在測量扭矩過程中，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量原理是什么？(5)磁電式相位差扭矩傳感器在沒有負載和有負載情況下，相位差是如何確定的？ 第6頁/共49頁第七頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定(6) 該實驗的背景資料中，圖3-8中AK的作用是什么？(7)在本實驗的機械閉式效率試驗臺中，動力裝置和加載裝置的作用是什么？(8)在功率正式試驗前,為什么必須先對臺架本

5、身進行標定，如何標定？(9)磁粉制動器的結(jié)構(gòu)及原理是什么？在該實驗中，其作用是什么？第7頁/共49頁第八頁，編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量(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)動點阻抗、跨點傳遞阻抗?(4)頻率響應(yīng)和阻抗有什么聯(lián)系？測量阻抗有什么意義？(5)機械阻抗的測量需要測量哪些數(shù)據(jù)？第8頁/共49頁第九頁，編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量(6)機械阻抗測量的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？ (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

6、工作原理是什么？ (9)獲得被測物體的固有頻率和阻尼率的方法有幾種？ 本實驗采用什么方法？(10)液壓滑動軸承的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能。 (11)如何提高機床磨頭的機械特性？第9頁/共49頁第十頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 重點： 機械消偏和電氣消偏原理；測量盤和補償盤的調(diào)整；測試系統(tǒng)的標定；最小二乘方園法對圖像的處理。難點： 機械消偏和電氣消偏原理；最小二乘方園法對圖像的處理。第10頁/共49頁第十一頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定重點： 相位差式扭矩儀測量扭矩的原理和方法；相位差式扭矩儀數(shù)字式測量電路及其測量波形分析 。難點： 相位

7、差式扭矩儀數(shù)字式測量電路及其測量波形分析 。第11頁/共49頁第十二頁，編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量重點： 用正弦激勵的方法測定系統(tǒng)固有頻率和阻尼率的方法；機床磨頭結(jié)構(gòu)特點和功能分析；提高機床磨頭的機械特性的方法分析。難點： 機床磨頭結(jié)構(gòu)特點和功能分析；提高機床磨頭的機械特性的方法分析 。第12頁/共49頁第十三頁，編輯于星期二：六點 十七分。第13頁/共49頁第十四頁，編輯于星期二：六點 十七分。第14頁/共49頁第十五頁，編輯于星期二：六點 十七分。第15頁/共49頁第十六頁，編輯于星期二：六點 十七分。師確定師確定。第16頁/共49頁第十七頁，編輯于星期二：六點 十七分

8、。17周周星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五上午機自0701機自0701機自0702機自0703機自0703下午機自0701機自0702機自0702機自070318周周星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五上午機自0704機自0704機自0705機自0706機自0706下午機自0704機自0705機自0705機自070619周周星期一星期一星期二星期二星期三星期三星期四星期四星期五星期五上午機自0707機自0707機自0708機自0709機自0709下午機自0707機自0708機自0708機自0709第17頁/共49頁第十八頁，編輯于星期二：六點

9、 十七分。序序號號綜合實驗名稱綜合實驗名稱實驗實驗學時學時分組1機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試0.5天每班分為三組，三個實驗在1.5天內(nèi)輪流進行2機械結(jié)構(gòu)的功率和效率測試0.5天3機械阻抗的測量0.5天一個班分為3組，每組做3個實驗，完成三份報告，裝訂后一起上交。第18頁/共49頁第十九頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 第19頁/共49頁第二十頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 第20頁/共49頁第二十一頁，編輯于星期二：六點 十七分。1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差： 在機床在機床旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的的某一時刻某

10、一時刻，在主軸某一截面處，主軸，在主軸某一截面處，主軸實際軸心實際軸心相對相對理想軸心理想軸心的偏差。的偏差。理想回轉(zhuǎn)中心實際回轉(zhuǎn)中心截面第21頁/共49頁第二十二頁，編輯于星期二：六點 十七分。 機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動： 在機床在機床旋轉(zhuǎn)一周旋轉(zhuǎn)一周期間，在主軸某一截面處，主軸期間，在主軸某一截面處，主軸實際實際軸心軸心相對相對理想軸心理想軸心的的偏差軌跡偏差軌跡。理想情況，主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡實際主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡截面第22頁/共49頁第二十三頁，編輯于星期二：六點 十七分。 機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試意義機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試意義： （1）評價機床的加工精度（

11、）評價機床的加工精度（形狀誤差和表面粗糙程度形狀誤差和表面粗糙程度 ） （2）了解機床回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因）了解機床回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因 （3）預(yù)測加工零件的形狀誤差，并判斷產(chǎn)生的原因）預(yù)測加工零件的形狀誤差，并判斷產(chǎn)生的原因第23頁/共49頁第二十四頁，編輯于星期二：六點 十七分。主軸安裝偏心 理想回轉(zhuǎn)中心由于安裝偏心的回轉(zhuǎn)中心第24頁/共49頁第二十五頁，編輯于星期二：六點 十七分。主軸安裝偏心 總偏心量 e第25頁/共49頁第二十六頁，編輯于星期二：六點 十七分。回轉(zhuǎn)誤差運動的表示：直角坐標形式 圓圖像形式 第26頁/共49頁第二十七頁，編輯于星期二：六點 十七分。兩種測試方法：（1）機械消

12、偏法；（2）電氣消偏法；第27頁/共49頁第二十八頁，編輯于星期二：六點 十七分。機械消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運動 第28頁/共49頁第二十九頁，編輯于星期二：六點 十七分。消偏原理 第29頁/共49頁第三十頁，編輯于星期二：六點 十七分。電氣消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運動第30頁/共49頁第三十一頁，編輯于星期二：六點 十七分?；剞D(zhuǎn)誤差運動測試儀原理框圖 第31頁/共49頁第三十二頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試第32頁/共49頁第三十三頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試第33頁/共49頁第三十四頁，編輯于星期二：六點 十七分。2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試

13、nMnMPnn1047. 0602入出PP第34頁/共49頁第三十五頁，編輯于星期二：六點 十七分。扭矩Mn的測量：nnMJGLG -剪切彈性模量 Jn-斷面的極慣性矩 第35頁/共49頁第三十六頁，編輯于星期二：六點 十七分。JSC 1型磁電式相位差扭矩傳感器的結(jié)構(gòu) 1 1 彈性軸彈性軸; 2 ; 2 軸承軸承; 3 ; 3 殼體殼體; ;4 磁鋼磁鋼; 5 導(dǎo)磁環(huán)導(dǎo)磁環(huán); 6 線線圈圈; 7 7 內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪; 8- ; 8- 外齒輪外齒輪; 9; 9套筒套筒;10 ;10 電機電機; 11 ; 11 三三角皮帶角皮帶第36頁/共49頁第三十七頁，編輯于星期二：六點 十七分。數(shù)字式測量電路

14、的方框圖和波形圖 )(200NNtZfKMn第37頁/共49頁第三十八頁，編輯于星期二：六點 十七分。轉(zhuǎn)速n的測量：反射型光電轉(zhuǎn)速計的原理 1 1 光源光源;2;2、3 3、4 4 透鏡透鏡5 半透明膜片;6 光電管;7 被測軸 60fnz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)。第38頁/共49頁第三十九頁，編輯于星期二：六點 十七分。nMnMPnn1047. 0602入出PP機械閉式效率試驗臺 第39頁/共49頁第四十頁，編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量第40頁/共49頁第四十一頁，編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量第41頁/共49頁第四十二頁，

15、編輯于星期二：六點 十七分。3、機械阻抗的測量)(tfKXXCXm 阻抗概念： 單自由度系統(tǒng) CjmKXFZD2)()()(jKmjCVFZv)()()(jCKmAFZA2)()()(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 第42頁/共49頁第四十三頁，編輯于星期二：六點 十七分。頻率響應(yīng)函數(shù)： 激勵響應(yīng))()()(jXjYjH單自由度系統(tǒng) CjmKXFZD2)()()(位移阻抗 位移阻抗 和頻率響應(yīng)函數(shù) 互為倒數(shù) )(DZ)(jH機械阻抗的測量頻率響應(yīng)的測量3、機械阻抗的測量第43頁/共49頁第四十四頁，編輯于星期二：六點 十七分。目的： 通過研究機械結(jié)構(gòu)的激勵、響應(yīng)和動態(tài)特性三者的關(guān)系來獲得機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性 三種表達方式：（1）幅頻特性曲線和相頻特性曲線；（2）實部頻率曲線和虛部頻率曲線；（3）幅相頻率曲線(Nyquist) 3、機械阻抗的測量第44頁/共49頁第四十五頁，編輯于星期二：六點 十七分。以丹