机械性能测试综合实验学习教案

1、会计学1机械性能测试综合实验机械性能测试综合实验第一页，编辑于星期二：六点 十七分。1、综合了控制工程基础、测试技术基础、传感器工程学、机械制造技术基础、机械制造装备设计、机电传动控制等课程的内容。 2、培养知识综合运行能力，锻炼思考问题、分析问题和解决问题的能力，提高创新思维和实际动手能力，提高学生驾驭知识的能力。3、培养事实求是的科学态度，相互协作的团队精神和勇于开拓的创新意识。 4、为今后工作中，实验台的研究开发，实验设计、测试，甚至产品的开发、评估等打基础。意 义第1页/共49页第二页，编辑于星期二：六点 十七分。三个综合实验1、机床主轴的回转误差运动测试 2、机械结构的功率与效率测试

2、3、机械阻抗的测量第2页/共49页第三页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 (1)回转轴的误差运动；(2)五个误差运动的定义；(3)误差敏感方向；车床主轴的误差敏感方向；(4)圆图像产生的方法；(5)车床主轴回转误差运动的圆图象的一般样式；(6)车床主轴回转误差运动测量结果的表达方式有几种，其含义是什么？(7)主轴回转误差运动的测量方法有哪几种？各自的优缺点是什么？ 第3页/共49页第四页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 (8)机床主轴为什么会产生偏心误差；(9)什么是消偏，为什么要消偏？(10)消偏的方法有哪几种？(11)何为机械消偏？如

3、何机械消偏？机械消偏对标准盘的制造和安装有什么要求？(12)何为电气消偏？如何电气消偏？机械消偏对标准盘的制造和安装有什么要求？(13)在消偏的误差运动图像中如何表示粗糙度和形状误差；第4页/共49页第五页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 (14)图1-13（见机床主轴误差运动测试背景材料）中带通I、带通II、限幅器、移相器A、移相器B和乘法器的作用是什么 ？(15)使用回转误差运动测试仪进行回转误差运动测试，如何标定？(16)如何用最小二乘方园对获得的圆图像进行处理？ (17)如果传感器安装时，没有完全垂直机床主轴，测试结果和上述结果有什么不同，为什么？第5页/共

4、49页第六页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构功率及效率测定(1)机械结构的功率与效率测试的理论依据是什么？(2)扭矩的测量一般需要哪两个参数，为什么？(3)在测量扭矩过程中，应变片如何粘贴，如何组成桥式电路？(4) JSC 1型磁电式相位差扭矩传感器测量原理是什么？(5)磁电式相位差扭矩传感器在没有负载和有负载情况下，相位差是如何确定的？ 第6页/共49页第七页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构功率及效率测定(6) 该实验的背景资料中，图3-8中AK的作用是什么？(7)在本实验的机械闭式效率试验台中，动力装置和加载装置的作用是什么？(8)在功率正式试验前,为什么必须先对台架本

5、身进行标定，如何标定？(9)磁粉制动器的结构及原理是什么？在该实验中，其作用是什么？第7页/共49页第八页，编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量(1)何为位移阻抗、速度阻抗和加速度阻抗？它们的含义是什么？(2)何为位移导纳、速度导纳和加速度导纳？它们的含义是什么？(3)何为驱动点阻抗、跨点传递阻抗?(4)频率响应和阻抗有什么联系？测量阻抗有什么意义？(5)机械阻抗的测量需要测量哪些数据？第8页/共49页第九页，编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量(6)机械阻抗测量的方法有哪几种？各有什么优缺点？ (7)8001型阻抗头由什么组成，其作用是什么？(8)为什么选择电磁激振器，其

6、工作原理是什么？ (9)获得被测物体的固有频率和阻尼率的方法有几种？ 本实验采用什么方法？(10)液压滑动轴承的结构、工作原理和功能。 (11)如何提高机床磨头的机械特性？第9页/共49页第十页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 重点： 机械消偏和电气消偏原理；测量盘和补偿盘的调整；测试系统的标定；最小二乘方园法对图像的处理。难点： 机械消偏和电气消偏原理；最小二乘方园法对图像的处理。第10页/共49页第十一页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构功率及效率测定重点： 相位差式扭矩仪测量扭矩的原理和方法；相位差式扭矩仪数字式测量电路及其测量波形分析 。难点： 相位

7、差式扭矩仪数字式测量电路及其测量波形分析 。第11页/共49页第十二页，编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量重点： 用正弦激励的方法测定系统固有频率和阻尼率的方法；机床磨头结构特点和功能分析；提高机床磨头的机械特性的方法分析。难点： 机床磨头结构特点和功能分析；提高机床磨头的机械特性的方法分析 。第12页/共49页第十三页，编辑于星期二：六点 十七分。第13页/共49页第十四页，编辑于星期二：六点 十七分。第14页/共49页第十五页，编辑于星期二：六点 十七分。第15页/共49页第十六页，编辑于星期二：六点 十七分。师确定师确定。第16页/共49页第十七页，编辑于星期二：六点 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机自0701机自0701机自0702机自0703机自0703下午机自0701机自0702机自0702机自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机自0704机自0704机自0705机自0706机自0706下午机自0704机自0705机自0705机自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机自0707机自0707机自0708机自0709机自0709下午机自0707机自0708机自0708机自0709第17页/共49页第十八页，编辑于星期二：六点

9、 十七分。序序号号综合实验名称综合实验名称实验实验学时学时分组1机床主轴的回转误差运动测试0.5天每班分为三组，三个实验在1.5天内轮流进行2机械结构的功率和效率测试0.5天3机械阻抗的测量0.5天一个班分为3组，每组做3个实验，完成三份报告，装订后一起上交。第18页/共49页第十九页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 第19页/共49页第二十页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 第20页/共49页第二十一页，编辑于星期二：六点 十七分。1、机床主轴的回转误差运动测试 机床主轴的回转误差机床主轴的回转误差： 在机床在机床旋转旋转的的某一时刻某

10、一时刻，在主轴某一截面处，主轴，在主轴某一截面处，主轴实际轴心实际轴心相对相对理想轴心理想轴心的偏差。的偏差。理想回转中心实际回转中心截面第21页/共49页第二十二页，编辑于星期二：六点 十七分。 机床主轴的回转误差运动机床主轴的回转误差运动： 在机床在机床旋转一周旋转一周期间，在主轴某一截面处，主轴期间，在主轴某一截面处，主轴实际实际轴心轴心相对相对理想轴心理想轴心的的偏差轨迹偏差轨迹。理想情况，主轴回转一周轴心轨迹实际主轴回转一周轴心轨迹截面第22页/共49页第二十三页，编辑于星期二：六点 十七分。 机床主轴的回转误差运动测试意义机床主轴的回转误差运动测试意义： （1）评价机床的加工精度（

11、）评价机床的加工精度（形状误差和表面粗糙程度形状误差和表面粗糙程度 ） （2）了解机床回转误差产生的原因）了解机床回转误差产生的原因 （3）预测加工零件的形状误差，并判断产生的原因）预测加工零件的形状误差，并判断产生的原因第23页/共49页第二十四页，编辑于星期二：六点 十七分。主轴安装偏心 理想回转中心由于安装偏心的回转中心第24页/共49页第二十五页，编辑于星期二：六点 十七分。主轴安装偏心 总偏心量 e第25页/共49页第二十六页，编辑于星期二：六点 十七分。回转误差运动的表示：直角坐标形式 圆图像形式 第26页/共49页第二十七页，编辑于星期二：六点 十七分。两种测试方法：（1）机械消

12、偏法；（2）电气消偏法；第27页/共49页第二十八页，编辑于星期二：六点 十七分。机械消偏测量回转误差运动 第28页/共49页第二十九页，编辑于星期二：六点 十七分。消偏原理 第29页/共49页第三十页，编辑于星期二：六点 十七分。电气消偏测量回转误差运动第30页/共49页第三十一页，编辑于星期二：六点 十七分。回转误差运动测试仪原理框图 第31页/共49页第三十二页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构的功率与效率测试第32页/共49页第三十三页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构的功率与效率测试第33页/共49页第三十四页，编辑于星期二：六点 十七分。2、机械结构的功率与效率测试

13、nMnMPnn1047. 0602入出PP第34页/共49页第三十五页，编辑于星期二：六点 十七分。扭矩Mn的测量：nnMJGLG -剪切弹性模量 Jn-断面的极惯性矩 第35页/共49页第三十六页，编辑于星期二：六点 十七分。JSC 1型磁电式相位差扭矩传感器的结构 1 1 弹性轴弹性轴; 2 ; 2 轴承轴承; 3 ; 3 壳体壳体; ;4 磁钢磁钢; 5 导磁环导磁环; 6 线线圈圈; 7 7 内齿轮内齿轮; 8- ; 8- 外齿轮外齿轮; 9; 9套筒套筒;10 ;10 电机电机; 11 ; 11 三三角皮带角皮带第36页/共49页第三十七页，编辑于星期二：六点 十七分。数字式测量电路

14、的方框图和波形图 )(200NNtZfKMn第37页/共49页第三十八页，编辑于星期二：六点 十七分。转速n的测量：反射型光电转速计的原理 1 1 光源光源;2;2、3 3、4 4 透镜透镜5 半透明膜片;6 光电管;7 被测轴 60fnz其中，n为转轴的转速；f为脉冲频率；z为转轴上的槽数或齿数。第38页/共49页第三十九页，编辑于星期二：六点 十七分。nMnMPnn1047. 0602入出PP机械闭式效率试验台 第39页/共49页第四十页，编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量第40页/共49页第四十一页，编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量第41页/共49页第四十二页，

15、编辑于星期二：六点 十七分。3、机械阻抗的测量)(tfKXXCXm 阻抗概念： 单自由度系统 CjmKXFZD2)()()(jKmjCVFZv)()()(jCKmAFZA2)()()(位移阻抗 速度阻抗 加速度阻抗 产生单位的位移响应、速度响应及加速度响应所需要提供的激振力 第42页/共49页第四十三页，编辑于星期二：六点 十七分。频率响应函数： 激励响应)()()(jXjYjH单自由度系统 CjmKXFZD2)()()(位移阻抗 位移阻抗 和频率响应函数 互为倒数 )(DZ)(jH机械阻抗的测量频率响应的测量3、机械阻抗的测量第43页/共49页第四十四页，编辑于星期二：六点 十七分。目的： 通过研究机械结构的激励、响应和动态特性三者的关系来获得机械结构的动态特性 三种表达方式：（1）幅频特性曲线和相频特性曲线；（2）实部频率曲线和虚部频率曲线；（3）幅相频率曲线(Nyquist) 3、机械阻抗的测量第44页/共49页第四十五页，编辑于星期二：六点 十七分。以丹