转子临界转速测量实验指导书

实验一、转子临界转速测量

一、实验目的

1.了解转子临界转速的概念

2.学习测量系统硬件操作使用及系统组建

3.熟悉INV1612型多功能柔性转子实验模块的使用

4.学习转子临界转速的测量原理及方法

5.观察转子在临界速度时的振动现象、幅值及相位的变化情况

二、实验原理

临界转速：转子转动角速度数值上与转轴横向弯曲振动固有频率相等，即：ω= ωn 时的转速称为临界转速。

转子在临界转速附近转动时，转轴的振动明显变得剧烈，即处于“共振”状态，转速超过临界转速后的一段速度区间内，运转又趋于平稳。所以通过观察转轴振动幅值-转速曲线可以测量临界转速。

轴心轨迹在通过临界转速时，长短轴发生明显变化；所以通过观察轴心X-Y图中振幅-相位变化，可以判断临界转速。

转轴在通过临界转速时，振动瞬时频谱幅值明显增大；所以通过观察X、Y向振动频谱的变化可以判断临界转速。

三、实验步骤

1.查看实验注意事项，做好实验的准备工作，准备实验仪器及软件。

2.组建测试系统

1) 抽出配重盘橡胶托件，油壶内加入适量的润滑油。

2) 按照图1.1和1.7连接,速度传感器可不连接，检测连接是否正常。

3) 运行INV1612 型多功能柔性转子实验系统软件->转子实验模块，如图2.1.1。

3.采样参数设置

进行采样和通道参数的设置来分配传感器信号的通道。采集仪的1通道接转速（键相）信号，2通道接水平位移X向信号，3 通道接垂直位移Y向信号；对于0～10000r/min 的转子实验装置，为兼顾时域和频域精度，一般采样频率应设置在1024～4096Hz 的范围较为合适；程控放大可以将信号放大，但注意不要太大，以免信号过载；X-Y(轴心轨迹)图设置中选择XY 轴对应的测量通道，用于通过轴心轨迹观察临界转速。谱阵和幅值曲线图设置中，选择X 或Y 向位移信号对应的分析通道，本次实验用于测量转速－幅值曲线判断临界转速。设置完毕点击确定。

本次实验中，由于转轴较细，为了避免传感器磁头发生磁场交叉耦合引起的误差，所以X、Y 向传感器不要安装在同一平面内.

4.检查连线连接无误后，开启各仪器电源，点击开始按钮并同时启动转子，观察测量信号是

否正常。

5.数据采集：

1）转速幅值曲线：将显示调到幅值[K]，逐渐提高转子转速，同时要注意观察转子转速与振幅的变化；接近临界转速时，可以发现振幅迅速增大，转子运行噪声也加大，转子通过临界转速后，振幅又迅速变小。观察基频振幅-转速曲线，逐渐调整转速，振幅最大时即为系统的一阶临界转速。在临界转速附近运转时要快速通过，以避免长时间剧烈振动对系统造成破坏。

2）X-Y 图：在数字跟踪滤波方式[F]选择0-1X 低通或基频1X带通档，图形显示方式选择X-Y图，逐渐改变转速，注意观察轴心轨迹在临界转速附近幅值、相位的变化趋势。在实验结果和分析中绘出在临界转速之前和连接转速之后的两个轴心轨迹，比较其幅值、相位的变化特性。

3）频谱图：在数字跟踪滤波方式[F]选择不滤波或基频1X带通档，图形显示方式选择频谱；逐渐改变转速，注意观察频谱变化趋势。当过临界转速时发生共振，瞬时频谱幅值明显变大，可以判断临界转速。

四、实验结果和分析

1. 绘出转速-幅值曲线并标出临界转速

2. 绘制轴心在临界转速之前的X-Y 图

3. 绘制轴心在临界转速之后的X-Y 图

4. 绘出频谱幅值最大时刻频谱图，并标出转速与幅值

实验二、滑动轴承油膜涡动和油膜振荡

一、实验目的

1.认识滑动轴承发生油膜涡动、油膜振荡的现象；

2.观察转子发生油膜涡动、油膜振荡振动幅值和相位以及轴心轨迹的变化情况；

3.分析转子系统发生油膜涡动、油膜振荡的规律及特点；

4.认识系统发生油膜涡动、油膜振荡的危害。

二、实验原理

油膜涡动：对于滑动轴承受到动载荷时，轴颈会随着载荷的变化而移动位置。移动产生惯性力，此时，惯性力也成为载荷，且为动载荷，取决于轴颈本身的移动。轴颈轴承在外载荷作用下，轴颈中心相对于轴承中心偏移一定的位置而运转。当施加一扰动力，轴颈中心将偏离原平衡位置。若这样的扰动最终能回到原来的位置或在一个新的平衡点保持不变，即此轴承是稳定的；反之，是不稳定的。后者的状态为轴颈中心绕着平衡位置运动，称为“涡动”。涡动可能持续下去，也可能很快地导致轴颈和轴承套的接触。

油膜振荡：高速旋转机械的转子常用流体动压滑动轴承支承，设计不当，轴承油膜常会使转子产生强烈的振动，这种振动与共振不同，它不是强迫振动，而是由轴承油膜引起的旋转轴自激振动，所以称为油膜振荡。“油膜振荡”现象可产生与转轴达到临界转速时同等的振幅或更加激烈。油膜振荡不仅会导致高速旋转机械的故障，有时也是造成轴承或整台机组破坏的原因，应尽可能地避免油膜振荡的产生。

油膜振荡的特点：

1.发生于转轴一阶临界转速两倍以上，其甩动方向与转轴旋转方向一致；

2.一旦产生，转子的振动将剧烈增加，轴心轨迹变化范围剧烈增大，也从原来的“椭圆形”变得不稳定，呈紊乱状态；振荡产生后，转速继续增加，振动并不减少，也不易消除

3.油膜振荡时，轴心涡动频率通常为转子一阶固有频率，振型为一阶振型；

4.转速在一阶临界转速的两倍以下时可能产生半速涡动，涡动频率为转速的一半。半速涡动的振幅较小，若再提高转速则会发展成为油膜振荡，半速涡动通常在高速轻载轴承情况下发生；

5.转子速度降低时，油膜振荡常常在其开始出现的转速以下仍继续存在，至转速降低到一定程度之后油膜振荡才消失，即：升速时产生油膜振荡的转速与降速时油膜振荡消失的转速不相同，这种现象人们称为“惯性效应”。

发生油膜涡动和油膜振荡时的典型轴心轨迹如图所示。

三、实验步骤

1.查看实验注意事项，做好实验的准备工作，准备实验仪器及软件。

2.组建测试系统

1) 抽出配重盘橡胶托件，油壶内加入适量的润滑油。

2) 按照图1.1和1.7连接,速度传感器可不连接，检测连接是否正常。

3) 运行INV1612 型多功能柔性转子实验系统软件->转子实验模块，如图2.1.1。

3.采样参数设置

进行采样和通道参数的设置来分配传感器信号的通道。采集仪的1通道接转速（键相）信号，2通道接水平位移X向信号，3 通道接垂直位移Y向信号；对于0～10000r/min 的转子实验装置，为兼顾时域和频域精度，一般采样频率应设置在1024～4096Hz 的范围较为合适；程控放大可以将信号放大，但注意不要太大，以免信号过载；X-Y(轴心轨迹)图设置中选择XY 轴对应的测量通道，用于通过轴心轨迹观察临界转速。谱阵和幅值曲线图设置中，选择X 或Y 向位移信号对应的分析通道，本次实验用于测量转速－幅值曲线判断临界转速。设置完毕点击确定。

本次实验中，由于转轴较细，为了避免传感器磁头发生磁场交叉耦合引起的误差，所以X、Y 向传感器不要安装在同一平面内.

4.检查连线连接无误后，开启各仪器电源，点击开始按钮并同时启动转子，观察测量信号是否正常。

5.数据采集：

1）X-Y 图：将显示调到X-Y 图方式，逐渐提高转子转速，同时要注意观察转子转动速度和振幅的变化，接近临界转速时，可以发现振幅迅速增大，转子运行噪声也加大，转子通过临界转速后，振幅又迅速变小，由此可大致确定转子系统基频所在转速区间，系统临界转速大约在3000r/min 左右。

继续升高转速，观察轨迹变化，当转速大约升至临界转速的两倍左右时，转子的振动剧烈增加，轴心轨迹也从原来的“椭圆型”变为双椭圆型，如图所示，此时的现象表明转子系统发生油膜涡动，记录发生涡动的转速；

继续提高转速，轴心轨迹变得更加紊乱，并且很不稳定，如图所示，此时表明油膜振荡开始发生，记录转速；观察基频、半频振幅-转速曲线，逐渐调整转速，基频振幅最大时即为系统的一阶临界转速。半频出现最值是为涡动现象；在临界、涡动转速附近运转时要快速通过，以避免长时间剧烈振动对系统造成大的破坏。

2）幅值-转速曲线图：改变软件设置，选择幅值，查看在经过临界转速和油膜涡动时基频幅值和半频幅值的变化。在临界转速处，基频振幅出现共振峰，而在油膜涡动和油膜振荡处，半频幅值出现峰值，说明油膜涡动的一个重要特点是出现明显的半频成分。

3）阶次频谱：将显示方式调到频谱，再将左侧频谱分析中阶次标注位置选上。通过观察1/2X 倍频的变化可以判断油膜涡动现象。

四、实验结果和分析

1. 油膜涡动、振荡-转速关系表

表油膜涡动、振荡-转速关系

2. 绘制涡动时轴心轨迹图

3.绘制油膜振荡时轴心轨迹图

4. 绘制涡动时频谱图，并标注基频、半频及对应幅值

临界转速的计算

一、临界转速分析的目的 临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速，并按照经验或有关的技术规定，将这些临界转速调整，使其适当的远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。 例如设计地面旋转机械时，如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1，应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速，应使 1.4Nck

传递矩阵法 基本原理：传递矩阵法的基本原理是，去不同的转速值，从转子支撑系统的一端开始，循环进行各轴段截面状态参数的逐段推算，直到满足另一端的边界条件。 优点：对于多支撑多元盘的转子系统，通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求解系统的临界转速和不平衡响应，矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加，计算量往往较大：采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大，且各阶临界转速计算方法相同，便于程序实现，所需存储单元少，这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。 缺点：求解高速大型转子的动力学问题时，有可能出现数值不稳定现象。今年来提出的Riccati 传递矩阵法，保留传递矩阵的所有优点，而且在数值上比较稳定，计算精度高，是一种比较理想的方法，但目前还没有普遍推广。 轴段划分：首先根据支撑系统中刚性支撑（轴承）的个数划分跨度。在整个轴段内，凡是轴承、集中质量、轮盘、联轴器等所在位置，以及截面尺寸、材料有变化的地方都要划分为轴段截面。若存在变截面轴，应简化为等截面轴段，这是因为除了个别具有特殊规律的变截面轴段外，其他的变截面轴段的传递矩阵特别复杂。 传递矩阵： 4. 轴段传递矩阵 每段起始状态参数和终端状态参数的转换方程，根据是否考虑转轴的分布质量，可以建立两种轴段传递矩阵 ① 当考虑轴段的分布质量时：起始和终端的转换方程是均质等截面杆的振动弹性方程： ② 不考虑转轴的分布质量时建立的传递矩阵 i 0212222111212Q M X 1000L 100-L 10-L L 1Q M X ??????? ??????????????=??????? ??θααααααθki 其中，a11,a12,a21,a22为该轴段的影响系数，根据材料力学： ???? ?????====EJ L EJ L EJ 22221123 1123L αααα，a11和a12是终端的剪力和弯矩在终端引起的挠度，a21和

【西安交通大学】机械转子试验台振动与噪声测量综合试验报告

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回转体的动平衡实验实验指导书样本

回转体的动平衡实验 一、实验目的 1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。 2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作 特点。 3、了解动平衡精度的基本概念。 二、实验设备及工具 1、 CYYQ—50TNC型电脑显示硬支承动平衡机 2、转子试件 3、橡皮泥, M6螺钉若干 4、电子天平( 精度0.01g) , 游标卡尺, 钢直尺 图 1 硬支承动平衡机三、 CYYQ—50TNC型硬支承动平衡机的结构与 工作原理 1、硬支承动平衡机的结构 该试验机是硬支承动平衡机, 实物如图1所示。 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备, 一 般由机座6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感 器5、限位支架3和光电头1等部件组成, 如图2所示。

图2 硬支承动平衡机结构示意图 1．光电头 2．圈带驱动装置 3．限位支架 4．支承架 5．传感器 6．机座 左右支承架是动平衡机的重要部件, 中间装有压电传感器, 此传感器在出厂前已严格调整好, 切不可自行打开或转动有关螺丝( 否则会严重影响检测质量) 。左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉, 把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。支承架下面有一导向键, 保证两支架在移动后能互相平行, 支承架中部有升降调节螺丝, 可调节转子的左右高度, 使之达到水平。外侧有限位支架, 可防止转子在旋转时向左右窜动。 转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量, 并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。本动平衡机采用变频器对电动机调频变速, 使工作速度控制自如。 2、 转子动平衡的力学条件 由于转子材料的不均匀、 制造的误差、 结构的不对称等诸因素导致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, 它们组成一个空间力系, 使转子动不平衡。要使转子达到动平衡, 则必须满足空间力系的平衡条件 ?????==∑∑00M F 或 ?????==∑ ∑00B A M M ( 1)

通信工程专业综合实验指导书

通信工程专业综合实验指导书 XX建筑大学 信息与电气工程学院 通信工程教研室 2009年3月

实验一、学习数字通信系统的SystemView仿真软件 一、实验目的 1．了解SystemView软件，学习数字通信系统SystemView仿真软件的使用方法，为实际的仿真应用打下良好的基础。 2．掌握软件设计和仿真的方法。 二、实验说明 SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境的用于系统仿真分析的可视化软件工具。使用它，用户可以用图符（Token）去描述自己的系统，无需与复杂的程序语言打交道，不用写代码即可完成各种系统的设计与仿真。 利用SystemView，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种多速率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。 SystemView的图符资源十分丰富，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。还可进行CDMA通信系统和数字电视业务的分析；用户还可以自己用C语言编写自己的用户自定义库。 SystemView能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。 在系统设计和仿真方面，SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形，也可完成对仿真运行结果的各种运算、频谱分析、滤波。 三、实验设备 四、实验内容 1．安装SystemView，对该软件有一个感性认识

根据SystemView安装软件说明，在电脑上安装SystemView软件。 2．了解SystemView设计窗口 启动SystemView后就会出现如图1所示的系统设计窗口。它包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计窗工作区。其中设计窗口工作区是用于设置、连接各种图符以创建系统，进行系统仿真等操作；提示栏用于显示系统仿真的状态信息、功能快捷键的功能信息提示和图符的参数显示；滚动条用于移动观察当前的工作区域。当鼠标器位于功能图符上时，则该图符的具体参数就会自动弹出显示。 3．了解SystemView图符库 SystemView的图标库可分为3种，即基本库、专业库以及用户扩展库。分别了解相关图库的功能，便于后续设计使用。 4.了解SystemView分析窗口

33转子实验台综合实验

实验三十一转子实验台综合实验 一. 实验目的 通过本实验让学生掌握回转机械转速、振动、轴心轨迹测量方法，了解回转机械动平衡的概念和原理。 二. 实验台简介 DRZZS-A型多功能转子试验台由：1底座、2主轴、3飞轮、4直流电机、5主轴支座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9RS9008电涡流传感器支架、10磁电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，几部分组成，如图1所示。 图1 DRZZS-A型多功能转子试验台传感器安装位置示意图 主要技术指标为： 可调转速范围：0~2500转/分，无级 电源：DC12V 主轴长度：500mm 主轴直径：12mm 外形尺寸：640×140×160mm 重量：12.5kg 与DRVI软件平台结合，可以开设以下实验： 加速度传感器/速度传感器振动测量实验 磁电传感器/光电传感器转速测量 三点加重法转子动平衡实验 转子轴心轨迹测量实验

三. 实验内容 1、转子实验台底座振动测量实验 对于多功能转子实验台底座的振动，可采用加速度传感器和速度传感器两种方式进行测量。将带有磁座的加速度和速度传感器放置在试验台的底座上，将传感器的输出接到变送器相应的端口，再将变送器输出的信号接到采集仪的相应通道，输入到计算机中。 启动转子试验台，调整转速。观察并记录得到的振动信号波形和频谱，比较加速度传感器 和速度传感器所测得的振动信号特点。观察改变转子试验台转速后，振动信号、频谱的变化规律。 2、实验台转速测量 对于多功能转子实验台转速，可以分别采用光电转速传感器和磁电转速传感器进行测量。 1）采用光电传感器测量： 将反光纸贴在圆盘的侧面，调整光电传感器的位置，一般推荐把传感器探头放置在被测物体前2～3cm ，并使其前面的红外光源对准反光纸，使在反光纸经过时传感器的探测指示灯亮，反光纸转过后探测指示灯不亮（必要时可调节传感器后部的敏感度电位器）。当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f ，就可知道转速n 。 编写转速测量脚本，将传感器的信号将通过采集仪输入到计算机中。启动转子试验台， 调节 图2、加速度和速度传感器振动测量 图3 反射式光电转速传感器

转子现场动平衡实验

实验一 转子现场动平衡实验 实验目的 通过本实验了解动平衡实验的基本方法 1. 实验原理 在实际工作过程中人们通常用单面加重三元作图法进行叶轮、转子等设备的现场动平衡，以消除过大的振动超差。这一方法的优点是设备简单——只需一块测振表。但缺点是作图分析的过程复杂，不易被掌握，而且容易出现错误。为此，我们在这里提出了一种简单易行的方法——单面现场动平衡的三点加重法。 假设在假设转子上有一不平衡量m ，所处角度为α，用分量m x 、m y 表示不平衡量。 m x =mcos α m y =msin α 为了确定不平衡量m 的大小和位置α，启动转子在工作转速下旋转，用测振设备在一固定点测试振动振速，设振速为V 0，则存在下列关系 式中Ｋ为比例系数 图42.1 三点加重法示意图 在P 1(α=0 )点加试重M ，启动转子到工作转速，测得振动振速V 1，有如下关系： 用同样的方式分别在P 2(α=120o )和P 3(α=240 o )点加试重M ，并测得振动值V 2 ，V 3， 有如下关系： 2 2V m m K y x =+ x ) (3P 1 2 2)(V m M m K y x =++222)2 3 ()21(V M m M m K y x =++- 322)2 3()21(V M m M m K y x =-+-

从以上三式推导可得： 从而可以进一步推得： 即由m x ，m y 计算不平衡质量m 和位置α。 2. 实验仪器和设备 1. 计算机 n 台 2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 1套 3. 速度传感器（CD-21） 1套 4. 蓝津数据采集仪（DRDAQ-EPP2） 1台 5. 开关电源（DRDY-A ） 1套 6. 5芯-BNC 转接线 1条 7. 转子实验台（DRZZS-A ） 1 套 3. 实验步骤及内容 1. 转子动平衡实验结构如图4 2.2所示，将速度传感器通过配套的磁座吸附在转子实 验台底座上，然后通过一根带五芯航空插头-BNC 转接电缆和对应通道连接。图42.5是本实验的信号处理流程框图。 图42.2 转子动平衡实验结构示意图 2. 启动服务器，运行DRVI 主程序，点击DRVI 快捷工具条上的“联机注册”图标， 选择其中的“DRVI 采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。在实验目录中选择“转子现场动平衡”实验。将参考的实验脚本文件读入DRVI 软件平台，如图42.3所示 3. 在转子实验台的配重盘上选取一个位置（比如贴反光纸的位置）作为初始位置（即 P 1点），然后用转子实验台附件中的螺钉，任意选取一个位置加上，作为不平衡重。 4. 启动转子/振动实验台到稳定转速，点击“数据采集开始”按钮，再点击“获取初 始振动数据”按钮，获取初始振动数据，然后停止运行转子实验台。 ) (3212 12/)(3/)3(23222 220212202322212V V MK m M MK V V m M V V V V K y x -= --=-++=) /(12 2x y y x m m tg a m m m -=+ =

机械原理实验室方案方案----上海顶邦教育设备制造有限公司

机械原理实验室方案 目前职业教育所培养出的人才最大的特点就是专门性强,专业性差。虽然可以适应社会的发展,但是对社会的发展起不到很好的推动作用,这也是企业在招聘人才时存在的最大问题。要解决这一现象,职业教育的人才培养思路最好贴近于基础扎实、实践能力强、综合素质高。 机械原理课程是机电类各专业中研究机械共性问题的主干课程,属专业基础课。它的任务是使学生掌握常用机构的工作原理、基本理论并初步具有分析和设计机械零件的能力。其专业覆盖面约占工科专业的80%,在培养和增强学生对机械技术工作的适应能力方面具有举足轻重的作用。 机械原理课程实验课是机械原理课中重要的实践环节。以前的机械原理课程实验大多是验证性的试验,只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析。这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念,加深理解一些基本原理具有显著的效果,但这些实验作为课程教学的一部分,在培养学生初步具有拟定机械运动方案,分析和设计新机构的能力,以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够。 提高学生理论学习融会贯通的能力,分析问题和解决问题的能力以及综合运用基本理论、基本原理的能力是课程教学的最终目标,也同我们的培养思想“基础扎实、实践能力强、综合素质高”相吻合。 机械原理实验室是机械原理系列课程：《机械原理》和《机械原理》的教学实验基地。承担机械与汽车工程系机械原理制造及自动化专业和汽车服务工程专业的教学实验课，以及机电综合实践的部分实践环节。 机械原理实验室旨在培养学生的综合设计能力、创造性设计能力及工程实践能力；打破传统的演示性、验证性、单一性的实验模式，建立新型的设计型、搭接型、综合型的实验体系；实验教学从以教师为中心转变成以学生为中心，从强调学术型转变为强调理论与实践相结合和应用型。实验室开设了机械创新设计陈列演示实验、带传动实验、机齿轮综合实验、转动平衡实验、机械系统创意组合综合实验、机构运动方案创新设计实验等。

实验二机构运动简图测绘

《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520 课程名称：机械设计基础（A）、机械设计基础（B）、机械设计基础（C） 注：1、实验01和10可合并在一起，分两个单元进行； 2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。 实验一机构认识实验 一、实验目的 1.初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。 2.增强学生对机构与机器的感性认识。 二、实验内容 陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。 三、实验设备和工具 机构陈列室机构展柜和各种机构模型。 四、实验原理

(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。 (二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2.单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 (三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动，转变为从动件严格地按照预定规律的运动。只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。由于凸轮机构结构简单、紧凑，因此广泛应用于各种机械，仪器及操纵控制装置中。 凸轮机构主要有三部分组成，即：凸轮(它有特定的廓线)、从动件(它由凸轮廓线控制着)及机架。 凸轮机构的类型较多，学生在参观这部分时应了解各种凸轮的特点和结构，找出其中的共同特点。 (四)齿轮机构：齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。 1．平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。 2．相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90°。 3．交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。 在参观这部分时，学生应注意了解各种机构的传动特点，运动状况及应用范围等。 4．齿轮机构参数：齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。 在参观这部分时学生们一定要知道，什么是渐开线?渐开线是如何形成的?什么是基圆、发生线? 并注意观察基圆、发生线、渐开线三者间关系，从而得出渐开线有什么性质?

WDT-IIIC综合实验指导书

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验

转子临界转速概念

1 转子临界转速概念 转子的固有频率除了与转子结构（和支承结构）参数有关外，它还随转子涡动转速和转子 自转转速的变化而变化。在转子不平衡力驱动下，转子一般作正同步涡动，当转子涡动转 速等于转子固有频率时，转子出现共振,相应转速就称为该转子的临界转速。 2 转子临界转速计算对程序的要求 计算转子临界转速必须能够考虑旋转结构涡动时产生的陀螺效应对转子临界转速的影响， 这是转子临界转速计算同其他非旋转结构固有频率计算的差异所在。一般有限元程序不具 备计算转子临界转速的功能。 3 ANSYS的临界转速计算功能 1) 计算转子临界转速可用单元 BEAM4； PIPE16。 COBIN14(用于模拟带阻尼的弹性支撑) 2) 单元特性及实常数 BEAM4和PIPE16: Keyoption(7)=1 实常数Spin=转子自转角速度（ω） rad/s。 3) 特征值求解方法 选取DAMP方法求解特征值。 4) 计算结果处理 采用有限元方法计算转子临界转速时，转子会出现正进动和反进动。由于陀螺效应的作用 ，随着转子自转角速度的提高，反进动固有频率将降低，而正进动固有频率将提高。根据 临界转速的定义，应只对正进动固有频率（Ωc）进行分析。 在后处理中首先剔除负固有频率，然后分析各阶模态振型，确定同一阶振型的正进动和反 进动固有频率。 改变转子自转角速度（ω），计算出新的Ωc，最后画出Ωc～ω曲线，根

据临界转速的定 义，当Ωc=ω时，Ωc即所求临界转速。需注意：由于Ωc的单位为Hz，而ω为rad/s，计算 时应转换单位。 4 算例 单转子结构如图所示，转子轴近似无质量，轮盘密度8*104Kg/m3,其余材料参数为： E=200Gpa μ=0.3 || |----50--------| || _____________________________||d=120 ^ ^ d0=10 || || h=0.5 |---------- 100----------------------------------| 算例命令流文件如下： /PREP7 ET,1,BEAM4 !* KEYOPT,1,2,0 KEYOPT,1,6,0 KEYOPT,1,7,1 KEYOPT,1,9,0 KEYOPT,1,10,0 *SET,p,acos(-1) *SET,R1,5 *SET,R2,60 R,1,p*R1**2,p*R1**4/4,p*R1**4/4,2*R1,2*R1, , RMORE, ,p*R1**4/2, , ,2175, , R,2,p*R2**2,p*R2**4/4,p*R2**4/4,2*R2,2*R2, , RMORE, ,p*R2**4/2, , ,2175, ,

转子实验台综合实验

转子实验台综合实验 一、实验目得 通过本实验让学生掌握回转机械转速、振动、轴心轨迹测量方法，了解回转机械动平衡得概念与原理。 二、实验原理 DRZZS-A型多功能转子试验台由：1底座、2主轴、3飞轮、4直流电机、5主轴支座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9RS9008电涡流传感器支架、10磁电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，几部分组成，如图1所示。 图1 DRZZS-A型多功能转子试验台传感器安装位置示意图 主要技术指标为： 可调转速范围：0~2500转/分，无级 电源：DC12V 主轴长度：500mm 主轴直径：12mm 外形尺寸：640×140×160mm 重量：12、5kg 与DRVI软件平台结合，用DRZZS-A型多功能转子试验台可完成以下实验： 1、转子实验台底座振动测量实验

对于多功能转子实验台底座得振动，可采用加速度传感器与速度传感器两种方式进行测量。将带有磁座得加速度与速度传感器放置在试验台得底座上，将传感器得输出接到变送器相应得端口，再将变送器输出得信号接到采集仪得相应通道，输入到计算机中。 启动转子试验台，调整转速。观察并记录得到得振动信号波形与频谱，比较加速度传感 器与速度传感器所测得得振动信号特点。观察改变转子试验台转速后，振动信号、频谱得变化规律。 2、实验台转速测量 对于多功能转子实验台转速，可以分别采用光电转速传感器与磁电转速传感器进行测量。 1）采用光电传感器测量： 将反光纸贴在圆盘得侧面，调整光电传感器得位置，一般推荐把传感器探头放置在被测物体前2～3cm ，并使其前面得红外光源对准反光纸，使在反光纸经过时传感器得探测指示灯亮，反光纸转过后探测指示灯不亮（必要时可调节传感器后部得敏感度电位器）。当旋转部件上得反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器得输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f ，就可知道转速n 。 编写转速测量脚本，将传感器得信号将通过采集仪输入到计算机中。启动转子试验台， 调节到一稳定转速，点击实验平台面板中得“开始”按钮进行测量，观察并记录得到得波形与转速值，改变电机转速，进行多次测量。 图2 、加速度与速度传感器振动测量 图3 反射式光电转速传感器

转子动平衡

实验六转子动平衡 一、实验目的 1．巩固转子动平衡知识，加深转子动平衡概念的理解； 2．掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。 二、实验设备与工具 1．CS-DP-10型动平衡试验机； 2．试件（试验转子）； 3．天平； 4．平衡块（若干）及橡皮泥（少许）。 三、实验原理与方法 本实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上，摆架的左端与工字形板簧3固结，右端呈悬臂。电动机4通过皮带带动试件旋转，当试件有不平衡质量存在时，则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动，通过百分表5可观察振幅的大小。 1. 转子试件 2. 摆架 3. 工字形板簧 4. 电动机 5. 百分表 6. 补偿盘 7. 差速器 8. 蜗杆 图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图 试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。差速器的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件联接，右端为输出端（n3）与补偿盘联接。 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。当转臂蜗轮不转动时：n3＝－n1，即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反；当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以n H转动时，可得出：n3＝2n H－n1，即n3≠－n1，所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。

图2所示为动平衡机工作原理图，试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr，它可分解为垂直分力F y和水平分力F x，由于平衡机的工字形板簧在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力F x对摆架的振动影响很小，可忽略不计。而在垂直方向（绕x轴）的抗弯刚度小，因此在垂直分力产生的力矩M = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下，摆架产生周期性上下振动。 图2 动平衡机工作原理图 由动平衡原理可知，任一转子上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内，回转半径分别为rⅠ、rⅡ，相位角分别为θⅠ、θⅡ，的两个不平衡质量来等效。只要这两个不平衡质量得到平衡，则该转子即达到动平衡。找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量（或减去不平衡质量）就是本试验要解决的问题。 设试件在圆盘Ⅰ、Ⅱ各等效着一个不平衡质量mⅠ和mⅡ，对x轴产生的惯性力矩为： MⅠ=0 ；MⅡ=ω2mⅡrⅡlsin(θⅡ+ωt) 摆架振幅y大小与力矩MⅡ的最大值成正比：y∝ω2mⅡrⅡl ；而不平衡质量mⅠ产生的惯性力以及皮带对转子的作用力均通过x轴，所以不影响摆架的振动，因此可以分别平衡圆盘Ⅱ和圆盘Ⅰ。 本实验的基本方法是：首先，用补偿盘作为平衡平面，通过加平衡质量和利用差速器改变补偿盘与试件转子的相对角度，来平衡圆盘Ⅱ上的离心惯性力，从而实现摆架的平衡；然后，将补偿盘上的平衡质量转移到圆盘Ⅱ上，再实现转子的平衡。具体操作如下： 在补偿盘上带刻度的沟槽端部加一适当的质量，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），从而改变补偿盘与试件转子的相对角度，观察百分表振动使其达到最小，停止转动手柄。（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，两者之间有很大间隙。蜗杆转动一定角度后，稍微反转一下，脱离与蜗轮的接触，这样才能使摆架自由振动，这时观察振幅。通过间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化，最终可找到振幅最小的位置。）停机后在沟槽内再加一些平衡质量，再开机左右转动手柄，如振幅已很小（百分表摆动±1~2格）可认为摆架已达到平衡。亦可将最后加在沟槽内的平衡质量的位置沿半径方向作一定调整，来减小振幅。将最后调整到最小振幅的手柄位置保持不动，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。由惯性力矩平衡条件可知，圆盘Ⅱ上的不平衡质量mⅡ必在圆盘Ⅱ的最低位置。再将补偿盘上的平衡质量m p'按力矩等效的原则转换为位于圆盘Ⅱ上最高位置的平衡质量m p，即可实现试件转子的平衡。根据等效条件有：

乐高实验指导书1

创新综合实验

目录 第一部分课程总览 (3) 第二部分综合实验 (6) Lab1 光电传感器自动跟踪小车 (6) Lab2 光电传感器测距功能测试 (8) Lab3 光电传感器位移传感应用 (12) Lab4 超声波传感器测试 (13) Lab5 超声波传感器位移传感应用 (17) 第三部分创新实验 a)双轮自平衡机器人； b)碰触传感机器人设计（基于Microsoft Robotics Studio平台）； c)寻线机器人的仿真和建模及实例（基于Lejos-Osek 设计一个机器人的实例）； d)自己提出一个合理的项目

第一部分 课程总览 1．目的与意义 提倡“素质教育”、全面培养和提高学生的创新以及综合设计能力是当前高等工科院校实验教学改革的主要目标之一。为适应素质教育的要求，高等工科院校的实验课程正经历着从“单一型”“验证型”向“设计型”“开放型”的变革过程。我院测试及控制类课程《电工电子技术》《测试技术》《微机原理及接口技术》等课程涵盖了机械设备及加工过程测试控制相关的电子电路、传感器、信号处理、接口、控制原理、测控计算机软件等理论及技术，具有综合性、实践性强的特点，但目前各课程的实验教学存在着孤立、分散、缺乏系统性的问题。为促进机械工程学科学生对于计算机测控技术的工程创新设计能力、促进相关理论知识的理解和灵活应用，本机电一体化创新综合实验以丹麦乐高（LEGO）公司教育部开发的积木式教学组件－智力风暴( MINDSTORMS)为基础进行。 采用LEGO MINDSTORMS 为基础建立开放型创新实验室,并根据我院测试及控制类课程《电工电子技术》《测试技术》《微机原理及接口技术》等课程设计多层次的综合创新实验设计项目，具有技术综合性和趣味性以及挑战性，能有效激发学生的学习兴趣，使学生在实践项目的过程中激发和强化他们的创造力、动手能力、协作能力、综合能力和进取精神；可使学生在实施项目的过程中对材料、机械、电子、计算机硬件、软件均有直观的认知并掌握机械工程测试与控制的综合分析设计能力。 2．实验基础 2.1 LEGO MINDSTORMS 控制器硬件 要求认识和理解RCX、NXT的基本结构，输入输出设备及接口，DCP传感器及接口，并熟练进行连接与操作。 2.2根据具体的实验要求选择适合的软件 ?Microsoft Robotics Studio基础 ?VPL编程 ?Microsoft Robotics Studio软件 ?Robolab软件 ?NXT软件 ?Matlab等等 2.3授课方式： 课堂讲授，编程以自学为主 参考书： a)LEGO快速入门 b)乐高组件和ROBOLAB软件在工程学中的应用 c)ROBOLAB2.9编程指南 d)ROBOLAB研究者指南

机械原理实验报告大全

机械原理实验项目 机械原理课程实验（一） 机械传动性能测试实验 一、实验目的 (1) 通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的速度、转矩、传动比、功率及机械效率等,加深对常见机械传动性能的认识与理解。 (2) 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的机械参数，掌握机械传动合理布置的基本要求。 (3) 通过实验认识机械传动性能综合实验台的工作原理、提高计算机辅助实验能力。 二、实验设备 机械传动性能测试综合实验台。 三、实验内容 机械传动性能测试是一项基于基本传动单元自由组装、利用传感器获取相关信息、采用工控机控制实验对象的综合性实验。它可以测量用户自行组装的机械传动装置中的速度、转矩、传动比、功率与机械效率，具有数据采集与处理、输出结果数据与曲线等功能。 机械传动性能测试实验台的逻辑框图 变频 电机 ZJ 扭矩 传感器 ZJ 扭矩 传感器 工作载荷 扭矩测量卡 转速调节 机械传动装置 负载调节 工控机 扭矩测量卡

机械原理课程实验（二） 慧鱼机器人设计实验 一、实验目的 1）通过对慧鱼机器人、机电产品的系统运动方案的组装设计，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力。 2）利用“慧鱼模型”组装机器人模型，探索机器人各个功能的实现方法，进行机电一体化方面的训练。 二、实验设备 1）慧鱼创意组合模型包； 2）计算机一台； 3）可编程控制器、智能接口板； 4）控制软件。 三、实验内容 “慧鱼创意组合模型”是工程技术型模型，能够实现对工程技术以及机器人技术等的模拟仿真。模型是由各种可以相互拼接的零件所组成，由于模型充分体现了各种结构、动力、控制的组成因素，并设计了相应的模块，因此，可以拼装成各种各样的机器人模型，可以用于检验学生的机械结构和机械创新设计与控制的合理可行性。 慧鱼机器人实验二室 自动步行车 学生创新实验

综合实验试验指导书(一)

综合实验实验指导书 福建工程学院土木工程学院 2013年12月

学生实验守则 1、实验前应认真按教师布置进行预习，明确实验目的、要求，掌握实验内容、方法和步骤。 2、实验前的准备工作，经指导教师或实验技术人员检查，合格后方可进行实验。实验过程中认真观察各种现象，记录实验数据，不能马虎的抄袭。实验完毕必须整理好本组实验仪器，并经指导教师或实验技术人员验收后，方可离开。实验后，认真分析实验结果，正确处理数据，细心制作图表，做好实验报告。不符合要求者，应重做。 3、实验室内必须保持安静，不准高声喧哗打闹，不准抽烟，随地吐痰，乱抛纸屑杂物，不准做与实验无关的事。不准穿背心、裤衩、拖鞋（除规定须换专业拖鞋外)或赤脚进入实验室。 4、必须严格遵守实验制订的各项规章制度，认真执行操作规程。注意人身和设备安全。 5、爱护国家财物。节约水电和药品器材，不得动用他组的仪器、工具材料。凡损坏仪器、工具者应检查原因，填写报损单，并依照管理办法赔偿损失。 前言

为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题： 1、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。一些控制值的计算工作，试验前必须做好。 2、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，协调工作，不得擅离各自的岗位。 3、试验开始前。必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，要经指导教师检查通过后，试验才能开始。 4、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。 5、严格遵守实验室的规章制度，非试验用仪器设备不要乱动；试验用仪器、仪表、设备，要严格按规程进行操作，遇有问题及时向指导教师报告。 6、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 7、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下仪器、仪表，擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。 8、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄袭。 9、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚。 10、经教师认可，试验也允许采用另外方案进行。 试验一量测仪器的参观与操作练习

临界转速的计算

临界转速分析的目的 临界转速分析的主要目的在于确定转子支撑系统的临界转速，并按照经验或有关的技术 规定，将这些临界转速调整，使其适当的远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。 例如设计地面旋转机械时，如果工作转速低于其一阶临界转速Nc1，应使N<0.75Nc1, 如果工作转速高于一阶临界转速，应使 1.4Nck

传递矩阵法 基本原理：传递矩阵法的基本原理是，去不同的转速值，从转子支撑系统的一端开始，循环 进行各轴段截面状态参数的逐段推算，直到满足另一端的边界条件。 优点：对于多支撑多元盘的转子系统，通过其特征值问题或通过建立运动微分方程的方法求 解系统的临界转速和不平衡响应，矩阵的维数随着系统的自由度的增加而增加，计算量往往 较大：采用传递矩阵法的优点是矩阵的维数不随系统的自由度的增加而增大，且各阶临界转 速计算方法相同，便于程序实现，所需存储单元少，这就使得传递矩阵法成为解决转子动力学问题的一个快速而有效的方法。 缺点：求解高速大型转子的动力学问题时, 传递矩 阵法，保留传递矩阵的所有优点，理想的方法， 但目前还没有普遍推广。 轴段划分：首先根据支撑系统中刚性支撑（轴承）的个数划分跨度。在整个轴段内，凡是轴承、集中质量、轮盘、联轴器等所在位置，以及截面尺寸、材料有变化的地方都要划分为轴段截面。若存在变截面轴，应简化为等截面轴段，这是因为除了个别具有特殊规律的变截面轴段外，其他的变截面轴段的传递矩阵特别复杂。 传递矩阵： 4. 轴段传递矩阵 每段起始状态参数和终端状态参数的转换方程，根据是否考虑转轴的分布质量，可以建 立两种轴段传递矩阵 ①当考虑轴段的分布质量时：起始和终端的转换方程是均质等截面杆的振动弹性方程： ②不考虑转轴的分布质量时建立的传递矩阵 X1L 1212 L - 11 X 01 2222 L - 21 M001L M Q ki0001Q 0i 其中，a11,a12,a21,a22为该轴段的影响系数，根据材料力学 3 11 12 3EJ L2 21 2EJ L a11和a12是终端的剪力和弯矩在终端引起的挠度, a21和EJ 有可能出现数值不稳定现象。今年来提出的Riccati 而且在数值上比较稳定，计算精度高，是一种比较

动平衡实验.doc

实验八 零件设计专项能力训练 ——回转件的动平衡 一、实验目的 1． 熟悉运动平衡机的工作原理及转子动平衡的基本方法 2． 掌握用动平衡机测定回转件动平衡的实验方法。 二、设备和工具 简易动平衡试验机、药架天平。 三、原理和方法 T ?、 ? 内，回转半径分别为r o ?、r o ?的两个不平 G o ?、G o ?所产生，如图8-1所示。因 进行动平衡试验时，只需对G o ?、G o ?进 简易动平衡试验机可以分别测出上述 平衡重径积G o ?r o ?和 o ?r o ?的大小和方位，使回转件达到动平 图8-2是简易动平衡机的工作原理图。 图8-1 图8-2 如图所示，框架1经弹簧2与固定的底座3相联，它只能绕OX 轴线摆动，构成一个振动系统。框架上装有主轴4，由固定在底座上的电动机14通过带和带轮12驱动。主轴4上装有螺旋齿轮6，它与齿轮5齿数相等，并相互啮合，齿轮6可以沿主轴4移动。移动的距离和齿轮的轴向宽度相等，比齿轮5的节圆圆周要大，因此调节手轮18，使齿轮6从左端位置移到右端位置时，齿轮5及和它固定的轴9可以回转一周以上，借此调节φc ，φc 的大小由指针15指示。圆盘7固定在轴9上，通过调节手轮17可以使圆盘8沿轴向9上下移动，以调节两圆盘间的距离l c ，l c 由指针16指示。7、8两圆盘大小、重量完全相等，上面分别

装有一重量为G c的重块，其重心都与轴线相距r c，但相位差180°。 被平衡的回转件10架于两个滚动支承13上，通过挠性联轴器11由主轴4带动，因此回转件10与圆盘7、8转速相等，当选取T?和T?为平衡校正面后，回转件10的不平衡就可以看作平面T?和T?内向径为r o?和r o?的不平衡重量G o?和G o?所产生。平衡时可先令摆架的振摆轴线OX处于平面T?内（如图8-2所示）。当回转构件转动时，不平衡重量G o?的离心力P o?对轴线OX的力矩为零，不影响框架的振动，仅有G o?的离心力P o?对轴线OX形成的力矩M o，使框架发生振动，其大小为 M o＝P o??l?cosφ 这个力矩使整个框架产生振动。 为了测出T?面上的不平衡重量大小和相位，加上一个补偿重径积G c r c，使产生一个补偿力矩，即在圆盘7和8上各装上一个平衡重量G c。当电机工作时，带动主轴4并带动齿轮5、6，因而圆盘7、8也旋转，这时G c的离心力P c，就构成一个力偶矩M c，它也影响到框架绕OX轴的振摆，其大小为 M c＝P c?l c?cosφc 框架振动的合力矩为 M＝M o＝M c＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc 如果合力为零，则框架静止不动。此时 M＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc＝0 满足上式条件为 G o?r o?＝G c r c?l c／l（1） φo＝φc（2）在平衡机的补偿装置中G c、r c是已知的，试件的两平衡平面是预先选定的，因而两平衡平面间的距离l也是一定的，因此（1）式可以写成 G o?r o?＝A?l c（3）其中A＝G c?r c／l 为便于观察和提高测量精度，在框架上装有重块19，移动19，可改变整个振动系统的自振频率，使框架接近共振，即振幅放大。 通过调节手轮17和18，使框架静止不动，读出l c和φc的数值，由公式（3）即可计算出不平衡重量G o?的大小为 G o?＝A?l c?r o? 其相位可以这样确定，停车后，使指针15转到图8-2所示与OX轴垂直的虚线位置，此时G o?的位置就在平面T?内回转中心的铅直上方。 测量另一个平衡平面T?上的不平衡重径积，只需将试件调头，使平面T?通过OX轴，测量方法与上述相同。 四、实验步骤 1．在被平衡试件上机以前，先开动电机，调节手轮18，使圆盘8与7的重块G c产生的离心力在一直线上，这时力矩M c＝0，从主轴下的指针可看出框架是静止状态，此时标尺16所示的读数为l c的零点位置。 2．装上试件，试件的一端联轴节应与带轮接好，以免开动电机时发生冲击。 3．移动重块19以改变框架的自振频率，使框架接近共振状态，这时框架振幅放大，以提高平衡精度，调共振后锁紧。 4．先调节手轮17，即加一定的补偿力矩（将圆盘7、8分开一定距离），然后调节手轮18，即移动齿轮6，使齿轮5与圆盘7、8得到附加转动，当调节到框架振动的振幅最小时不平衡重量相位已找到。然后再调节手轮18，即调节l c，使框架最后振动消除，振动系统