机械测试技术实验指导书

实验指导书GUIDE BOOK FOR EXPERIMENT张云文李海涛姚海蓉编著AND目录CONTENTS说明 (1)前言 (2)实验一 机构运动简图测绘实验 (3)实验二 机构运动参数测试实验 (6)实验三 机构组合创新设计实验 (12)实验四 转子动平衡实验 (16)附录1 PCL-812PG数据采集与分析系统使用说明 (19)附录2 机构应用工程实例 (21)说明Brief Instruction机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课，强调与工程实践应用相结合，以帮助培养同学们分析和解决工程实际问题的能力。

实验环节是课程的重要实践环节，不仅可以籍此巩固理论知识，而且对培养同学们的工程实践认知能力和创新能力具有重要意义。

机械原理共56学时。

理论教学50学时，实验学时6学时。

根据国家教委“高等工业学校机械设计基础课程的教学基本要求”，以我校的教学计划为依据，本着“培养学生综合设计能力”的教学宗旨，开设了机构运动简图测绘实验（实验一）、机构运动参数测试实验（实验二）、机构组合创新设计实验（实验三）、转子动平衡实验（实验四）作为机械原理的基本实验内容。

其中，动平衡实验由于设备老化，目前设备达到的教学效果完全可以由课内教学实现，因此目前该实验暂时取消。

待购置现代动平衡试验设备后即可随时开设。

此外，已在部分班级试点选修实验——范成实验的计算机虚拟实现、选做研究项目运动参数测试实验台的软硬件改进设计等。

同时，还拟开设选修实验——范成实验的模型实现，综合性、开放性实验——运动方案分析实验。

这部分实验内容暂时单独成篇，待条件成熟即可列入本实验指导书。

附录2中的机构应用工程实例是为了开阔同学们的视野，其实是工程实际中实现某种功能的一个运动方案，而决不是唯一的、或最好的解。

实验考核成绩分预习、实验操作、实验报告三部分。

实验成绩并入课程总成绩，约占10%。

为便于同学们预习，了解实验内容，完成实验报告，特编著本实验指导书。

机械工程测试技术实验指导书实验目的本实验旨在通过对机械工程中常见测试技术的实际操作，培养学生的工程实践能力和实验操作技能，加深学生对机械工程测试技术的理解和应用。

实验器材与材料•万能试验机•温度计•流量计•压力传感器•液压泵•结构件样品实验内容实验一：静态力测试1.使用万能试验机进行静态力测试时，首先要保证试验机的稳定性和安全性，检查是否有异常噪声或松动部件。

2.将结构件样品放置在试验机的夹具上，注意调整夹具的夹紧程度，使其紧固结构件样品，但不会损坏样品。

3.开启试验机，并设置合适的试验速度和加载方式，开始静态力测试。

4.记录下结构件样品在不同加载条件下的变形数据和加载力数据。

实验二：温度测试1.使用温度计进行温度测试时，先进行校准操作，确保温度计的准确性。

2.将温度计放置于待测物体附近，确保不会受到其他外来热源的影响。

3.等待一段时间，让温度计的读数稳定下来，记录下稳定时的温度数据。

4.如有需要，可重复上述步骤，记录不同时间点的温度数据，以进行温度变化分析。

实验三：流量测试1.连接流量计与待测管道，确保连接紧固，并检查流量计的通电和工作状态。

2.开启流量计，并调整合适的流量范围和测量单位。

3.通过调节管道流速或水泵转速，使流量计读数稳定在设定范围内，并记录下实际流量数据。

4.如有需要，可重复上述步骤，记录不同操作条件下的流量数据，以进行流量变化分析。

实验四：压力测试1.将待测液体接入压力传感器的输入端，确保连接管道紧固，并检查传感器的通电和工作状态。

2.开启液压泵，调整液压泵的工作压力，并观察压力传感器的读数。

3.记录不同压力值下的压力传感器读数，并考虑压力值与读数的关系。

实验注意事项1.所有实验前都要检查实验器材的完整性和安全性。

2.在进行力测试时，要注意保护试验机夹具和结构件样品不受损坏。

3.在进行温度测试时，要避免热源和其他干扰因素的影响。

4.在进行流量测试时，要确保流量计的正常工作和精确度。

实验一. 金属泊式应片：直流单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果。

实验所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V(频率/电压)表。

实验注意事项：（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际并不存在。

（2）在更换应变片时应关闭电源。

（3）实验过程中如发现电压表过载，应将量程扩大。

（4）接入全桥时，请注意区别各应变片的工作状态，桥路原则是：对臂同性，邻臂异性。

（5）直流电源不可随意加大，以免损坏应变片。

实验步骤：（1）直流电源旋在±2V档。

F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。

（2）观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。

放大器增益旋至最大。

（3）差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。

（4）根据图1的电路，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。

图中r及w1为调平衡网络，先将R4设置为工作片。

（5）直流电源打到±4V，调整电桥平衡电位器使电压表为零（电桥调零）。

（6）测微头调整在整刻度（0mm）位置，开始读取数据。

图1 应变片直流电桥电路（11）在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度。

思考题1．根据X—V曲线，计算三种接法的灵敏度K=∆V/∆X，说明灵敏度与哪些因素有关？2．根据X—V曲线，描述应变片的线性度好坏。

3．如果相对应变片的电阻相差很大会造成什么结果，应采取怎样的措施和方法？4．如果连接全桥时应变片的方向接反会是什么结果，为什么？霍尔式传感器霍尔元件的结构中，矩型薄片状的立方体称为基片，在它的两侧各装有一对电极。

一个电极用以加激励电压或激励电流，故称为激励电极。

另一个电极作为霍尔电势的输出，故称霍尔电极。

在实际应用中，当磁场强度H（或磁感应强度B）和激励电流I中的一个量为常量，而另一个作为输入时，则输出霍尔电势Uh(或B)或I。

《机械振动》课程实验指导书机械与车辆学院2009年6月编制目录单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定 (2)单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定 (7)多自由度系统固有频率和振型测试 (11)单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定实验指导书一、试验目的1．学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线； 2．学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线；二、试验原理有阻尼的强迫振动，当经过一定时间后，只剩下强迫振动部分，有阻尼强迫振动的振幅特性：st st x x Du u A β=+-=22224)1(1动态振幅A 和静态位移st x 之比值称为动力放大系数：stx A D u u =+-=22224)1(1β 加速度响应和位移响应的关系：)sin()sin(4)1(12220ϕωβϕω-=-+-==t t Du u K F x x x e e st)sin()sin(20..ϕωβϕωβ--=--=t t u KF x e a e根据幅频特性曲线：在1<D 时，共振处的动力放大系数Q DD D =≈-=211212max β，峰值两边，2Q =β处的频率1f 、2f 称为半功率点，1f 与2f 之间的频率范围称为系统的半功率带宽。

代入动力放大系数计算公式22124112202,12202,1D Q D f f f f ==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=β当D 很小时解得：D f f 21202,1 ≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 即2021224Df f f ≈- 0122f f f D -=三、试验系统组成实验用仪器设备见表1。

表1 实验用仪器设备试验系统布置如图1所示：图1 试验系统布置简图四、试验准备1.如图1安装好试验设备，并连线，质量块放到简支梁底部，传感器安装到简支梁的中部；2.认真检查各联结件是否正确安装、紧固情况；3.检查各传感器信号线连接的正确性；4.系统上电预热30分钟五、试验内容1.测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线；2.根据幅频特性曲线确定系统的固有频率和阻尼比六、试验方法1．开机进入DASP2000波状态;2．把ZJY-601A型振动教学试验仪的频率按钮用手动搜索一下简支梁当前的共振频率，调节放大倍数道“1”挡，不要让共振时的信号过载。

《机械⼯程测试技术基础实验指导书》测试技术基础实验指导书机械与汽车⼯程学院机械设计教研室丁曙光、赵⼩勇⼆OO七年⼗⼀⽉实验⼀电阻应变⽚的灵敏的测定⼀、实验⽬的1、掌握电阻应变⽚灵敏系数的⼀种测定⽅法。

2、练习使⽤YJD-1静动态电阻应变仪。

⼆、实验原理1、电阻应变⽚的灵敏系数测定原理：当电阻应变⽚粘贴在试件上受应变ε时，其电阻产⽣的相对变化εK RR=? （1—1）⽐值K 即为应变⽚的灵敏系数。

只要应变量不过分⼤时，K 为常数。

当RR及ε值分别测得后，K 值即可算出。

等强度梁表⾯轴向应变ε，可从挠度计上百分表的读数算出：24lhf=ε（1—2）式中 f ——百分表读出的挠度计中点的挠度值。

h ——等强度梁厚度。

l ——挠度计跨度。

电阻应变⽚的相对电阻变化RR是根据电阻应变仪测出的指⽰应变仪ε和应变仪所设定的灵敏系数值K 仪（通常⽤K 仪=2.0）算得：仪仪ε?=?K RR∴应变⽚的灵敏系数 K=24hf/l K R R仪仪εε?=? （1—3）实验时可采⽤分级加载的⽅式，分别测量在不同应变值时应变⽚的相对电阻变化，以⽽验证它们两者之间的线性关系。

2、YJD-1型静动态应变仪的使⽤⽅法：YJD-1型应变仪可⽤于静动态应变测量。

其主要技术参数为：静态时量程0～±16000µε，基本误差<2%，动态测量时量程①0～±2000µε，②0±400µε，⼯作频率0～200HZ ，采⽤应变⽚的灵敏系数在 1.95～2.60范围内连续可调。

配套使⽤的P20R-1预调平衡箱共20点，预调范围为±2000µε，重复误差±5µε。

静态应变测量时操作步骤：①将应变⽚出线与应变仪连接，半桥接法时（参见图2—1），将应变⽚R 1、R 2分别接到AB 和BC 接线柱，此时应变仪⾯板上A ’DC’三点⽤连接铜⽚接好，应变仪内AA ’和CC ’⼀对120Ω精密电阻构成另外半桥；全桥接法时，将A’D C ’三点连接铜⽚拆除，应变⽚R 1，R 2，R 3，R 4分别接到ABCD 接线柱上并拧紧。

LSC-II螺栓组及单螺栓联接综合实验台一、工程应用实例螺纹联接是机器中广泛采用的联接形式，常为可拆联接。

在机械设计中大量使用螺纹联接，例如流体传动中液压缸的法兰盘联接、汽车发动机中汽缸盖与缸体的联接等。

在日常生活中，螺栓组联接也有广泛应用，例如空调的室外机的托架等等。

二、实验问题的提出在螺栓承受变动外载荷时，粗螺栓的疲劳寿命比细长螺栓的寿命短，这是为什么呢？另一方面，在机器设计中可以通过哪些措施来提高螺栓的疲劳寿命，机械设计中介绍了三种措施：（1）提高被联接件的刚度；（2）减小螺栓的刚度；（3）提高螺栓联接的预紧力。

也可以同时采用上述三种措施。

第（1）（2）种措施将导致螺栓联接残余预紧力的减小，这对有密封要求的联接是必须考虑的；第（3）种措施会导致螺栓静强度的减弱。

上述结论正确吗？我们通过本实验来观察、分析螺栓的联接特性。

螺栓联接常成组使用。

在外界转矩或倾翻力矩载荷作用下，每只螺栓上承受的载荷一样吗？各螺栓上承受载荷间有什么关系呢？让我们用实验来研究这一问题。

三、实验目的现代各类机械工程中广泛应用螺栓组机构进行联接。

如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态性能参数是工程技术人员面临的一个重要课题。

本实验通过对一螺栓组及单个螺栓的受力分析，要求达到下述目的：（一）螺栓组试验（1）了解托架螺栓组受翻转力矩引起的载荷对各螺栓拉力的分布情况。

（2）根据拉力分布情况确定托架底板旋转轴线的位置。

（3）将实验结果与螺栓组受力分布的理论计算结果相比较。

（二）单个螺栓静载试验了解受预紧轴向载荷螺栓联接中，零件相对刚度的变化对螺栓所受总拉力的影响。

（三）单个螺栓动载荷试验通过改变螺栓联接中零件的相对刚度，观察螺栓中动态应力幅值的变化。

2四、螺栓试验台结构及工作原理(一)螺栓组试验台结构与工作原理螺栓组试验台的结构如：图1所示。

图中1为托架，在实际使用中多为水平放置，为了避免由于自重产生力矩的影响，在本试验台上设计为垂直放置。

《机械设计》实验指导书前言实验是机械设计课程中重要的实践性环节，通过实验不仅可以验证理论知识，加深对理论知识的理解，而且可以培养同学的动手能力，观察分析能力和勇于探索的创新精神。

机械设计实验是《机械设计》课程的重要实践环节，其教学目标是使学生更好地理解和深刻地把握课程的基本知识，并在此基础上训练学生动手能力、综合分析问题和创新设计的能力，按照《机械设计》课程教学大纲的要求，编写了此实验指导书，设置的具体实验项目：带传动效率实验、轴系结构设计与分析实验、减速器拆装实验3项实验。

实验一 带传动效率实验实验学时：2 实验类型：验证一、实验目的了解带传动实验台的组成和工作原理；观察带传动中的弹性滑动现象，以及它们与带传递的载荷和转速之间的关系。

测定传动效率和滑动率与所传递的载荷和转速之间的关系，绘制带传动的效率曲线和滑动曲线。

二、实验原理、方法和手段带传动原理是张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。

带传动的效率，当主动轮与从动轮直径相等，即传动比i=1时，可按下式求得1122n T n T ==主动轮的功率从动轮的功率η式中：T 1 ——输入力矩，N·m ；T 2 ——输出力矩，N·m ； n 1 ——输入转速，r/min ； n 2 ——输出转速，r/min 。

由于带的紧边与松边拉力不等，使带的两边弹性形变不等引起带与轮面的微量相对滑动称为弹性滑动。

带传动在工作中的滑动程度用滑动系数ε表示，它是随负载的大小而变化的。

可按下式求得121n n n -=ε 式中： n 1 ——输入转速，r/min ； n 2 ——输入转速，r/min 。

滑动曲线就是表示带在不同负载时滑动的程度的曲线，可分别以主动轮转速和负荷档位为横坐标，以滑动系数ε为纵坐标来绘制。

三、实验条件1．柜式带传动效率测试分析实验台。

2．笔、草稿纸(此项自带)。

四、实验内容与步骤1．根据实验要求加初拉力（调整张紧螺丝）。

实验二机械运动参数测定实验指导书一、实验目的:1.通过实验了解：位移、速度、加速度测定方法。

角位移、角速度、角加速度的测定方法；转速及回转不均匀系数的测量方法。

2.通过实验初步了解“机械动态参数测定实验台”及光电脉冲编码器、同步脉冲发生器（或称角度传感器）的基本原理，并掌握它们的使用方法。

3.通过比较理论运动线图与实测运动线图的差异，并分析其原因，增加对速度、角速度、特别是加速度、角加速度的感性认识。

二、实验台简介：1、主要技术参数1) 曲柄原始参数：曲柄AB 的长度LAB：可调0.04～0.06m。

曲柄质心S1 到A 点的距离LAS1=0。

平衡质点P1 到A 点的距离LAP10.04～0.05：可调。

曲柄AB 的质量（不包括MP1）M1=2.55kg。

曲柄AB 绕质心S1的转动惯量（不包括MP1）JS1=0.00475kgm2。

P1点上的平衡质量MP1可调。

2) 连杆原始参数：连杆BC 的长度LBC：可调0.27～0.30m。

连杆质心S2到 B 点的距离LBS2=LBC/2。

连杆BC 的质量M2=0.55kg。

连杆绕质心S2的转动惯量JS2=0.0045kgm2。

3) 摇杆原始参数：摇杆CD 的长度LCD=0.13~0.18m。

摇杆质心S3到C 点的距离LAS3=0.14m。

平衡质点P3到 C 点的距离LAP3:可调。

摇杆CD 的质量（不包括MP3）M3=0.624kg。

摇杆CD 绕质心S3的转动惯量（不包括MP3）JS3=0.05kgm2。

P3点上的平衡质量MP3:可调。

4) 机架原始参数：机架铰链的距离LAD=0.34m。

浮动机架的总质量M4=32.65kg。

加速度计的方向角а：可调0~3600。

5)连杆原始参数：连杆DE 的长度L DE：可调0.27~0.31m。

连杆质心S4到D 点的距离L BS4=0.15m。

连杆DE 的质量M4=0.55kg。

连杆绕质心S4的转动惯量J S4=0.0045kgm2。

农业机械学实验指导书农机教研室主编黑龙江八一农垦大学工程学院2005.4前言本实验指导书是依据农业机械学教学大纲和实验大纲要求，为达到教学目的和要求而编写的。

通过实验教学培养学生的动手能力和创新能力，加强学生基本技能的训练，培养学生运用所学知识和技能解决生产实践中有关问题能力。

要求学生牢固掌握和深入理解每个实验基本原理，熟悉仪器和掌握实验方法，养成独立操作和分析能力；通过实验操作过程和指标测定，进一步了解所测定指标的实际使用意义和实践操作技能；通过实验教学要求学生有强烈的事业心，热爱农机事业，应用所学的理论知识解决实际中存在的问题。

实验中要认真、仔细，爱护公共财产，并能严格遵守课堂纪律，注意安全，以保证顺利完成每个实验。

学时分配：本课程总学时为60学时，其中实验8学时教学形式：实验前要求学生预习实验内容。

实验课上指导教师讲解实验的基本原理、方法及操作的使用，指导学生独立完成具体实验过程、完成实验报告。

实验性质：操作和测定性实验。

根据学生在实验中的表现及实验完成操作完成情况打分，结合实验报告情况综合评分。

实验成绩单独记分，作为本课程的一部分。

实验一 排种器性能试验及播量调整一、目的与要求1. 掌握48行谷物条播机的播量调整原理和方法。

2. 掌握排种器排种能力，均匀度、均齐度的测定方法。

二、原理与方法1. 播量调整原理是通过改变槽轮在排种杯内有效工作长度和槽轮转速来调整播量的。

槽轮在排种盒内的伸出长度，称为槽轮的有效工作长度。

对于播种机总播量的调整，工作中可轴向移动排种轴，改变槽轮的工作长度，以调节整台播种机的播量，一般要求总播量误差在±4％，最大不超过10％；对于排种器单体的播量调节是通过调整单个外槽轮在排种杯内的长度而改变播量的，一般要求单个排种器排种误差在±1％，最大不超过4％。

2. 排种器性能实验是播种作业前检查排种器工作质量的重要手段。

通过排种器性能实验可以检查总播量稳定性，排种一致性，条播均匀性等性能指标。

机械传动性能综合测试实验指导书一、实验目的1.了解机械传动效率测试的工程试验方法及常用测试设备及其精度；2. 分析传动系统效率损失的主要原因，掌握常用传动系统的特点及其效率范围；3. .认识智能化机械设计综合实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。

二、实验原理及设备.本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。

机械设计综合实验台的工作原理如图1所示。

图1 实验台的工作原理机械设计综合实验台各硬件组成部件的结构布局如图2所示。

1-变频调速电机2-联轴器3-转矩转速传感器4-试件5-加载与制动装置6-工控机7-变频器8电器控制柜9-台座实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。

表1序号组成部件技术参数备注1 变频调速电机550W YP-50-0.55-4-B32 ZJ型转矩转速传感器Ⅰ.规格5N.m ;输出讯号幅度不小于100mVⅡ.规格50N.m;输出讯号幅度不小于100mV3 机械传动装置(试件)直齿圆柱齿轮减速器i=5蜗杆减速器i=10V型带传动齿形带传动P b=9.525 Z b=80套筒滚子链传动Z1=17 Z2=25WPA50-1/10O型带3根08A型3根4 磁粉制动器额定转矩: 50 N.m激磁电流: 2A允许滑差功率: 1.1Kw5 工控机PC-500机械设计综合实验台采用自动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果。

其控制系统主界面如图2所示，软件操作指南见附件二。

图2 实验台控制系统主界面运用“机械设计综合实验台”能完成多类实验项目（表2），可根据专业特点和实验教学改革需要指定，也可以让学生自主选择设计实验类型与实验内容。

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。

其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习爱好。

其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，把握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。

3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验，把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。

4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。

5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。

6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验，把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍，了解电荷放大器的原理和使用方法。

7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，把握光电传感器的原理与应用方法。

8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。

9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。

《机械原理》课程课程编号：428014实验指导书主撰人：聂时君审核人：朱连池单位：通信与控制工程系二O一三年五月目录实验一、机构认知实验二、机构运动简图的测绘和分析实验三渐开线齿廓的范成实验实验四、渐开线齿轮参数的测定实验实验五、刚性转子的动平衡实验注：红色标记为本学期我们所要做的实验项目，请大家写好预习实验报告。

前言1．实验总体目标通过实验教学，应达到以下目标：1.巩固本课程所要求的基本理论知识，加强实践认识，提高实践能力；2.了解一些与本课程有关的最基本的机械实验方法，并且运用实验方法研究机械的技术。

2. 适用专业年级机械设计制造及其自动化专业2年级3. 实验课时分配实验项目实验要求实验类型每组人数实验学时实验一预习实验报告验证 1 2实验二预习实验报告综合 1 2实验三预习实验报告设计 1 2实验四预习实验报告综合 1 2实验五预习实验报告综合 3 24. 实验环境主要面向机械专业开展机械基础实验与机械系统创新设计及制作的实践教学。

机械原理实验室包括“常用机构陈列柜参观及创新设计盒功用熟悉”、“机构运动简图测绘分析”、“渐开线齿阔范成原理”、“基本机构运动参数测量与分析”、“回转构件的动平衡”等。

5. 实验总体要求首先，学生应认真预习实验教材，明确实验的目的与要求，掌握与实验相关的理论知识，了解要做实验对象的内容；其次，了解实验所用的设备和仪器，实验时了解使用方法和操作过程，实验后对测试数据进行数据处理。

6. 本课程的重点、难点及教学方法建议1.了解典型的机械加工设备的工作原理，各组成部分及其功用，认知机、电、液在机械设备上的应用，重点认知真实机器上的常见机构及其作用。

2.初步掌握测绘机构运动简图的技能；验证和巩固机构自由度的计算，并明确自由度数与原动件数的关系。

3.加深对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性；提高工程实践动手能力；增强创新意识及综合设计的能力。

通过创意方案的组合设计，启发创造性思维和培养动手能力。

《机械工程测试技术》实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解。

掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制霍尔传感器静态特性特性曲线，掌握数据处理方法。

二、实验原理当保持元件的控制电流恒定时，元件的输出正比于磁感应强度。

本实验仪为霍尔位移传感器。

在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件控制电流I不变时，Vh与B成正比。

若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数，则当霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K，K为位移传感器输出灵敏度。

霍尔电动势与位移量X成线性关系，霍尔电动势的极性，反映了霍尔元件位移的方向。

三、实验步骤1.有关旋钮初始位置：差动放大器增益打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置±2V档。

2..RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。

3.差动放大器调零，按图6－1接好线，装好测微头。

4.使霍尔片处于梯度磁场中间位置，调整RD使电压表指示为零。

5.上、下旋动测微头，以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm，从离开电压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动，建议每0.5mm读一数，记下电压表指示并填入数据记录表。

6.用以上的位移和输出电压数据，绘出霍尔传感器静态特性的位移和输出电压特性V-X曲线, 指出线性范围。

7.将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点联线的斜率，即得到灵敏度值。

实验可见：本实验测出的实际是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它们的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。

数据记录表四、思考题1.为什么霍尔元件位于磁钢中间位置时，霍尔电动势为0。

2.在直流激励中当位移量较大时，差动放大器的输出波形如何？实验二、电容传感器的直流特性实验内容：加深对电容传感器静态特性的理解。

掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制电容传感器静态特性曲线，掌握数据处理方法。

测试技术基础实验说明书北京航空航天大学机械学院机械制造实验室实验一光栅传感器测位移实验１）.实验目的１.了解光栅传感器的基本结构、特点、工作原理。

２.掌握光栅传感器测量位移的原理及方法。

２）．实验原理光栅位移传感器由光源、聚光灯、标尺光栅、指示光栅和光电元件组成。

光源发出的光线经过透镜照射在光栅上，再通过光栅照射在光电元件上，把光信号转换成电信号。

光栅测量位移的工作原理是基于莫尔条纹现象。

两块栅距w相同，黑白宽度相同的长光栅，当它们的刻线面彼此平行互相靠近，且沿刻线方向保持成一个很小的夹角θ时，由于遮光效应或光的衍射作用，在a-a线上，两块光栅的黑色刻线相交，透光缝隙相重，因此形成一条亮带。

在b-b线上，一块光栅上的黑色刻线正好将另一块光栅的透光部分挡住，形成一条暗带。

这些明暗相间的条纹就是所谓的莫尔条纹。

当光栅透过的光线越多，光电元件的输出越大，当光栅透过的光线越少，输出信号与位移间的关系可近似的用正弦函数表示。

即： V=Vo+VmSin(2πx/w)式中：V --光电元件输出的电压信号；Vo--输出信号中的平均直流分量；Vm--输出正弦信号的幅值； W --栅距。

X --两光栅间的瞬时相对位移量。

由上式可见，光电元件的输出电压的大小反映了光栅瞬时位移量的大小，从而实现了位移量向电量的转换。

在实际应用中，被测物体的移动方向是经常改变的，而莫尔条纹的明暗变化只与位移有关，而与位移方向无关，为了辨别位移的方向必须增加一个观测点，然后根据两个观测点输出信号U1、U2间的相位关系来定位移的方向。

当光栅正向运动时，U1超前U2 90度，当光栅反向运动时，U2超前U1 90度，利用这一特点，便可构成简单的辨向电路。

通常采用的是“四倍频辨向电路”。

所谓四倍频电路是一种位置细分法，就是使正弦信号在0度、90度、180度、270度都有脉冲输出，可使测量精度提高四倍。

将辨向电路输出信号（Y 1、Y2）送到加、减计数电路进行记数，再通过译码驱动电路，将位移量显示出来。

《机械设计基础》实验指导书《机械设计基础》课题组编景德镇陶瓷学院机电学院机设教研室2006年5月目录实验一：机构和机械传动的陈列演示实验二、低碳钢拉伸时力学性能的测定实验三、平面机构运动简图测绘实验四、渐开线齿廓的范成实验实验五、减速器的拆装实验六、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定实验七、轴系结构组合设计实验八、机械传动测试实验实验九、回转体动平衡实验实验一：机构和机械传动的陈列演示一、实验目的1、“机械基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，是一门实践性很强的课程。

学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。

通过本实验学生可以初步了解机构及机械零件的组成，建立一定的工程背景知识。

2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通用零部件结构特点、组成、运动和传动特点。

3、增加学生的感性认识，培养他们对机械基础课程学习的兴趣，使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。

二、实验步骤1、实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。

首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。

实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。

2、观看通用零部件。

因每种零部件上都有说明。

所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法，让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。

三、实验设备模型陈列柜，分机械原理部分和机械设计部分。

机械原理部分有：第一柜：机器的组成及特征；第二柜：平面连杆机构；第三柜：平面连杆机构的应用；第四柜：齿轮的基本参数；第五柜：齿轮机构；第六柜：凸轮机构；第七柜：组合机构；第八柜：周转轮系功用；第九柜：停歇和间歇运动机构；第十柜：空间机构机械设计部分有：第十一柜：机座及箱体；第十二柜：润滑与密封；第十三柜：齿轮传动；第十四柜：滑动轴承；第十五柜：滚动轴承；第十六柜：轴的类型及轴上零件应用；第十七柜：联轴器；第十八柜：轴的典型结构及轴上零件固定方法；第十九柜：铆接、焊接、胶接、过盈配合；第二十柜：离合器；第二十一柜：常用标准件及键联接第二十二柜：常用标准件及螺纹联接；第二十三柜：键、销及其联接；第二十四柜：常用标准件及螺旋传动；第二十五柜：典型滚动轴承的组合设计；第二十六柜：齿轮与蜗杆结构；第二十七柜：带传动；第二十八柜：带的张紧装置及初拉力控制；第二十九柜：链传动；第三十柜：弹簧。

实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。

2)掌握应变传感单元（电桥）丈量的工作原理。

3)经过对悬臂梁的应变丈量，掌握动静态应变丈量的基本方法。

二、实验原理电阻应变丈量技术是一种确立构件表面应力状态的实验应力剖析方法。

其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。

经过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或许输出与应变为正比的电信号，用模拟或数字记录设施记录信号，便可获得被丈量的应变或应力。

目前，电阻应变丈量技术已成为实验应力剖析中宽泛应用的一种方法，拥有以下特色：应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力散布。

丈量敏捷度、精度高。

应变最小分辨率可达 1 微应变。

丈量应变的范围广。

可由 1 微应变到几万微应变。

频次响应好。

可丈量0 ～ 10 万赫的动应变。

可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行丈量。

因为丈量过程中输出的是电信号，所以简单实现自动化、数字化，并能进行远距离丈量和无线电遥测。

通用性好。

不只合用于丈量应变，并且可制成各样高精度传感器，用于丈量载荷、位移、加快度、扭矩等力学量。

可是该丈量方法也有它的弊端，主要表此刻只好丈量构件表面某一方向的应变，应变计有必定栅长，只好测定栅长范围内的均匀应变。

在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则丈量偏差较大。

电阻应变片因为构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来丈量，以下图。

电阻应变片是将被测点的应变量变换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的敏捷度S g来权衡）。

电阻应变仪是将这电参量，经放大办理后再变换成应变量。

电阻应变丈量剖析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大 / 调治器、数据收集和输出（显示 / 记录）三部分所构成。

电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关u0 S (buy1234)14g R R2系 , 计算公式以下：a I abcc此中： S g—应变片的敏捷度I adcu yu0—供桥电压 (V)4R3R上式表示：相邻桥臂的电阻变化率（或应d变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相u加。

机械测试技术教学大纲
摘要：
一、课程概述
二、课程性质与地位
三、教学目标和培养要求
四、课程内容与教学安排
正文：
《机械测试技术》是一门重要的机械工程基础课程，旨在培养学生的测试技术知识和实际应用能力。

该课程的教学大纲如下：
一、课程概述
《机械测试技术》是一门研究机械工程领域中测试技术的学科，主要涉及机械系统、机构、零部件和材料的各种测试方法和技术。

该课程的教学内容包括测试原理、测试方法、测试仪器和测试数据分析等方面。

二、课程性质与地位
《机械测试技术》是机械工程领域中的重要基础课程，旨在为学生提供测试技术方面的知识和技能，培养学生解决实际工程问题的能力。

该课程与机械设计、制造、运行和维护等方面密切相关，是机械工程领域中不可或缺的课程。

三、教学目标和培养要求
通过本课程的学习，学生应掌握机械测试技术的基本原理、方法和应用，了解测试技术的最新发展动态。

学生应具备以下能力：
1.能够熟练掌握机械测试技术的基本原理和常用方法；
2.能够运用测试技术解决机械工程中的实际问题；
3.能够熟练使用常见的测试仪器和设备；
4.能够对测试数据进行分析和处理。

四、课程内容与教学安排
本课程的教学内容包括机械测试技术的基本原理、测试方法、测试仪器和测试数据分析等方面。

机械测试技术实验指导书测控技术与仪器教研室2003年9月实验一：应变片的粘贴一、实验目的：1．熟悉应变片的工作原理 2．掌握应变片的粘贴工艺 3．加深对传感器结构的认识二、实验仪器：锯条、导线、电阻应变片、丙酮、药棉、502胶水、铁砂布、绝缘胶布、电烙铁、万用表等。

三、实验原理：1．金属的电阻应变效应当金属丝在外力作用下方式机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为属的电阻应变效应。

设有一根长度为l 、截面积为S 、电阻率为ρ的金属丝，在未受力时，原始电阻为： lR Sρ= （1－1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ∆，横截面积相应减小S ∆，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ∆，故引起电阻值的变化R ∆。

对式（1－1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：R l S R l S ρρ∆∆∆∆=-+ （1－2） 式中的l l∆为电阻丝的轴向应变，用ε表示，常用单位με（61110/mm mm με-=⨯）。

若径向应变为rr∆，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比μ表示为：()r l r l μ∆∆=-，因为2S rS r∆∆=，则（1－2）式可以写成：0(12)(12)R l l l l k R l l l lρρμμρρ∆∆∆∆∆∆∆=++=++÷= （1－3） 式（1－3）为“应变效应”的表达式。

0k 称金属电阻的灵敏系数，从式（1－3）可见，0k 受两个因素影响，一个是(12)μ+，它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是ρρε∆，是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。

对于金属材料而言，以前者为主，则012k μ≈+，对半导体，0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。

实验也表明，在金属电阻丝拉伸比例极限内，电阻相对变化欲轴向应变成正比。

通常金属丝的灵敏系数02k =左右。

2．应变片的测量原理用应变片测量受力应变时，将应变片粘贴于被测对象表面上。

在外力作用下，被测对象表明产生微小机械变形时，应变片也随同变形，其电阻值发生相应变化。