机械性能测试综合实验思考题答案全集

综合实验一 机床主轴的回转误差运动测试预习思考题答案

1、什么是误差敏感方向？车床主轴的误差敏感方向是什么方向？

答：与一个通过瞬时加工点（或测量点），并垂直于理想工件形成表面误差的直线相平行的方向。沿这个方向的回转误差运动对加工误差（或测量误差）影响很大。车床主轴的误差敏感方向为其直径方向。

2、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？

答：直角坐标形式——以主轴转角为自变量，误差运动为因变量所表达的图形。 圆图像——以转角为自变量。某种误差运动为因变量的极坐标图形，与普通极坐标图形的不同之处：

普通的 幅值由原点计起

圆图像 幅值由基准圆的圆周计起。

3、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？

答：打表法、单向法、双向法

打表法：由此法测得的结果不能反映主轴工作状态的误差运动。并含有很多非误差运动成份。它只能观察到两个极限值，不能加以记录。因此无法进行分析而找出产生误差的原因。

单向法：直角坐标显示，图形不便于判断分析结果，必须要克服偏心的影响。

4、机床主轴为什么会产生偏心误差？什么是消偏，为什么要消偏？

答：机床主轴在设计、加工、安装过程中会产生误差导致偏心。消偏就是消除由偏心所产生的正弦分量。偏心的存在不便于判断分析结果，故需要消偏。

5、何为机械消偏？如何机械消偏？机械消偏对标准盘的制造和安装有什么要求？

答：机械消偏就是用机械的方法消除偏心误差。 方法是：用两个标准盘，将其偏心方向相差180。安装，使其偏心所引起的正弦分量相等。两者相加时互相抵消来达到消偏的目的。要求：标准盘的制造精度高，安装时两标准盘偏心相差180°。

6、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？

答：电气消偏就是利用电路来消除偏心误差。 方法：将测振仪的输出信号同时接到回转精度测试仪的R输入端，调节移相器A的移相旋钮和增益电位器，使相位与R端信号相差180o，幅值等于R端信号基波的幅值，两者经加法器3相加，达到消偏的目的。标准盘的制造精度应高些，安装时应与机床主轴同轴。

7、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？

答：带通I：提取主轴偏心信号。带通II：获取方波的基波，形成谐信号。 限幅器：输出同频率恒定方波

移相器A：改变偏心信号相位，使相差180°。移相器B：调整相位，使出现正的李萨育图形。乘法器：混频作用。

8、使用回转误差运动测试仪进行回转误差运动测试，应该选择什么类型的传感器？传感器如何正确安装？如何标定？如何得到回转轴误差运动的真实值？ 答：涡流式传感器，传感器模拟刀具安装在刀架的方位上，传感器输出为该工作状态下对应测点位置的径向误差运动和被测表面安装偏心所产生的误差之和。

9、如何用最小二乘方圆对获得的圆图像进行处理？

答：用一同心圆模板来套曲线，这时有一内接圆和一外接圆，两圆的半径差即为误差值，但应注意这样的两同心圆与误差的接触形态应满足最小条件——即同心圆的内、外接圆至少应各有二点与曲线接触，且内外圆节点应该是相同的。

10、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？

答：如果传感器安装时，没有完全垂直机床主轴，测试结果将会偏大，测试结果在垂直方向上的投影才是正确的。因为其测量的不是机床主轴的误差敏感方向。 综合实验二 机械结构的功率和效率测试预习思考题答案

1.扭矩的测量一般需要哪两个参数，为什么？

答：轴的尺寸d或 D。、d。及L。材料的剪切弹性模量G一定，转轴的剪应变γ和相距L两断面的转角就只与扭矩有关,且成正比例。因此扭矩的测量都是将这两个参数通过机电变换器转换成电量测量,扭矩仪即根据这原理制成。

2.有哪2种方法可以测量轴的扭矩？其原理是什么？

答：电阻应变片式和相位差式两种

电阻应变式扭矩仪是利用应变片将由扭矩产生的剪应变转换成电量而进行测量。应变片可直接贴在需要测量扭矩的传动轴上，也可以贴在一根特制的传动轴上制成应变式扭矩传感器，应用于各种需要测量扭矩和功率的传动试验装置上。根据式，可见一根受扭的轴在扭矩Mn的作用下,轴上间隔一定距离的两个断面之间将产生一个相对转角θ,如果在这两个断面上各安装一个机电信号变换器,则两个信号变换器产生的电信号之间将有一个相位差Δø。由于θ角正比于扭矩Mn, 相位差Δø又正比于θ角,因而相位差也正比于扭矩Mn测出相位差后,根据标定曲线就可获得扭矩值。

3.在测量扭矩过程中，应变片如何粘贴，如何组成桥式电路？

答：剪应变是角应变, 应变片不能直接测得剪应变,但从材料力学知剪应变可由下式求得: γ=ε45º-ε135º，式中，ε45º—— 沿轴线45°方向贴片测得的应变值; ε135º——沿轴线135°方向贴片测得的应变值。因此,只要我们沿轴线成45°和135°方向贴片,并将这两个应变片分别接在电桥相邻的两个桥臂中，从电桥的加减特性可知应变仪的读数就是剪应变值。再根据标定曲线就可换算成扭矩值。为了提高测量的灵敏度,并消除其它力学参数的影响,通常在传动轴上选取适当的截面,在截面圆周方向每隔90º布置一个应变片。其贴片方向沿轴线成45°和135°的方向，并将它们接成全桥的测量形式。当传动轴直径很小，贴片位置受到限制且只承受扭矩，可沿轴线在不同截面上贴片。

4.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？ 答：弹性轴未受到扭矩时,如果两对内外齿轮安装相对应,则两信号之间没有初相位差；如果错开一个角度安装,则两信号之间有一个初始相位差ø。JSC-1型磁电式相位差扭矩传感器的两对齿轮错开半个齿安装,两列信号之间相位差角ø。=180º。

5.该实验的背景资料中，图3-8中A～K的作用是什么？其测量有负载情况下的相位差的原理是什么？

答： A、B – 整形放大电路; C – 鉴相电路; V – 时间脉冲发生器 E – 与门一; F – 定时电路; G – 与门二; H – 时间系数开关;

J – 计数器; K – 零位调整开关。

6.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？

答：主要由外定子、内定子,转子,线圈以及工作间隙中的磁粉组成。线圈安装在外定子内,内定子内设有冷却水槽,转子中央装有隔磁环,阻止磁通穿过。转子由连接盘和输入轴相连,随输入轴旋转。输入轴由轴承支承在壳体上,当位于外定子内的线圈通入激磁电流后,制动器产生如图所示的磁通使工作间隙中的磁粉磁化;磁化的磁粉呈链状,与定子接触面和转子接触面结合,靠磁粉间磁化后的结合力和磁粉与定子,转子工作面之间的结合摩擦力对转子产生滑差扭矩,其扭矩大小

与激磁电流有关,随着激磁电流的增大,工作间隙中的磁感应强度也随之增大,磁粉间的结合力和磁粉与定子和转子表面的结合力也增大, 转子的滑差扭矩就相应增大,因此调节激磁电流的大小就能调节磁粉制动器的滑差扭矩。

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？ 答：本试验中使用电动机为动力装置，磁粉制动器作为加载装置

8.在功率正式试验前,为什么必须先对台架本身进行标定，如何标定？