机械工程测试技术实验指导书(终稿)教材
机械工程测试技术实验指导书
主编：朱红瑜
河南工业大学机电工程学院
学生实验须知
1每次实验之前必须仔细阅读实验指导书中相应部分的内容。2必须遵守实验室各项规章制度，并按预先编组在规定实验台位进行实验，未经许可不准擅自调换台位。
3同学们应爱护国家财产，认真按照操作规程和指导教师指导进行各项实验操作。
4不准随意拆装仪器，随意玩弄各操作按钮，开关等。凡违返规定者视情节轻重作严肃处理，造成仪器设备损坏者一律照价赔偿。
5同一台位的同学对本台位仪器设备、工具、材料共同负责，实验结束时应报告实验老师检查。如有丢失、损坏情况发生，在同一台位同学无自动承担责任时由该台位实验同学共同承担赔偿。
目录
实验一电阻应变片及电桥特性实验 4 实验三电容传感器特性及相敏电路特性实验10 实验四滤波器滤波特性实验12 实验五*虚拟仪器振动测试实验15
注：带*的实验项目为综合性实验
实验一 电阻应变片及电桥特性实验
一、实验目的
1、了解电阻应变片的结构。
2、观察应变效应，掌握应变片的作用。
3、熟悉应变片电桥的各种接法及其输出特性。
二、实验仪器及设备
SET-N 传感器实验仪
所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、应变片、F/V 表、主、副电源。
三、有关旋钮的初始位置
直流稳压电源打到±2V 档，F/V 表打到2V 档，差动放大增益最大。
四、实验原理
应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，ΣR=R
R
∆；当二个应变片组成差动状态工作，则有ΣR=
R R
∆2；用四个应变片组成二个差对工作，且R1=R2=R3=R4=R ， R=R
R ∆4 。由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。
五、实验内容及其步骤
1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表各贴二片受力应变片。
2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口Vi 相连；开启电源；调节
差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭电源。
3、根据图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4=Rx为应变片。将稳压电源的切换开关置±4V档，F/V表置20V档。开启电源，调节电桥平衡网络中的RW1，使F/V表显示为零，等待数分分钟后将F/V表置2V档，再调电桥RW1（慢慢地调），使F/V表显示为零。
图1
4、在传感器上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个娄值并将这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S= V/ W，并作出V-W关系曲线，V为电压变化率，W为相应的重量变化率。
5、保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节电桥RW1使F/V 表显示为零，重复（4）过程同样测得读数，填入下表：
6、保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节电桥RW1同样使F/V表显示零。重复（4）过程将读出数据填入下表：
7、在同一座标上描出X-Y曲线，比较三种接法的灵敏度。
六、注意事项
1、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。
2、为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。
3、做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。
4、在更换应变片时应将电源关闭。
5、在实验过程中如有发现电压表发生过载，应将电压量程扩大。
6、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。
7、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。
8、接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向。
七、思考题
1、为什么电阻应变片R1和R3或R2和R4不能作为电桥的相邻两臂构成电桥？
2、为什么在应用应变片传感器时经常采用半桥或全桥形式？
3、电阻应变片的灵敏度与哪些因素有关？
八、实验报告要求
1、绘出三种实验线路图，并加以分析说明。
2、绘出三种输入——输出（X—V）特性曲线。
实验二电感传感器特性及相敏电路特性实验
一、实验目的
1、进一步了解差动变压器与差动螺管式电感传感器的原理和组成。
2、测定电感式传感器输出特性。
3、比较差动变压器式传感器与差动螺管式电感传感器的异同。
二、实验仪器及设备
SET-N传感器实验仪
所需单元和部件：差动螺管式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、F/V表、低频振荡器、双踪示波器、振动平台。
三、有关旋钮的初始位置
音频振荡器频率为5KHz，LV输出幅度为峰峰值2V，差动放大器的增益旋钮旋至中间，F/V表置于2KHz档，低频振荡器的幅度旋钮置于最小音频振荡器4KHZ、差动放大器的增益打到量大，V/F表打到V±2V档。
音频振荡器幅度旋到适中位置。
四、实验原理
电感传感器实验是进行差动变压器和差动电感传感器的特性实验，两种实验的内容及原理基本相同，区别仅在于信号输入源加入的位置不同，当激励电压加入时随着铁芯中点附近的移动，输出电压变发生变化，根据输出电压的变化就可以得到位移量的大小及方向。
五、实验内容及步骤
1、差动变压器实验
（1）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V 表显示为零，关闭电源。
（2）按图2-1接好线路
移相器
（3）转动测微头，调整铁芯到中间位置，方法是：断开调平衡的W1、W2电位器，旋动测微头使输出最小。
（4）调整各平衡及调零旋钮，使电压表读数为零。
（6）作出V—X曲线，并求出灵敏度。
2、差动螺管式电传感实验
（1）差动放大器调零（方法见实验一）按图2-2接线，组成一个电感电桥的测量系统。
图2-2
（2）调整测微头，使铁芯到中间位置，方法是：断开调平衡的W1、W2电位器，旋动测微头使输出最小。
（3）调整各平衡及调零旋钮，使电压表读数为零。
（4）转动测微头，每隔0.5mm记录一个数据，填入下表。
（5）作出V-X曲线，计算出灵敏度。
六、注意事项
（1）此实验只用原差变压器的两个次级线圈，注意接法；（2）音频振荡器必须从LV插口输出。
七、实验报告基本要求
1、熟悉实验线路，能分析说明。
2、绘出两种输入——输出曲线，计算灵敏度并加以比较。
3、回答思考题。
实验三 电容传感器特性及相敏电路特性实验
一、实验目的
了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。
二、实验原理
电容式传感器有多种形式，本仪器中差动变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1,下层定片与动片形成的电容定为Cx2,当将Cx1 和Cx2 接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。
平行板组成的电容器的电容量
δ
εA
C =
通过改变两板的耦合面积A 可以改变电容器的电容量，通过检测变换电路，转变成电信号的变化，并将电信号放大，检波，可测得V=f(x)的输出特性。
三、实验仪器及设备
SET-N 传感器实验仪
所需单元和部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、F/V 表、激振器、示波器
四、实验步骤
1、差动放大器调零（方法见实验一）按图3-1接线
图3-1
2、差动放大器增益旋钮到中间，V/F 表打到±200mv 档，调节测微头，
使输出为零。
3、旋动测微头，每隔0.5mm记录一下电压表的读数直到电容动片与静片覆盖面积最大为止。
4、退回测微器至初始位置，并开始以相反方向旋转，同上法，记下X
5、计算系统灵敏度S=V/△X并作出V—X曲线。
6、卸下测微头，断开电压表，按下激振器按钮，用示波器观察出波形。
五、思考题
1、电容传感器的原理与应用？
2、电容传感器在应用中有哪些形式？哪种形式比较好？为什么？
3、电容传感器在应用中应注意哪些问题？
实验四 滤波器滤波特性实验
一、实验目的
1、了解低通滤波器的基本结构，工作原理及其作用。
2、掌握低通滤波器的幅频特性及其使用方法。
二、实验原理
滤波器是一种选频装置，可以使某给定频率范围内的信号通过而对该频率范围以外的信号极大地衰减。
1．RC 无源低通滤波器
RC 无源低通滤波器原理如图5-1所示。这种滤波器是典型的一阶RC 低通滤波器，它的电路简单，抗干扰性强，有较好的低频性能，构成的组件是标准电阻、电容，容易实现。其传递函数为
=
)(s H 1
1
)()(+=
s s u s u i o τ （5-1） 式中：τ=RC 。
低通滤波器频率特性为 ωτ
ωj j
H +=
11
)(
（5-2） 图5-1 RC 低通滤波器
其幅频特性)(ωA 为 2
)(11)(ωτω+=
A （5-3）
低通滤波器的截止频率为
RC
f c π21
=
（5-4） 图5-2 一阶有源低通滤波器 2．RC 有源低通滤波器
RC 有源低通滤波器原理如图5-2所示。它是将一阶RC 低通滤波网络接入运算放大器输入端构成的。运算放大器在这里起隔离负载影响、提高增益和带负载能力的作用。有源低通滤波器的传递函数为
1
)()()(+=
=
s K
s u s u s H i o τ （5-5） R
式中：1
1R R K F
+
=（R 1、R F 参数可参考图5-2，也可自选）。 频率特性为
ωτ
ωj K
j H +=
1)( （5-6）
式（5-5）与式（5-1）相似，只是增益不同。 3．幅频特性的测试
本实验是对低通滤波器进行幅频特性测试。滤波器的幅频特性采用稳态正弦激励试验的办法求得。可采用信号发生器对滤波器输入正弦信号x （t ）=x0sin ωt ，在其输出达到稳态后测量输出和输入的幅值比。这样可得到该输入信号频率ω下滤波器的传输特性。逐次改变输入信号的频率，即可得到幅频特性曲线。低通滤波器的幅频特性如图5-3所示。
三、实验仪器和设备
1、D2型信号发生器一台；
2、DT —2A 型低通滤波器一台；
3、DS5102CA 数字示波器 仪器连接框图见图5-4所示。
图5-4 仪器连接框图
四、实验步骤
1、将信号发生器与低通滤器用信号线相连。
2、在滤波器输出插头上，并接一直流电压表，旋动零位电位器使其输出为零（调零）。调整完毕后撤去电表。调零时应在静态情况下进行，输入衰减开关和增益变动后，应重复一次调零。
3、将滤波器输入调整开关旋至1位置上，将增益调整旋钮旋至最小。将滤波截止频率旋至所需位置（如10HZ）。
4，开启示波
器电源，按
5、将信号发生器电压调节旋钮调至最小，将输出衰减旋钮调至10，将各频率选择旋钮调至最低，将信号发生器与低通滤波器用信号线相连，开启电源预热5分钟，调节电压旋钮将电压调至2V（输入信号幅值X=2V）。
6、调节频率选择旋钮，将频率调至一适当值，（注意要小于滤波器所调的截止频率），观察示波器波形，并调整示波器衰减旋钮将波形幅值调至适当位置。
9、调节信号发生器频率选择旋钮，调节信号发生器的频率，使其从1Hz 开始，逐渐增加，每次增加1Hz，从示波器上观察滤波器的输出波形变化情况，每改变一次信号频率，待波形稳定了以后读取一组滤波器输入和输出信
五、实验报告基本要求
1、作出低通滤波器的幅频特性曲线A（f）-f。
2、通过实验，对低通滤波器有哪些认识，可得出哪些结论。
实验五*虚拟仪器振动测试实验
一、实验目的
1、了解振动与控制实验中实验台的组成、安装和调试方法。
2、了解虚拟测试仪系统的组成和使用。
3、学会激振器、传感器与测振仪器的操作、使用方法。
4、研究振动振型与振动控制。
二、实验操作
1、打开电脑主机与显示器，调出虚拟仪器中的示波器。连接好传感器线路，打开测振仪，调节示波器各旋钮，使波形正常，便于观察。仪器联接参考图1和图2.
2、测定简支梁一阶固有频率
（1）调节测振仪的频率调节旋钮,观察波形，当波形高度为最高时的频率即为简支梁一阶固有频率。记下测振仪显示的简支梁某点的振幅，作好数据记录。根据实研数据作幅频特性图，幅值为最大时的信号频率，即为简支梁一阶固有频率，此法为共振法，频率应由小到大逐次增大。
（2）用“李萨如图法”测量，点击“X-Y”键，使信号合成一个椭园，
记下此数值，此数值即为一阶固有频率 。此法为椭园法。并观察欠共振，共振，过共振。
3．测定简支梁的二阶固有频率 。
把两个传感器置于简支梁梁中点两侧的各自中点上，分别用共振法和椭园法求出简支梁的二阶固有频 。并从示波器上观察简支梁中点两边的相位差，作出振型图。
4、悬臂梁固有频率的测定
要求：把测振仪的激振器选择开关由A 扳向B ，调节好非接触式激振器。测量悬臂梁的一阶固有频率和二阶固有频率，并观察悬臂梁节点的振动情况，作好数据记录，作出振型图。
悬臂梁横向振动的各阶固有频率之比为 321::f f f 1：6.25：17.5，横
向振动的一、二、三阶振型如图所示。
（a ）一阶主振型 （b ）二阶主振型 （c ）三阶主振型
图6-3悬臂梁横向振动各阶主振型
实验步骤：
(1)选取距离固定端L/4处为激振点，将激振器端面对准激振点，保持初始间隙（6—8mm ）。
(2)将磁电式非接触激振器接入激振信号源输出端，打开激振信号源的电源，把测振仪的激振器选择开关由A 扳向B ，对系统施加正弦交变激振力，使系统产生振动，调节振信号源的输出旋钮可以改变振幅的大小，注意不要过载。
(3)调整信号源，使激振频率由低到高逐渐增加，当观察到系统出现如图（a ）所示的第一阶振型且振幅最大时，激振信号源显示的频率就是系统的一阶固有频率1f 。找到一阶固有频率后，可以只改变激振信号源输出功率的大小，观察振型随激振力大小的变化情况。
(4)用同样的方法确定悬臂梁横向振动的二、三阶固有频率。 5、园盘各阶固有频率的测定
要求：测量园盘各阶固有频率（调整到五阶为止），并观察各阶节线的形成。作好数据记录，作出振型图（作到五阶为止）。
薄臂圆盘横向振动的振型有一个、二个、三个等的波节圆，在振动过程中，波节圆处的位移（挠度）为零。除此之外，还存在一根、二根、三根等分的波节直径，在振动过程中，波节直径处的位移（挠度）也为零。薄臂圆盘横向振动的几种振型如图所示，图中各波节圆和波节直径都用虚线表示，波节圆个数为m ，波节直径个数为n 。
图6-4 中心固定圆盘横向振动的振型
实验步骤：
（1）将激振器端面对准薄臂圆盘下面边缘处，保持初始间隙（1—2mm ）。 （2）将磁电式非接触激振器接入激振信号源输出端，打开激振信号源的电源，对系统施加正弦交变激振力，使系统产生振动，调节振信号源的输出旋钮可以改变振幅的大小，注意不要过载。
（3）调整信号源，使激振频率由低到高逐渐增加，可以观察到圆盘上面细沙子向位移振幅为零处聚集，从而形成条幅，就是振型。当观察到某阶振型时，激振信号源显示的频率就是系统的该阶固有频率。
用这样的方法可
m=0,n=4
m=1,n=1
m=2,n=1
m=0,n=2m=0,n=3
以找到圆盘的各阶固有频率和振型。由于激振器的频率在1000Hz以下，所以本实验观察不到波节圆。
6、减振器振幅测定。已知减振器的固有频率f0=15HZ,将减振器置于梁的中点，在减振器上放置传感器。设该点振幅为A1,将另一传感器放在梁上（尽量靠近梁的中点）。该点振幅为A2,调整激振频率，测出A1,A2,比较减振效果，进行理论分析。
7、用频谱分析仪分析实验结果
（1）点击“单”，调出单通道频谱分析仪，在简支梁一阶固有频率下采集数据，观察并打印时域波形，特征值，直方图，概率分布曲线，幅频特性和功率谱。
（2）点击“双”，调出双通道频谱分析仪，在简支梁二阶固有频率下采集数据，观察X-Y显示，奈奎斯特图，A相关，B相关，互相关。并打印之。
分析实验结果。
《机械工程测试技术》实验指导书
《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. 3. 4. 5. .RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。
差动放大器调零，按图6－1接好线，装好测微头。 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。 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，建议每读一数，记下电压表指示并填入下表X(mm） V(v) X(mm) V(v) 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。 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
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机械制造工程学 实验指导书机械工程学院
车刀切削部分几何角度的测量 一、实验目的与要求 本实验的目的是为了使学生熟悉车刀切削部分的几何形状，掌握车刀角度的测量方法。具体要求： 1、熟悉车刀（外圆车刀、45°弯头车刀、75°及90°偏刀、切断刀）的构造； 2、了解量角台的结构，学会使用量角台测量车刀标注角度； 3、通过实验进一步掌握基本定义及基面、切削平面、正交剖面、副剖面、法剖面、进给剖面、切深剖面及各角度的间的位置关系，绘制车刀标注角度图，并标出测量值。 二、实验原理及方法 车刀标注角度可以采用万能量角器、重力量角器以及各种车刀量角台等进行测量。对于成批地刃磨车刀, 还可用角度样板测量, 用测量仪器测量角度的基本原理是：按照车刀标注角度的定义，在刀刃的选定点，用量角器的尺面或量角台的指针平面（或侧面、底面）与构成被测角度的面或线紧密贴合（或相平行、或相垂直），把要测量的角测量出来。由于量角器和量角台的结构不同，其测量方法也不同。本实验是在量角台上进行的，所以详细介绍量角台的测角原理。 1、量角台的结构 车刀量角台由底盘、工作台、立柱、大刻度盘、大螺帽、弯板、小刻度盘、旋钮、指针等部分组成。结构如图1一1所示。 2、用量角台测量车刀标注角度 （1）校准车刀量角台的原始位置 用车刀量角台测量车刀标注角度之前，应先把大指针、小指针和工作台指针都调到零位,然后把车刀放在工作台上，如图1一2, 我们称这种状态下的车刀量角台位置为测量车刀标准角度的原始位。 （2）主偏角Кr的测量 从原始位置起，按顺时针方向转动工作台（此时工作台平面相当于Pr），使主刀刃和大指针前面a紧密贴合，如图1一3 所示，则工作台指针在底盘上所指的刻度数值，就是Кr值。 （3）刃倾角λs的测量 测量完Кr后，使大指针底面c和主刀刃紧密贴合(大指针前面a相当于Ps)。则大指针在刻度盘上所指示的刻度值，就是刃倾角λs的大小，如图1一4, 指针在0°左边为+λs，在右边为－λs （4）副偏角Кr′的测量 方法同主偏角的测量。此时工作台逆时针旋转。如图1一5 的测量 （5）前角 o
机械制造工程学实验指导书
目录 实验一金属切削刀具的性能实验----------------------- 1 实验二切削力对加工精度的影响----------------------- 5 实验三工艺参数对加工表面粗糙度的影响--------------- 8 实验四组合夹具设计装配与调整实验------------------- 12
实验一 金属切削刀具的性能实验 金属切削刀具的基本功用是在切削过程中用刀刃从工件毛坯上切下多余的金属。刀具切削性能的好坏，取决于构成刀具切削部分的材料、几何形状和尺寸。本实验的主要目的是使学生认识几种常用刀具材料、种类；并以车削加工为例探讨刀具几何参数对加工过程的影响。 一、实验目的 1．熟悉常用刀具的种类、材料和结构；熟悉车刀切削部分的构造要素，掌握车刀标注角度的参考平面、参考系及车刀标注角度的定义； 2．了解量角台的结构，学会使用量角台测量车刀标注角度； 3．绘制车刀标注角度图，井标注出测量得到的各标注角度数值； 4．学会对切削过程进行观察； 5．了解刀具的前角0γ、主偏角r K 、副偏角' r K 和刃倾角s λ对切削过程的影响； 6．了解机夹可转位刀具的结构和拆装。 二、实验设备、工具及材料 1．CA6140车床； 2．车刀量角台； 3．各种金属切削刀具（包括各种外圆车刀）； 4．粗糙度样规； 5．放大镜； 6．游标卡尺； 7．Q235或45# 钢棒料。 三、实验方法及步骤 (一)常用刀具种类及材料的认识 高速钢刀具：整体式车刀、刨刀；钻头、扩孔钻、铰刀；拉刀；齿轮加工刀具（成型铣刀、滚刀、插齿刀、剃齿刀）； 硬质合金刀具：焊接式车刀、机夹刀具（车刀、铣刀、镗刀）等，注意区分YG （K ）类、YT （P ）类和YW （M ）类； 涂层刀具： 超硬刀具：陶瓷、人造金刚石、立方氮化硼； 砂轮； 自动化加工中的刀具。
机械传动性能综合测试实验
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 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。
表2 无论选择哪类实验, 其基本内容都是通过对某种机械传动装置或传动方案性能参数曲线的测试, 来分析机械传动的性能特点； 实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩T (N.m)、功率P (K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线： 传功比 i=n 1/n 2 扭矩 T=9550 P/n (Nm) 传功效率 η=P 2/P 1= T 2 n 2/ T1 n 1 四、实验步骤
机械零部件测绘实验指导书
机械零部件测绘实验指导书 （试用） 目录
第一章零部件测绘的目的、任务和要求 (1) 第一节测绘的目的 (1) 第二节测绘的基本要求 (2) 第三节测绘内容和进度计划 (3) 第二章零件尺寸的测量方法 (4) 第一节测量工具 (4) 第二节常用的测量方法 (7) 第三章画测绘图的步骤和应注意事项 (12) 第一节画测绘图的步骤 (12) 第二节画零件测绘图时必须注意事项 (13) 第三节测绘图上的尺寸标注 (14) 第四节测绘图的习惯画法 (14) 第四章测绘一级齿轮减速器 (18) 第一节减速器的工作原理和装配 (18) 第二节绘制零件草图并整理成零件图 (25) 第三节减速器的装配图 (36) 第一章零部件测绘的目的、任务和要求 零部件测绘就是依据实际零部件画出它的图形，测量出它的尺寸并制定出技术要求。测绘时，首先要画出零部件草图，然后根据零部件草图画出零件图和装配图，为设计机器、修配零件和准备配件创造条件。 第一节测绘的目的 《机械制图》课程是研究机械图样的绘制与识读规律的一门实践性很强的技术基础课，旨在培养学生具有基本的绘制和阅读机械图样能力。因此，在教学过程中，除了系统地讲授基本知识、基本原理和方法外，还应使学生接受较全面的技能训练，进行零部件测
绘，这是理论联系实际的一个重要实践教学环节。通过现实机械设备的测绘，使学生能理论联系实际，深刻地理解工程制图在机械设计和机械制造中的重要作用，对机械制图课程的基础知识，基本技能和国家标准等有关知识综合运用，并能较全面地巩固和提高。进行比较系统的测绘制图实践，其目的是使学生理论联系实际，掌握机件测绘的工作程序及技能，熟悉装配图及零件图表达方案的选择，正确合理地标注尺寸，合理编写零件图、装配图的技术要求，培养学生具有基本的绘制和阅读机械图样能力， 具体来说，应达到以下目的： 1．熟练掌握零部件测绘的基本方法和步骤； 2. 进一步提高零件图和装配图的表达方法和绘图的技能技巧； 3. 提高零件图的上尺寸标注、公差配合及形位公差标注的能力，了解有关机械结构方面的知识； 4. 正确使用参考资料、手册、标准及规范等； 5. 培养独立分析和解决实际问题的能力，为后继课程学习及今后工作打下基础。 6．培养严谨细致、一丝不苟的工作作风，这也是一名工程师的基本素质。 第二节测绘的基本要求 在测绘中要注意培养独立分析问题和解决问题的能力，且保质、保量、按时完成部件测绘任务。具体要求是： 1．测绘前要认真阅读测绘指导书，明确测绘的目的、要求、内容及方法和步骤。 2. 认真复习与测绘有关的内容，如视图表达、尺寸测量方法、标准件和常用件、零件图与装配图等。 3. 做好准备工作，如测量工具、绘图工具、资料、手册、仪器用品等。 4. 对测绘对象应先对其作用、结构、性能进行分析，考虑好拆卸和装配的方法和步骤。 5. 测绘零件时，除弄清每一个零件的形状、结构、大小外，还要弄清零件间的相互关系，以便确定技术要求。
测试技术实验指导书-12
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O一一年十一月
实验一 电阻应变片的灵敏系数测定 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 R R =? （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 R R ?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： 24l hf =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 R R ?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 R R ∴ 应变片的灵敏系数 K=2 4hf/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。
(完整版)机械工程材料实验指导书
机械工程材料实验指导
实验一：金相显微镜的原理、构造及使用 [实验目的] 1、了解金相显微镜的基本构造及工作原理。 2、掌握金相显微镜的使用方法。 [实验内容] 1、观察显微镜的构造，了解各部件的作用。 2、装好显微镜的物镜、目镜，调好光阑进行观察。 3、用不同的放大倍数观察同一试样并画出所观察的组织示意图。 [实验报告要求] 1、写出实验目的及所用设备。 2、写出实验步骤。 3、画出所观察到的显微组织示意图，并对实验现象进行分析。 [实验原理] 用于研究金属显微组织最常用的光学显微镜是金相显微镜，它是一种反射式显微镜。 1. 显微镜的成相原理 显微镜的基本放大原理如图1--1所 示。起放大作用主要由焦距很短的物镜和 焦距较长的目镜来完成。为了减少像差， 显微镜的目镜和物镜都是由透镜组构成的 复杂的光学系统，其中物镜的构造尤其复 杂。为了便于说明，图中的物镜和目镜都 简化为单透镜。物体AB位于物镜的前焦 点外但很靠近焦点的位置上，经过物镜形 成一个倒立放大的实像A'B'，这个像位于 目镜的物方焦距内但很靠近焦点的位置 上，作为目镜的物体。目镜将物镜放大的 实像再放大成虚像A''B''，位于观察者的明 视距离（距人眼250mm）处，供眼睛观察。 在视网膜上形成的是实像A'''B'''。 图1—1显微镜的成像原理图 2. 显微镜的照明系统 金相显微镜的光源通常采用钨丝灯、卤素灯、碳弧灯及氙灯等。 2.1 钨丝灯 一般中小型显微镜照明部分采用6—8伏钨丝灯泡做光源。其原理是光线通过物镜射至试样表面，然后靠金属本身反射能力，由试样表面反射，再通过物镜进行放大，这种灯适合于金相显微组织的观察。
机械工程测试技术基础实验指导书
机械工程测试技术实验指导书 前言 现代科技的发展，使得改革传统教学方式迫在眉睫！通过增加实验和培训课程，重点培养学生的创造能力和实际操作能力是教学改革的主要内容之一。 针对教育部提出的进一步提高高等学校实验室建设和管理水平，推进实验教学改革，保证教学质量的思想，组建一个高水平实验室是提升学科的建设水平必经之路。 特别是机械工程测试技术这门课是一门实验性基础科学，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法。它是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而去利用它和改造它，推动科学技术的发展。科学技术的发展历史表明，科学上很多新的发现和突破都是以测试为基础的。同时，其它领域科学技术的发展和进步又为测试提供了新的方法和装备，促进了测试技术的发展。 在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实验等，都离不测试技术。在工程技术中广泛应用的自动控制技术也和测试技术有着密切的关系，测试装置是自动控制系统中的感觉器官和信息来源，对确保自动化系统的正常运行起着重要作用。测试技术几乎涉及任何一项工程领域，简单的测试系统可以只有一个模块，为提高测量精度、增加信号传输、处理、存储、显示的灵活性和提高测试系统的自动化程度，以利于和其它控制环节一起构成自动化测控系统，在测试中通常先将被测对象输出的物理量转换为电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行处理，最后以适当的形式显示、输出，或者提供给其它自动控制装置。如下图所示。 测量系统组成图 同时我们深知：培养一流的学生离不开一流的师资和一流的教学实验设 备。我们追求：使学生能真正掌握所学知识，并将它们更好更快地运用到社会 生产实践中去。由于实验室的建设尚在探索中，本实验指导书必有许多不足之处， 请各位老师、同学、同行不吝指教，以便达到更好的效果。 一、课程教学与实验教学计划学时比 40/8
机械工程材料实验指导书实验一硬度试验
机械工程材料 实 验 指 导 书 实验一硬度实验 【实验目的】 1．进一步加深对硬度概念的理解。 2．了解布氏、洛氏硬度计的构造和作用原理。 3．熟悉布氏硬度、洛氏硬度的测定方法和操作步骤。 【实验设备及材料】 布氏硬度计、洛氏硬度计、读数显微镜、试样(钢、铸铁或有色金属)一组。 【实验原理】 硬度计的原理是：将一定直径球体压入试样表面，保持一定的时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径，用试验力压出一压痕表面面积计算硬度。 1.布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2) ，布氏硬度计适用于铸铁等晶粒粗大的金属材料的测定。 2.洛氏硬度（HR）当HB大于450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、 3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的硬度标尺HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是采用100kg 载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。 一、布氏硬度实验
【布氏硬度计】 THBS-3000DA采用电子自动加荷，计算机软件编程，高倍率光学测量，采用自动数字式编码器直接测量，测试结果LCD显示。 图1 THBS-3000DA型布氏硬度试验机 【试样的技术条件】 1．试样的试验面，应制成光滑平面，不应有氧化皮及污物。试验面应能保证压痕直径能精确测量，试样表面粗糙度Ra值一般不应大于0.8μm。 2．在试样制备过程中，应尽量避免由于受热及冷加工对试样表面硬度的影响。 3．布氏硬度试样厚度至少应为压痕深度的l0倍。 【实验操作步骤】 1．将压头装在轴孔内，旋转压头紧定螺钉，先暂时将压头轻压在轴心扁平处。 2．将试样和工作台的台面揩擦干净，将试样稳固地放在工作台上，然后转动旋轮缓慢上升工作台，并使压头与试样接触，旋紧固定螺钉，转动旋轮，使压头与试块脱离，压头安装完成。 3．打开电源，显示初始界面，按照表1选择钢球直径，0.102F/D2和试验力，保荷时间设为15秒。 4．准备就绪后施加载荷将钢球压入试样。当试验力接近自动加荷值时，仪器发出“嘟”声，此时停止旋动旋轮，同时仪器进入自动加荷状态，显示屏右边显示向下的箭头表示正在加载，运行达到所选力值时，试验力保持时间开始，箭头变成横线同时保荷时间开始倒计时，待保荷时间结束进入卸荷状态，显示屏显示向上箭头，自动卸荷，卸荷结束，显示屏上箭头消失，杠杆回到起始位置。一次试验结束。 5．转动转盘将光源的位置处于正前方，缓慢转动旋轮，同时从目镜中观察压痕的成像。 6、把物镜转到中央。旋转眼罩，直至目镜内的两条细线都非常清晰。 7、观察目镜内的像质。用手轮进行对焦，直至压痕的像非常清晰。 8、测微目镜归零：旋转测量旋轮，使左、右两侧细线无限接近，中间仅留一条极微细微弱的光线，按
《工程测试技术》实验指导书
《工程测试技术》实验指导书
目录 实验一电阻应变片的原理及应用 (3) 实验二电容式传感器的原理及应用 (8) 实验三光纤传感器原理及应用 (11) 实验四光电和磁电传感器原理及应用 (14) 实验一电阻应变片的原理及应用 一、实验目的：
1. 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 2. 比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。 3. 了解全桥测量电路的优点。 二、实验设备： 双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）。 三、实验原理： ㈠ 单臂电桥实验 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为 ε⋅=∆k R R （1-1） 式中R R ∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； l l ∆=ε为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，将四 个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。 图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图 通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图 1-2 所示 R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压 R R R R E U ∆⋅+∆⋅=211/4 0 （1-2） E 为电桥电源电压； 式 1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=R R L
《机械工程测试技术》课程实验教学要求
《机械工程测试技术》课程实验教学要求 一、实验教学要求 实验教学分为课外虚拟仪器仿真实验，课内必修验证性实验，课内必修设计性实验，进一步的选修开放实验四部分。通过实验，加深学生对重点教学内容的理解和掌握，培养学生机械量测试的方案设计、试验、分析技能。 二、实验教学方式 基于网上资源的《测试技术》开放性实验教学。 在校园网上有专业的测试技术学习网站： （.cn/stations/csjsweb/）。 学生可在教学实验专栏中了解实验教学要求，学习或下载实验课教程。
下载课外虚拟仪器仿真实验，自己做。 下载电阻应变片的粘贴技术及动态应变仪的使用及应变式测力（验证性实验）的实验指导书，预约后来实验室完成实验， 查阅所列出的必修和增选项目及要求，按项目要求查讯实验室现有的全部仪器设备及下载使用说明书等资料，查讯与某实验项目相关的知识要点，学生自主选 可设置。 3、互相关分析仪 观察正弦加白噪声或阶跃加白噪声的信号，在不同时差下的互相关函数的形态。 4、FFT分析
观察六种典型确定性信号的FFT分析结果。信号样本点数和初相角可设置。六种典型信号是：正弦波、三角波、方波、锯齿波、整流波、负指数函数。5、随机信号分析 观察五种典型随机信号的时域波形，自相关函数、自功率谱图、概率密度函数。五种随机信号是高斯白噪声、周期宽带白噪声、均匀白噪声、正弦加白噪声、随 一、实验目的 1.初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术。 2.为后续电阻应变测量的实验做好在试件上粘贴应变片、接线、防潮、检查 等准备工作。 二、实验内容
掌握应变片的粘贴方法与技巧。 三、实验方法和步骤 1.选片： 在确定采用那种类型的应变计后，用肉眼或放大镜检查丝栅是否平行，有否霉点、锈点、用数字式万用表测量各应变片电阻值，选择电阻值差在土0．5欧姆内的8~10枚应变片供粘贴用。 2.测点表面的清洁处理： 粘结不牢不能准确传递应变。 应变计的保护 4.干燥处理：
机械制造工程实验指导书
机械制造工程实验指导书 机械制造工程实验是机械工程专业学生必修课程之一，其实验目的是让学生通过实践掌握基本的机械制造工艺及操作技能，培养学生对机械制造的兴趣和创造性思维。而实验指导书则是学生进行实验所必备的指导材料，它的制作是为了更好地指导学生进行实验，提高实验效率和安全性。 首先，在实验指导书的编写中，应该考虑到其针对性和实际性。实验指导书在针对性方面，需要结合课程大纲和实验教学计划，明确实验内容和要求，详细说明实验操作步骤和注意事项。在实际性方面，应该根据教学设备和实验条件，设计合理的实验方案和操作过程，确保实验能够顺利进行。此外，在编写实验指导书时，可以借鉴已有的教材和论文，避免重复和遗漏。 其次，在实验指导书的具体内容中，应该包括实验前的准备、实验过程的操作步骤、实验数据的记录和分析、实验结果的总结和思考等方面。实验前的准备包括实验材料的准备、设备的检查和调试、实验安全及人员分工等内容。实验过程中，需要详细描述每一步操作的具体细节、注意事项和技巧，以确保学生能够正确地完成实验。实验数据的记录和分析可以包括记录实验数据的方式和方法，分析数据的方法和结果及其意义。实验结果的总结和思考则需要让学生从实验过程中发现规律和问题，总结经验教训，提高分析和思考能力。
最后，在实验指导书的使用中，需要注意其效果及时性和安全性。在教学过程中，教师需要耐心地讲解实验内容和要求，指导学生正确地操作实验设备，并及时帮助学生解决遇到的问题。实验过程中，学生需要认真阅读实验指导书，遵守实验规定和安全要求，提高实验效率和保障安全。在实验后，教师需要与学生一起总结、讨论和评价实验结果，帮助学生加深对实验内容的理解和掌握。 总之，机械制造工程实验指导书的编写和使用都非常重要，需要详细考虑其中的内容和要求，准确反映实验内容和要求，以帮助学生掌握实验技能，发扬创新精神，为培养高素质机械工程人才奠定坚实的基础。
机械工程测试技术实验指导书
机械工程测试技术实验指导书 机械工程测试技术实验指导书，是机械测试技术的试验指导书，是机械工程学科中必不可缺的一项教学工具，为学生提供了实际操作的机会，从而更好地掌握实验技能，提高自己的机械工程实践能力。本文将就机械工程测试技术实验指导书的编写和使用进行详细探讨。 一、实验指导书的编写 1.1 实验指导书的撰写目的 一份好的实验指导书应该能够明确说明实验的目的、内容、流程、方法，明确实验的基本要求和实验数据的处理方法。同时，实验指导书应该尽可能的详细，使得没有多少实验经验的学生也能轻松上手。 1.2 实验指导书的编写原则 首先，实验指导书要与教学大纲和教材紧密结合起来，明确实验的核心内容和实践技能。其次，实验指导书要具有步骤清晰、文字简明、易懂易学的特点，避免过度繁琐，或过于短促而忽略细节。最后，实验指导书要充分考虑实验的安全性和合理性，尽量减少实验中的风险点，防止实验操作不当导致意外事故的发生。 1.3 实验指导书的布局和内容
一份好的实验指导书应该包括实验目的、装置介绍、操作说明、实验记录、实验注意事项、实验数据处理及实验报告等内容。 实验目的：明确实验的目的及其意义。 装置介绍：介绍实验中所用到的仪器、设备、工具、原材料等。 操作说明：详细阐述实验的步骤，包括指导语或对话，注意事项等。 实验记录：阐述实验过程中所得到的数据、结果以及真实的观察和体验。 实验注意事项：列出实验过程中需要注意的安全事项，防止学生在实验过程中发生安全事故。 实验数据处理：介绍数据的处理方法和原理，防止学生在处理数据上出现错误和误差。 实验报告：建议学生在实验完成后撰写一篇实验报告，详细的记录实验的过程、结果和教训。 二、实验指导书的使用 2.1 实验前的准备 在进行任何实验之前，学生应该非常清楚自己所要进行实验的目的和内容，明确自己的实验计划并在进行实验前认真阅读实验指导书，了解实验的步骤和要求。同时，学生还应该注意实验的安全性，佩戴好防护设备。
机械设计实验指导书
机械设计实验指导书 机械工程学院
实验一带传动实验 一、实验目的 了解带传动实验台的基本结构与设计原理，观察带传动中的弹性滑动与打滑现象。了解带传动在不同初拉力、不同转速下的负载与滑差率、负载与传动效率之间的关系。绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。 二、实验台的工作原理 该实验台主要有两个直流电机组成，其中一个为主动电机，另一个为从动电机做发电机使用，发电机以灯泡为负载。主动电机固定在一个可以自由移动的底板上，通过平皮带与发电机相连，将动力传递给发电机，平皮带的拉紧力可以通过砝码架上的砝码来调节。电动机和发电机的定子（壳体）未固定可以转动，但在其外壳上装有测力杆，测力杆的另一端压在弹簧片上，弹簧片的变形对壳体产生一个相反力矩阻碍壳体的转动，直到相反力矩等于转动力矩，壳体的转动与弹簧片的变形相对静止，此时电动机的转动力矩等于弹簧片产生的阻力矩。弹簧片的变形量可以由百分表测出。两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测得的转速在面板上由各自的数码管显示。主要技术参数：电动机调速范围50~1000rpm；发电机的负载0~305w；皮带最大初拉力为3kg；测力杆支点到电动机中心距离L1=L2=120mm；皮带轮直径D1=D2=120mm；测力弹簧片特性系数K1=K2=0.24N/格。 调速电源能输出电动机和发电机励磁电压，还能输出电动机所需的工作电压，调节面板上“调速”按钮，即可改变电动机的转速，通过平皮带的作用，也就同时改变了发电机的转速，发电机由灯泡作负载，通过按动面板上增减或减少按钮即可改变发电机的负载，有两组数码管，分别显示电动机和发电机的转速。 三、实验原理 在直流发电机的输出电路上，并联了灯泡，作为带传动的加载装置。主动轮（电动机皮带轮）的扭矩T1和从动轮（发电机皮带轮）的扭矩T2均通过电机外壳上的测力杆来测定，电动机与发电机的外壳制成在滚动轴承中，并可以绕转子的轴线转动，当电动机启动并带动发电机转动，发电机承载后，电动机与发电机的壳体将绕其转子转动，他们的转动力矩可分别通过固定在其外壳上的测力杆是弹簧片发生变形后产生的反力而形成的力矩来平衡，所以： T1=∆1K1L1(Nmm) (1-1) T2=∆2K2L2(Nmm) (1-2)式中△1、△2——电动机和发电机各测力计上百分表的读数 K1、K2 ——测力弹簧片特性系数 L1、L2 ——测力杆支点到电动机中心距离 皮带传动效率计算如下： η=(N2)/(N1)=(T2n2)/(T1n1) (1-3)式中N1、N2 ——电动机和发电机的功率 T1、T2 ——电动机和发电机的力矩 n1、n2 ——电动机和发电机的转速。 我们只要测出不同载荷下主动轮的转速n1和从动轮的转速n2以及主动轮（电动机皮带轮）的扭矩T1和从动轮（发电机皮带轮）的扭矩T2就可算出在不同的有效拉力下的弹性滑动率ε值
机械工程专业实验之综合实验指导书模板
机械工程专业实验之综合实验指导书 ( 机械设计方向) -1-1 机械工程学院 实验教学中心
实验项目名称: 机构创新设计与运动仿真分析 一、实验目的与内容 1、经过按照给定的设计目的设计组装各种机构, 掌握各种机构的运动特性, 了解机构组合的基本方法及组合后的运动形式, 培养创新能力; 2、以小组的形式完成包括机构运动简图、杆组拆分分析、机构运动仿真结 果, 该机构组合情况的优缺点说明等实验内容。 二、实验仪器设备 1、机构创新实验台; 2、计算机和CAD软件( 软件自选, 推荐用DS/Solid Works 或PTC/Creo2) 。 三、实验要求 1、根据选定机构的运动要求独自完成机构运动方案的设计( 连杆长度最长不 得超过400mm, 齿轮齿数在20-70( 齿数以5增加) 间选择, 原动件角速度设置为100r/min600/s ω==︒) ; 2、对机构杆组进行拆分; 3、确定各构件尺寸并设计零部件结构形状, 后建立三维模型并装配该机构 ( 模型在空间上不得相互干涉) ; 4、对所装配的机构进行机构运动学仿真分析, 并得到相关构件( 如输出构件、 连杆) 的仿真结果( 包括位置、速度、加速度等运动学参数, 模型在运动过程中不得相互干涉) ; 5、完成实验报告并在规定时间内上交。 说明/注意事项 1、本实验为机械设计方向专业实验中的综合实验, 学时为16学时
( 4H+8H+4H) ; 2、请各位同学注意自己的小组安排与实验时间安排, 并与自己的组员共同完 成实验项目; 3、各小组的设计题目请在后面的设计题目中选择一个, 务必独立完成; 各小 组间不得相互抄袭, 否则成绩记零分! 4、请各小组同学在安排的实验时间到第三实验大楼A408实验室完成, 除特 殊情况不能到校者不得缺席( 特殊情况者应持有学院学办的情况证明) , 否则成绩记为零分。实验时, 请带上与实验相关的资料( 数据、设计的电子文档和纸质文档) , 以便老师考查。 5、实验报告完成后, 请各小组同学务必在4月底将实验报告交给任课老师, 以便老师批改成绩, 否则将影响到各位同学毕业资格审查! 6、任课老师联系电话: 1345 794 Email:
机械设计实验指导书
《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 1 12 2n 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 1 2 1n 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
工程测试技术实验指导书
测试技术实验 报告 (第二学期) 姓名： 学号： 专业： 班级： 实验指导教师： 成绩： 2021年
实验一典型信号频谱分析 一、实验目的 1、在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特点，并能够从信号频谱中 读取所需的信息。 2、了解信号频谱分析的大体方式及仪器设备。 二、实验原理 本实验利用在DRVI上搭建的频谱分析仪来对信号进行频谱分析。由虚拟信号发生器产生多种典型波形的电压信号，用频谱分析芯片对该信号进行频谱分析，取得信号的频谱特性数据。分析结果用图形在运算机上显示出来，也可通过打印机打印出来。 三、实验仪器和设备 1. 运算机n台 2. DRVI快速可重组虚拟仪器平台 1套 3. 打印机1台 四、实验步骤及内容 1. 启动效劳器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据搜集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的"DRVI搜集仪主卡检测"进行效劳器和数据搜集仪之间的注册。 2. 点击"实验脚本文件"的链接，将本实验的脚本文件贴入并运行，实验截屏成效图如图2所示。 图1 典型信号频谱分析实验原理设计图
图2 典型信号频谱分析实验 3. 点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"白噪声"按钮，产生白噪声信号，分析和观看白噪声信号波形和幅值谱特性。 4. 点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"正弦波"按钮，产生正弦波信号，分析和观看正弦波信号波形和幅值谱特性。 5. 点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"方波"按钮，产生方波信号，分析和观看方波信号波形和幅值谱特性。 6. 点击DRVI"典型信号频谱分析"实验中的"三角波"按钮，产生三角波信号，分析和观看三角波信号波形和幅值谱特性。 7. 其余依此类推，分析和观看信号波形和幅值谱特性。 五、实验分析 白噪声信号频谱分析： 白噪声的波形杂乱无章，幅值随时转变 正弦波信号频谱分析：
《机械设计》实验指导书-评分标准-实验报告
《机械设计》 实验指导书 制定人：卢学玉 审核人：陈伟明 江南大学机械工程学院2014年9月
实验一螺栓的静、动态特性实验 一、实验目的 螺栓联接广泛应用于机械工程中，如何计算和测量螺栓受力情况及动、静态性能参数是工程技术人员的一个重要课题。本实验通过对螺栓组及单个螺栓的受力测试和分析，要求达到下述目的： 1、了解螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。 2、计算螺栓相对刚度，并绘制螺栓联接的受力变形图。 3、验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。 4、通过螺栓的动载实验，观察螺栓动应力幅值的变化。 二、实验任务 （空心）螺栓联接静、动态实验。（空心螺杆+刚性垫片+无锥塞）。 三、实验设备及原理 （一）概述 承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接是常用的且较重要的一种连接形式。这种连接中零件的受力属于静不定问题。由理论分析可知，螺栓的总拉力 除与预紧力F P 、工作拉力F有关外，还受到螺栓刚度C b 和被连接件刚度C m 等因 素的影响。图1所示为一单个螺栓连接及其受力变形图。 图1 单个螺栓连接及其受力变形图 图1a)所示为螺栓刚好拧到与被连接件相接触，但尚未拧紧的状态。图1b)所示为螺母已拧紧，但螺栓未受工作载荷的状态，此时，螺栓受预紧力F P 的拉伸作
用，其伸长量为λ 1，而被连接件则在F P 的压缩作用下产生的压缩量为λ 2 。图1c) 所示为承受工作载荷F时的情况，此时螺栓所受拉力由F P 增至F ，继续伸长量 为Δλ，总伸长量为λ 1 +Δλ。被连接件则因螺栓伸长而被放松，根据连接的变形协调条件，其压缩变形的减小量应等于螺栓拉伸变形的增加量Δλ。因此，总 压缩量为λ 2-Δλ；而被连接件的压缩力由F P 减至F P ‘，F P ‘称为残余预紧力。由 于螺栓和被连接件的变形发生在弹性范围内，上述受力与变形关系线图如图2所示。 图2 受力与变形关系线图 由图1可知，螺栓总拉力F 0并不等于预紧力F P 与工作拉力F之和，而等于残余 预紧力F P ‘与工作拉力之和， 即F 0= F P ‘+F或F = F P + ΔF 根据刚度定义，C 1=F P /λ 1 ，C 2 =F P /λ 2 。由图7中几何关系可得ΔF=C 1 F/（C 1 +C 2 ） 因此，螺栓总拉力为F=F P + C 1 F/（C 1 +C 2 ） 式中，C 1/（C 1 +C 2 ）为螺栓的相对刚度系数。此时螺栓预紧力为F P = F P ‘+C 2 F/（C 1 +C 2 ） 为了保证连接的紧密性，根据连接的工作性质可取残余预紧力F P ‘=（0.2～1.8）F对于承受轴向变载荷的紧螺栓连接,在最小应力不变的条件下,应力幅越小,则螺栓越不容易发生疲劳破坏,连接的可靠性越高.当螺栓所受的工作拉力在0～F 之间变化时,则螺栓总拉力将在F P ～F 之间变动.由F=F P + C 1 F/（C 1 +C 2 ）可知,在 保持预紧力F P 不变的条件下,若减小螺栓刚度C 1 或增大连接件刚度C 2 都可以达到 减小总拉力F 0的变化范围(即减小应力幅σ a 之目的.因此,在实际承受动载荷的 紧螺栓连接中,宜采用柔性螺栓(减小C 1 )和在被连接件之间使用硬垫片(增大 C 2)。图3为被连接件间使用不同垫片时对螺栓总拉力F 的变化影响。
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《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。