机械设计实验指导书
6．利用 RS232 串行线，将实验装置与PC机直接连通。随带传动负载逐级增加，计算机能根据专用软件自动进行数据处理与分析，并输出滑动曲线、效率曲线和所有实验数据。
7.校零与标定 (1)校零
为提高实验系统的实验准确度和稳定性，以及方便实验操作。本实验台具有“自动校零”功能, 能清除系统的零点漂移而带来的实验误差。操作者在平时的实验过程中, 无需进行于动检零操作。若因种种原因而使系统零点产生较大偏移时, 则可按下述方法进行手动校正：
a.接通实验台电源, 并使实验台处于“自动校零”状态。
b.松开实验台背面调零电位器的锁紧螺母, 同时使用万用表接入实验台面板上的主、被动转矩输出端。调整调零电位器, 使得输出电压在lV左右。
c.调零结束后，再锁紧调零电位器的锁紧螺母即可。 (2)标定
为提高实验数据的精度及可靠性，实验台在出厂时都是经过标定的。标定方法如下:
a.接通实验台电源, 使实验台进入“自动校零”状态(方法同前), 然后调节调速旋钮,使电机稳定在某一低速状态(一般可取n=300 转/分左右)。按“加载” 键一次, 第一个加载指示灯亮, 实验台进入“标定”状态。
b.记录下“标定”状态时主、被动电机转矩的显示值T10和T20。选定某一重量的标准砝码, 挂在实验台的标定杆(标定时临时装上)。调节力矩放大倍数调节电位器，使得力矩显示值 Ti 符合下式：
Ti=m×L×g+ Tio (N.m)
式中 m——砝码质量 (kg)
L——砝码悬挂点到电机中心距离 (m) g——重力加速度 (m/s2)
Tio——挂砝码前的力矩显示值。
例如 m=0.4kg；L=0.10m；Tio=0.06N.m；则Ti=0.452N.m 标定结束后，应锁紧力矩放大倍数电位器的锁紧螺母。 注意：巳“校零”与 “标定”的设备，无须重复。
三、系统软件应用说明
整个软件界面由标题栏、菜单栏、采集数据显示区、计算结果显示区、曲线显示区、误差分析结果显示区、剩余标准差S相关指数R*R 结果显示区, 七部分组成。整个软件的功能是由菜单栏的下拉菜单完成的, 整个菜单栏包括串口
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选择、数据采集、采用模拟数据、数据分析、数据拟合、打印、帮助、退出。下面分别对每一菜单功能进行说明：
▉串口选择
串口1:在进行数据采集之前必须做这一步, 用户可根据实际硬件的搭接情况进行选择, 其中串口1在本软件指定的位置为:3F8H(十六进制) 。
串口2:同串口1的菜单说明, 只不过串口2 在本软件中指定的位置为2F8H(十六进制) 。
▉数据采集
在进行串口选择操作后, 即可进行数据采集操作, 在正确采集数据操作后,在采集数据显示区可以看到所采集的数据,它包括主动轮转速N1(r/m)、从动轮转速 N2(r/m)、主动轮转矩 Tl(N.m)、被动轮转矩T2(N.m) 。如果在采集过程中, 出现采集不到数据, 或者采集数据有错误, 请重复数据采集这一步, 或者重新进行串口选择操作。
有关数据采集的实验台的使用说明请参看“帮助”下拉菜单的“实验台使用说明”中有关实验操作部分.
▉采用模拟数据
设置该项功能的目的在于,如果现场没有带传动实验台,无法进行现场采集操作,那么就可以点击该菜单,系统将自动采用软件出品时所采集的一组数据,在采集数据显示区可以看到所采用的模拟数据,用该组数据,用户可以进行数据分析、数据拟合、打印等一系列操作。即可以在无实验台的情况下进行软件演示。
▉数据分析
数据分析的功能在于:将采集的数据(主动轮转速 Nl(r/m)、从动轮转速 N2(r/m)、主动轮转矩Tl(N.m) 、被动轮转矩 T2(N.m))进行效率,滑差率的计算，并在曲线显示区显示效率η—T2、滑差率ε—T2 的曲线。如果没有进行数据采集操作或采用模拟数据操作,系统会提示要求进行数据采集操作,没有数据,系统将不会进行数据分析操作。
▉数据拟合
在这一菜单下,有“效率曲线最小二乘法拟合”、“效率曲线指数拟合”、“滑差率曲线最小二乘法拟合”、“滑差率曲线指数拟合”四个下拉菜单，在“效率曲线最小二乘法拟合”和“滑差率曲线最小二乘法拟合” 下又分别设有有子菜单：“二次拟合飞” 、“三次拟合飞” 、“四次拟合” 、“高次拟合”。在“高次拟合”中，可以输入的拟合次数为5到8次,如果输入拟合次数高于8次，系统将不会进行该次数的拟合操作。选择相应的拟合次数后，系统将会进行相应的拟合操作,同时在曲线显示区将会分别显示出效率曲线和滑差率曲线的拟合效果,用户可以选择相应的拟合方式进行拟合，以达到偏差最小、相关系数最
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大的拟合效果。在进行拟合操作以后，可以使用计算机键盘上的方向键来移动光标,查看横坐标位置的滑差率和效率数值；
▉打印
点击该菜单可以进行打印操作, 打印的结果是采集的数据和曲线显示区显示的曲线。
▉帮助
该菜单下有下拉菜单：“带传动系统软件说明书” 、“实验系统说明书”、“关于”三项。其中带传动系统软件说明书指的本使用说明书，实验系统说明书指的是带传动实验台的使用说明书，关于里有一些版本的信息。
▉退出
点击该菜单可以退出本系统。
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附录4 ZCS-Ⅱ型液体动压滑动轴承实验系统
一、实验系统组成
轴承实验台的系统框图如附图4－1所示，它由以下设备组成： 轴承实验台 转速传感器 力矩传感器 压力传感器 力 传感器 数据采集器 计 算 机 CRT显示器 打 印 附图4－1轴承实验台系统框图
[1] 轴承实验台——轴承实验台的机械结构
[2] 压力传感器——共7个，用于测量轴瓦上油膜压力分布值 [3] 力传感器——共1个， 测量外加载荷值 [4] 转速传感器——测量主轴转速 [5] 力矩传感器——传感器测量摩擦力矩 [6] 单片机 [7] PC机 [8] 打印机
二、轴承实验台结构与工作原理
滑动轴承实验台部分的结构简如附图4－2。
1、电机 2、皮带
3、摩擦力传感器 4、压力传感器：
测量轴承表面油膜压力，共7个F1~F7，
5、轴瓦
6、加载传感器： 测量外加载荷值 7、主轴 8、油槽
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附图4－2 滑动轴承部分简
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9、底座 10、面板
11、调速旋钮：控制电机转速并由转速传感器测出转速大小
实验台所用轴瓦5是包角为180的半瓦，置于轴7上部，轴的下部浸在油池中。当主轴转动时，将油带入轴和轴瓦之间的收敛楔形间隙内，形成动压油膜。轴的转速用调速旋钮11控制。通过压力传感器4测量轴和轴瓦间径向油膜压力。滑动轴承摩檫力与摩檫系数是通过摩擦力传感器3测得。
测量滑动轴承摩擦系数的结构如附图4－3所示。
由于轴瓦和测力杠杆连成一体，当主轴转动时，轴瓦在摩擦力矩和弹簧力的支反力矩的作用下处于平衡状态，摩擦力矩：
T1?Ffd/2式中：
（1）
Ff——轴与轴瓦间的摩擦力，（N）
d——主轴直径（mm）
弹簧支承反力矩：
T2?RL （2）
式中：R——弹簧支反力，由摩擦力传感器3测得
L——测力杠杆的臂长， 根据力平衡条件：
T1?T2 （3）
即：
Ffd/2?RL摩擦力为：
（4）
附图4－3 测量摩擦系数的结构示意图
2RLFf?d （5）
求出摩擦力后，根据作用在轴瓦上的径向载荷Fr，可以用下式求出摩擦系数f:
f?
FfFr （6）
作用在轴瓦上的载荷是通过加载装置（图上未标明，数值由加载传感器6测得），它包括加载系统和轴瓦的自重, 固有：
Fr?G?W （7）
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