传动轴转速 =2000r/min。试分析哪一根轴上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大?为什么?
a) 振纹的幅值谱 b) 传动示意图 题图 主轴箱示意图及其频谱 解:1)计算各轴的转速和转动频率:
轴I的转动频率:
轴II的转速:
轴II的转动频率:
轴III的转速:
轴III的转动频率:
2)判别 由计算结果知,轴II的转动频率
=25(Hz)与幅频图A(f)中最大幅值处
Hz
(r/min)
Hz
(r/min)
Hz
的频率相吻合,故知轴II上的齿轮不平衡量对加工表面的振纹影响最大。
2、 某产品性能试验需要测试溢流阀的压力响应曲线(即流量阶跃变化时,溢流阀压力上升的过渡曲线)。已知,该阀为二阶系统,稳态压力10MPa,超调量<20%。阀的刚度
k=6400N/m,运动部分质量m=0.1kg。试: 1) 计算阀的固有频率。
2) 选用一种精度高、抗振性能好、可靠性高、频率响应特性能满足上述测试要求的
压力传感器。写出其名称、工作原理、量程、选用理由等。
解:1)阀的固有频率为:
Hz
2) 测量压力的传感器常用的有应变式、压阻式、压电式、电容式等,根据题意,所要求的测量范围为0~12MPa,并要求避开其共振频率。
应变式压力传感器,如悬链膜片压力传感器其共振频率较底(30~50Hz),难以胜任本题的测试要求;
压阻式压力传感器工作频率范围可以在0到数百Hz,具有灵敏度高、重复性好、零漂小等特点,测量范围可以在0.014MPa~140MPa之间;
压电式压力传感器具有固有频率高、惯性小、滞后小、体积小等特点,可以测量几百帕到几百兆帕的压力。
电容式压力传感器利用电容方法测量压力,由于是非接触式测量,该传感器具有灵敏度高、测量精度高、测量范围大、抗振性能好、可靠耐用等特点,在压力测量中也得到广泛的应用。
综上所述,本题中可选用压阻式、压电式和电容式等多种压力传感器。
3、 用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动,若传感器灵敏度为7pc/g,电荷放大器灵敏度为100mv/pc,试确定输入a=3g时系统的输出电压。 解:
(1)求系统的总灵敏度:
系统的总灵敏度为:S=7 pc/g ?100 mv/pc =700 mv/ g
(2)根据已知条件,求解。
当输入a=3g时,系统的输出电压为:u=aS=3g?700 mv/ g =2100mv
4、 若某旋转机械的工作转速为3000转/分,为分析机组的动态特性,需要考虑的最高频率为工作频率的10倍,问:
1) 应选择何种类型的振动传感器,并说明原因? 2) 在进行A/D转换时,选用的采样频率至少为多少?
解:1) 机组工作频率为:f=3000/60=50Hz,最高分析频率:fh=10f=500Hz,
(1) 在工业上常见振动传感器有:电涡流振动位移传感器、磁电式振动速度传感器、
压电式振动加速度传感器三类,其中涡流传感器频率范围为DC~20KHz以上,磁电式速度传感器频率范围为10Hz~1500Hz左右,而压电式加速度传感器的频率范围为0.5Hz~10KHz左右,因此从频率范围的角度,三种传感器均可采用。 (2) 但是,如果考虑到安装的方便性,则最好选择压电式加速度传感器,该类型传
感器可直接固定与机组机壳表面,精度高,频响范围宽,寿命长等特点;而磁电式速度计由于存在运动部件,寿命较短,且传感器本身的质量较重,附加质量影响较大,故不建议采用。
(3) 若要求直接测量转轴振动,则应选用电涡流振动位移传感器以实现不接触测量。 2)根据最高分析频率及采样定理的要求,系统采样频率不应低于2fh=1000Hz,实际使用场合考虑到信号频谱分析的精度,要求系统采样频率应不低于2.56 fh=1280Hz。如果为了能够较好地复现振动波形,则采样频率需要更高,如1600Hz。
第8章 噪声的测量(P236)
1.评价噪声的主要技术参数是什么?各代表什么物理意义? 答:
(1)评价噪声的主要技术参数有:声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级、频
率或频谱、响度和响度级等。 (2)物理意义分别如下:
1) 声压与声压级:表示声音压力强弱的物理量。
声压:声波是在弹性介质中传播的疏密波即纵波,其压力随着疏密程度的变化而变化,
所谓声压,是指某点上各瞬间的压力与大气压力之差值,单位为 声压级:声压级
压。
2) 声强与声强级:是用能量的大小来表征声音强弱的物理量。
声强:声强是在声的传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能量。以I表示,单位为 /
。
)比值常用对数的10倍来表示,称为声
[dB]
定义为:
,即帕(Pa);
(dB),式中,P为声压,P0为听阈声
声强级:声强与参考声强 (取 强级
,亦是一种无量纲量,定义为:
3) 声功率及声功率级:是声源在单位时间内发射出的总能量的量度。 声功率:是声源在单位时间内发射出的总能量,用 声功率级:声功率 示声功率级
和参考基准声功率
(取10
表示,单位为瓦。
)的比值常用对数的10倍来表
,定义为:[dB] 。
4) 频率与频谱
频谱:由强度不同的许多频率纯音所组成的声音称为复音,组成复音的强度与频率的关系图称为声频谱,简称频谱。
5) 响度与响度级
为了把客观上存在的物理量和人耳感觉的主观量统一起来,引入一个综合声音强度量度——响度、响度级。
2. 举例说明如何确定宽带噪声的总响度?
答:(1)噪声总响度
的计算,是以响度指数曲线为出发点,这些曲线是在大量试验的
基础上并考虑了听觉某些方面的属性后得出的。