下面主要对一阶往复惯性力的合力进行分析。如所示，由柄转角位置A以第一汽缸轴线为基准。第一缸往复惯性力方向沿X轴，即FX=m1jRX2cosA（6）第二缸往复惯性力方向沿Y轴，即FY=m2jRX2cos（A-90°）=-m2jRX2sinA（7）设计时，尽可能使m1j=m2j=mj所以，FX2 FY2=（mjRX2）2（8）这充分说明，当两汽缸相互垂直时，其一阶往复惯性力的合力为一定值，其方向为tgH=FYFX=-tgA∴H=P-A（9）可见，其方向与旋转惯性力一样，始终是与曲柄方向一致的。这样，就可很容易地用平衡块来达到一阶往复惯性力和旋转惯性力的完全平衡。利用上述原理，进行了制冷机曲轴部分的设计计算，其平衡块总质量应满足：mXQX=（mr mj）R（10）其中，QX为平衡块偏心量，mX为平衡块质量。根据以上计算，并兼顾曲轴箱空间位置，最后计算得：QX=3mm，mX=10.8g。

分析机器经设计、加工、调配到较佳状态后，充高纯氦气20kg，接通直流稳压电源，调整机器运行频率，对制冷机进行了测试。（1）振动：将压电传感器垂直安装在测试真空罩上端，接通压电传感器和实时频谱分析制冷机振动频域曲线仪，观测制冷机正常运行时的信号加速度，测得的实时频域分析结果如所示。从图中可以看出，机器在运行频率为50Hz时，其一阶振动加速度最大为3.35m/ss，计算加速度均值为3.5m/ss，根据F=ma（m为制冷机质量，为0.78kg），我们可计算得整机的振动力为F=0.78×3.5=2.7N，可满足使用要求，说明曲轴组件的结构设计基本合理。

（2）噪声：在制冷机四个方位进行测试，噪声均小于50dB.（3）降温时间：在制冷机冷头上安装有3.5克紫铜测试帽，测试帽上装有铑铁温度计和电阻加热片，测试帽与冷头之间保持良好热接触，测得的降温曲线如所示。从图中可见，样机开机后3分10秒即可降至80K.

（4）制冷量和输入功率：当冷头测温帽指示温度降至最低时，开始给电阻片加热，当测温帽指示温度达到80K时，此时的加热功率即为该温度下的制冷量，同时记录DC输入功率。降温曲线制冷量输入功率曲线是保持测温帽温度为80K时，DC输入功率制冷量曲线。从图中可见，当机器制冷量维持在0.7W时，整机输入功率为24W.制冷量最大可达到1.1W/80K，此时整机输入功率为38W.

（5）重量：机器总重量为0.9kg，其中制冷机重量为0.78kg.另外，样机系统还经受了高低温贮存、高低温工作、温度冲击、湿热、机械振动及冲击等环境试验考核，取得了较为满意的试验结果。