机械传动方案设计性综合实验

机械传动方案设计性综合实验
一、目的与要求
1、根据给定的条件及零部件，设计机械传动方案，并组装成机械传动装置。

通过实验，了
解机械传动方案设计的多样性，对多种可行方案进行比较、评价，从而确定最佳传动方案。

2、通过对传动效率、动态性能及工作稳定性的分析，了解各种传动零件的适用条件及其对
传动系统的影响。

3、了解机械传动系统输入端的转矩（T1）、转速（n1）、功率（P1）与输出端的转矩（T2）、
转速（n2）、功率（P2）的变化关系，要求绘出T1与T2、n1与n2及P1与P2的关系曲线。

4、掌握转速、转矩、效率等参数的测量方法。

二、提供的设备及零部件
本实验装置为模块化结构，可在备件库中任选所需的零部件，组装成机械传动系统。

按减速器的类型将实验台分成两大类：平行轴传动方案实验台和垂直轴传动方案实验台。

前者的减速器为圆柱齿轮或摆线针轮减速器，后者的减速器为锥齿轮或蜗轮蜗杆减速器。

实验所提供的设备及零部件如下：
1、电动机
a. Y90L-2 额定功率2.2Kw 满载转速2840 r/min 280元
b. Y100L1-4 额定功率2.2Kw 满载转速1420 r/min 380元
c. Y112M-6 额定功率2.2Kw 满载转速940 r/min 740元
d. Y132S-8 额定功率2.2Kw 满载转速710 r/min 1230元
2、减速器
a）ZD-100单级直齿圆柱齿轮减速器，速比i =2.37 750元
b）WX3摆线针轮减速器，速比i =11 1150元
3、V带传动：小带轮若干70元/个
大带轮若干 70元/个
普通V带5元/根
4、链传动：小链轮若干 110元/个
大链轮若干 130元/个
滚子链链条30元/米
5、联轴器若干 30元/对
三、实验设备简介
本实验装置如图1所示，由四大模块组成，即：
Ⅰ—动力源模块（电动机部分）；
Ⅱ—传动装置模块（减速器及其他传动零件）；
Ⅲ—加载模块（磁粉加载器、可调电源，相当于工作机）；
Ⅳ—测试模块（转矩传感器，转矩、转速、效率等测试软件）。

加载模块的工作位置固定不变，负载的大小通过可调电源调整；动力源模块可沿相互垂直的两个方向调整位置，以适应不同传动类型对轴向、径向距离的要求；传动装置模块为可选组件，由实验者设计、选择、组装，以得到不同的传动方案，减速器可通过导向装置方便地进行位置调整。

测试模块的原理、操作见下节。

本实验力求通过对不同传动方案机械效率、动态性能、噪声等性能指标的测试，结合成本分析，定量地分析、评价传动方案的优劣。

图1 传动方案实验台的组成
1、磁粉加载器4、减速器 7、电动机
2、转矩传感器 5、带传动装置 8、计算机及测试软件
四、仪器的使用
可调电源改变磁粉加载器的负载,其使用方法如下：
可调电源
1-电流调节旋钮2-电流表3-电源开关4-电源指示灯
图2 可调电源面板
开机前，将电流调节旋钮1反时针旋至最小，当需要磁粉加载器工作时，再打开电源开关3，根据需要调节电流大小。

电流表直接显示电流大小。

五、实验内容及实验报告
(一)采用“参考方案一”，测定传动系统输入端转矩、转速与输出端转矩、转速及输入功率、
输出功率的关系，并绘制出T1—T2；n1—n2 ；P1—P2的关系曲线。

测试结果记入“实验记录一”中。

实验记录一：
根据实验记录请分析并回答以下问题：
1、影响“系统”效率的因素是什么？当“系统”已定时，“系统”效率应是常数还是变数
2、随着转矩T2的增加，输入转速n1与输出转速n2为什么会下降？绘制n1—n2关系曲线
3、随着转矩T2的增加，输入转矩T1增加的幅度随什么而变化？如果T2＝0时，T1等于多少？绘制T1—T2及P1—P2关系曲线。

(二)若要求T2＝65N·m、n2＝130 r/min，请拟定2～3种传动方案并进行实验，根据实验结果比较各方案的优劣，最后确定最佳方案。

各方案的测试结果记入“实验记录二”
实验记录二：
根据实验结果，回答下列问题：
1、绘制出你所设计的传动方案简图（2～3种方案）。

2、从功能要求、传动效率、受载情况、动态性能、结构体积、稳定性、经济性等诸方面分析各传动方案的优劣，经比较、评价后提出最佳方案。

对于不可行方案，分析失败的原因。

3、本次实验给你什么启示？
附注：
实验时间为4学时，其中：
1) 教师讲解 15分钟
2) 实验内容一30分钟
3) 实验内容二110分钟
4) 讨论 25分钟
六、实验注意事项
1、坚持安全第一的原则。

装配机械零部件时一定要戴棉纱手套；开机运行前要仔细检查各
部分安装是否到位、联接螺栓是否拧紧，然后装上防护网；开机后，不要太靠近运动零件。

2、专人负责启动开关，遇紧急情况立即停车。

3、用可调电源加载时，要循序渐进，不要加载过猛、过大。

4、运行前要先打开磁粉加载器的冷却水开关。

5、要服从指导教师的指挥。

七、参考传动方案
为便于学生操作，提供以下参考传动方案（有些合理，有些不合理）。

其中，方案一～六用于平行轴传动方案实验台；方案七～方案九用于垂直轴传动方案实验台。

参考方案一
参考方案二
参考方案三
参考方案四
参考方案五
参考方案六
参考方案七
参考方案八
参考方案九
执笔：黄秀琴
审核：刘力
批准：刘天军。