机械传动综合设计系统实验

机械传动综合设计系统实验

一、实验目的

1.机械传动综合设计实验课是重要实践性环节，通过实验能够使学生巩固对课堂教学内容的理解,拓展学习理论知识的应用性。

2.掌握方案设计,优化机械传动组合设计,培养和锻炼学生的实际工作能力和动手能力。

3．掌握机械零部件设计，使学生掌握机械传动设计及其部件性能和实验方法,熟悉常用检测仪器、仪表的性能和操作，培养学生利用计算机动态采集数据、绘图的能力。

二、实验设备

1、机构部分：

ZJS50-A综合设计型机械设计实验台,可利用传动库中不同库件的选择及组合搭配，通过支承联接及调节模块的选择搭接，构成带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、带～齿轮传动、齿轮～链传动、带～链动、带～齿轮～链传动试验台等多种单级典型机械传动及多级组合极小传动试验台。配套的电子仪器有转速转矩传感器、转速转矩功率显示仪、磁粉制动器、直流稳流电源、计算机及实验软件等。机构部分如图1.1所示。

图1.1 综合设计型机械传动实验台

根据上述总体布置简图可知，试验台由平板、导板、原动机（电机）、工作机（磁粉制动器）、转矩转速传感器（Ⅰ、Ⅱ）、用所提供传动零件组合出的传动方案（安装在图中减速器的位置）以及各种支座组成。

2、测试系统部分：

测试系统由数据采集并分析系统，加载系统两大部分构成。输入转矩转速传感器Ⅰ、输出转矩转速传感器Ⅱ、输入转矩转速功率测量仪、输出转矩转速功率测量仪及计算机构成数据采集并分析系统的硬件部分；磁粉制动器、WLK-A稳流电源式手动加载控制器构成；加载系统的硬件部分；编制相应的控制、采集、测试、分析软件构成整个测试系统的软件部分。测试系统部分如图1.2所示。

图1.2 测试系统部分

三、实验原理

交流电动机(或电磁调速电动机)作为运动和动力的输入部分, 其转速可以在一定范围内调整：磁粉制动器作为加载器, 由稳流电源改变激磁电流大小,以获得不同的负载力矩：输入输出的转矩转速可由转矩转速传感器通过转矩转速功率测量仪(或扭矩仪)测得：这样就可以测出不同工况下机械传动效率。

当设计传动时,如传递的功率P、传动比i和工作条件已定，则不同类型的传动各有其优、缺点。因而就产生了怎样合理选择传动的类型问题。

本实验只讨论机械传动中摩擦传动和啮合传动，它们的分类如图1.3。

图1.3 机械传动类型

四、实验内容

1、根据给定的要求，设计出相应的传动方案（如带传动、蜗杆传动、齿轮传动、摆线针轮～带传动、齿轮～链传动、齿轮～链～带传动等）。

2、对不同的方案进行传动效率测试。

3、对测试结果进行评估，通过比较效率、成本、噪声、振动等一系列的因素得出最佳传动方案。

五、注意事项

1、学生搭接实验装置时，应仔细阅读使用说明书，由于电动机、被测传动装置、传感器、加载器的中心高均不一致，组装、搭接时应选择合适的支承、联接件，传感器的安装同

心度≤0.1mm，调整好设备的安装精度，以使测量的数据精确。

2、实验数据测试前，应对测试设备进行调零。调零时脱开负载侧梅花形联轴器，启动电动机，调节TR1-B的零点，联接好梅花形联轴器，则可进行测量。

环境温度的变化会直接影响仪器的测量精度，如果环境温度超出范围，须对传感器标定系数值进行修正，即将TR-1B系数修正后使用，才能保证测试精度。

温度系数的修正按下式计算：

Xt=Xt0[1+εG(t-t0)]

式中：Xt------温度为t时的传感器系数。

Xt0------温度为t0时所标定的传感器系数（即铭牌上的传感器温度系数）；

t------测量时的实际温度环境℃；

t0------标定传感器系数时的环境温度℃；

εG------剪切弹性模量G的温度系数，其值在这里取为—0.027%。

例如，传感器出厂时的标定系数为7215是在10℃下进行标定的，现在环境为36℃的情况下使用，其修正系数应为：

Xt＝7215×（1－0.27%×26℃）＝7164，

即将传感器的标定系数修正为7164，并在使用时将TR-1B的系数置于7164，若环境温度仍为10℃，则系数仍为7215。

3、要求每个实验小组6～8人，由学生独立操作完成实验。学生须发挥创造性思维能力，设置实验对象和设计试验方法，从中掌握常用实验方法, 熟悉检测仪器、仪表的性能和操作。做到

①. 开机时, 应先接通各测量仪器的电源，检查仪器是否工作正常，各调节旋钮是否都在零位，然后再启动电动机。电动机应在正转挡启动。

②．加载前, 应及时开通冷却水, 对磁粉制动器进行冷却。

③．关机前, 应先卸载，WLK控制器调0，然后调低电动机转速, 再关电机，关仪器，最后关冷却水。

④．机周围应无较强振动的机器工作和强电磁场干扰。

⑤．各测量仪器上的开关和旋钮不得任意拨动, 以免损坏元件和带来测量误差甚至错误的测量。

五、实验参考资料

1、ZJS50-A综合设计型机械设计试验台测试软件使用说明书

2、TR-1B 转矩转速功率测量仪使用说明书

3、WLK 型手动控制器使用说明书