机械传动多功能试验台.

摘要

实验设备对于加深学生对理论知识的理解，锻炼学生的实践、创新能力具有十分重要的意义，在教学体系中占有举足轻重的地位。目前，我国大部分高校的实验设备存在陈旧、落后的问题，而实验设备开发与实验教学应用严重脱节，导致实验设备无法满足教学发展的要求。因此，迫切地需要通过新型实验设备的自主设计研制，来改进实验设备现状、提高实验教学水平。

关键词：机械传动，运动学，动力学，实验台，仿真，测试

ABSTRACT

The experimental facilities have the very important function for the understanding of the academic knowledge, exercises student's practice, ability of creation. At present, problems of obsolete and backward facilities exist in majority of the universities.Because of the disjoint between the development of the experimental facilities and the experimental teaching application, the experimental facilities can not suit for the development of teaching. Therefore, it is urgent to develop the new experimental facilities, to improve the test installation present situation, the enhancement experiment teaching level.

Keyword: Mechanical Transmission , Kinematics, Dynamics, Laboratory Bench, Simulation, Test

第一章引言

1.1本课题提出的意义

培养学生根据机械传动实验任务，进行自主实验的能力。实验在“机械传动性能综合测试实验台”上进行，实验室提供机械传动装置和测试设备资料，学生根据实验任务自主设计实验方案，写出实验方案书，搭接传动系统进行测试，分析传动系统设计方案，写出实验报告。

掌握机械传动合理布置的基本要求，机械传动方案设计的一般方法，并利用机械传动综合实验台对机械传动系统组成方案的性能进行测试，分析组成方案的特点；

通过实验掌握机械传动性能综合测试的工作原理和方法，掌握计算机辅助实验的新方法。

测试常用机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等)，加深对常见机械传动性能的认识和理解。

1.2多功能实验台的发展现状

第二章试验台简介

2.1 多功能实验台的组成

机械传动多功能实验台由机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置、和工控机几个模块组成，另外还有实验软件支持。系统性能参数的测量通过测试软件控制，安装在工控机主板上的两块转矩转速测试卡和转矩转速传感器联接。学生可以根据自己的实验方案进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。

图2-1 实验台的结构布局

1-变频调速电机 2-联轴器 3-转矩转速传感器 4-试件

5-加载与制动装置 6-工控机 7-电器控制柜 8-台座

本次设计要完成三种方案的转配图及各需要加工零件的零件图。

方案一：V带传动-斜齿圆柱齿轮减速器

方案二：链传动-斜齿圆柱齿轮减速器

方案三：V带传动-斜齿轮减速器- 蜗杆减速器

2.2 实验台的功能

在“机械传动多功能实验台”上能开展典型机械传动装置性能测试、组

合传动系统布置优化和新型机械传动性能测试三类实验。在本科生主要进行第二类实验，即组合传动系统布置优化设计。

学生根据实验任务自主设计实验方案和写出实验方案书，搭接传动系统进行测试，分析传动系统设计方案，写出实验报告。实验方案书内容包括已知条件、实验目的、机械传动系统运动参数和组成方案设计、机械传动系统性能测试原理、实验步骤和注意事项。在实验中观察测试系统运行情况，采集传动性能数据，测绘实验系统。实验报告内容包括测试系统平面布置图、实验曲线和分析结果等。

2.3 实验台的结构

1、工作台和控制柜

图2-2 实验平台总图

2、工控机

图2-4 工控机

3、三相变频调速电机和输入端转矩转速传感器

图2-5 三相变频调速电机和输入端转矩转速传感器

图2-6 转矩转速传感器结构图

4、磁粉制动器和输出端转矩转速传感器

5、机械传动装置

图2-8 斜齿圆柱齿轮减速器

图2-9 蜗轮减速器

图2-10 V带轮

图2-11 链轮

图2-12 联轴器

图2-13 支承

图2-14 支承底座7、联接件

T型螺栓

图2-15 T型螺栓

除此外还有：六角螺栓、平垫圈GB95-85-10、柱销

8、辅助工具

辅助工具有：开口扳手、活动扳手、一字起和十字起、内六角扳手、拉马、机油

壶

第三章机械传动多功能实验台的设计

3.1 电动机的选择

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比。

由《机械设计手册》选定型号为YZ112-M-6的三相异步电动机，额定功率为1.5KW，额定电压380V,额定电流4.2A，满载转速

n920

m

r/min。

其结构如图3-1所示

图3-1 三相异步电动机

3.2齿轮传动的设计

齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200m/s。本设计所设计的是最常用的渐开线齿轮传动。

3.2.1齿轮传动的主要特点有：