多功能齿轮实验台的设计毕业论文.doc

1目录第一章封闭齿轮实验台的介绍211主要特性及用途212组成部分及其工作原理213实验机的操作314齿轮的拆装315测扭传感器的使用和标定416配套仪器4第二章多功能齿轮实验台的设计421齿轮的设计计算422输出轴的结构设计723输入轴的结构设计1224滚动轴承的选择及其寿命计算1625键的选择1726联轴器的选择1827链传动的设计1928轴承端盖的设计23总结24参考文献25英文翻译252第一章封闭齿轮实验台的介绍11主要特性及用途本试验台为封闭功率流式，用直流电动机驱动，能在运行中进行双向加载，可同时进行封闭扭矩与电机扭矩的测量及显示。本试验机最大封闭功率为40公斤米。如改为单向加载最大可达80公斤米，转速为01000转/分，无级可调。本试验机配有测量封闭牛局及电机你局的传感器及输出装置。配以扭矩转换仪（数字频率计）可同时进行该两项扭矩的数字显示。这两种传感器静态标定误差满载时低于0.2%。本试验机可进行以下的试验：1齿轮效率。2齿轮的承载能力(可按载荷谱模拟实际工作状态进行强度及寿命试验)。12、组成部分及工作原理（参看附图）2齿轮箱：被试齿轮箱及陪试齿轮箱为结构及尺寸完全相同，齿数比为1：1的两个齿轮箱，均安装在同一底板上。3加载器：用套筒滚珠及左右螺旋组成机械式加载器。用专用钩子扳手旋动加载器螺旋，通过轴承及拉杆拉动套筒而使左、右旋的螺旋轮作反向旋转，从而使齿轮加载。4扭矩测量及显示装置：电机扭矩及封闭扭矩均用板行弹性元件及可变电容组成的传感器，通过随机转动的L.C振荡器输出频率扭矩而变的正弦波。接收装置为一线圈，通过感应接受正弦波讯号，用屏蔽线接入扭矩转换装置（数字频率计）显示正弦波的频率。经静态标定后频率即可转换成扭矩值。5润滑装置：本试验台齿轮箱可采用两种润滑方式：（1）浸油飞溅润滑，在箱盖下部设有油标。（2）恒温喷油润滑（此装置为附加设备，在定货时须另行提出）。控温仪温度最高可达100，使用使，可根据试验需要控制油温（一般可取5070）。恒温箱加热后，电源电压为交流220V。6驱动电机及电器：本试验台用4KW直流电动机驱动，电机由可控硅无级调速设备控制。润滑油泵为90瓦。交流异步电动机（接线及操作请看电机及可控硅无级调速器说明书）。13试验机的操作。运转前用手转动联轴器，观察各部分是否能正常转动，检查电池及各部分接线。1操作程序1。接通恒温加热装置温控仪的电源，将感温探头插入油箱盖孔内，将温控选择盘旋至需要控制的温度。此时，油箱加热后的电路自动接通，开始加热油（具体使用参考温控仪说明书）。2首先装好测电机及封闭扭矩两传感器的电池（积层电池9伏），接同扭3矩转换仪（频率计）电源及接好讯号接受仪与仪器两组连线。讯号接受器与传感器距离20mm。然后观察数字频率计的读书看是否为零点的频率值（扭矩与频率的标定值见附表），如果不是，可松开相应的有机玻璃套后端钢套上的紧固螺钉（见附表），缓慢反复旋动有机玻璃套后，使频率读书为零点的值。调好后，再将紧固螺钉旋紧（一般误差在300HZ以下即可）。由于其及电器元件参数变化，可能调不到适合的零点值。此时，可将讯号接受器与传感器距离前后移动，以调整零点。3当油温升至预定值后，起动油泵，向齿轮箱送油。待油温稳定后，即可缓慢启动直流电动机使试验台缓慢升速（切忌启动时使试验台电机扭矩测扭装置受到明显的冲击载荷，以免损坏测扭传感器的元件和影响测量的精确性），转速到预定值时（最高转速为1000转/分），即可按预定程序进行试验。注：无恒温润滑装置的试验台不进行1、3两步。4用专用的勾扳手旋动加载器螺旋加载。其方向可根据试验要求确定。加载值可由扭矩转换仪（频率计）显示频率，由频率查曲线，可得相应扭矩。如为预定载荷，则可预先根据扭矩查出相应的频率值，然后加到该值即可。在次同时，电机的扭矩由转换仪的另一组数字显示。2其他说明1作一般教学试验求效率，可认为两齿轮箱效率相等，用下式求效率（）是足够精确的。T封封闭扭矩T电电机扭矩总总效率两齿轮箱的材料或工艺等条件不同时，可先用次法求得陪试齿轮箱的效率（陪），再更换被试齿轮测效率，则2作强度或寿命试验时，由于运转时间长，为了防止由于振动等原应引起加载器螺旋松动而使载荷下降，应用专用的内六角扳手，拧紧加载螺旋端的内六角螺钉使螺旋与螺母锁紧。3用户可根据附表的数据绘制成电机扭矩频率曲线与封闭扭矩频率曲线。14、齿轮的拆装：在进行试验时，常需要拆装齿轮，拆装的步骤如下：1拆去侧盖螺钉，并取下侧盖。2松开轴上圆螺母的防松螺钉，并旋紧螺母。3取出压在齿轮端凹坑内的两个半圆块。4拆去观察孔有机玻璃盖板，从盖孔可插入铜棒拨松齿轮，即可将齿轮从轴上退出。5装上要换入的齿轮装两半圆块及旋紧圆螺母，拧紧防松螺钉，盖上才侧盖，即可进行实验。415.测扭传感器使用说明及其标定：本机专用的电容传感器，多采用片式电容，制造及装配要求较高，请勿拆卸。如发现异常情况可作以下检查：1电池电压一般在7.5V以下须更换。2取出电容传感器内的振荡器线路板，检查是否有零件损坏及断线。3检查接受器是否断线。传感器一般在使用两年后，可连同钢板以及扭矩频率对照表，一并寄回我校，重新标定。此类传感器，我们虽经上十次该进，但设计及制作经验尚不足，请同志们在使用中向我们反映时候情况和意见，不胜感谢。16、配套仪器：2本实验机配用的温度控制器（WMZK01型）系上海医用仪表厂生产。配以CJ10系列交流接触器，电压220V（恒温箱内电热管电源为220V）3本试验机配用的扭矩转换仪（频率计）与可控硅无级调速器均为我们推荐及代运。以上设备如发生故障请直接与生产单位联系。第二章、多功能齿轮实验台的设计21齿轮的设计计算1、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数（1）根据所设计传动的方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）此齿轮箱为一般工作机器，故选用7级精度（GB10095-88）。（3）材料选择。因为两个齿轮都设计成完全一样的一对齿轮，所以都选用45钢，调质处理，硬度为240HBS。（4）选择两个齿轮的齿数Z1=Z2=70个。（5）选取螺旋角。初选螺旋角=140。2、按齿面接触疲劳强度来设计由设计计算公式得：d1t=322)1(12HdEuduKtTZ（1）确定公式内的各计算数值选择载荷系数Kt。由原动机为电动机，根据载荷的情况、齿轮的精度、结构、位置，取Kt=1.2。齿轮的转矩TT1=T2=T=400Nm,(最大封闭功率)