机械传动实验论文-机械传动综合设计的分析与总结.doc

浙江理工大学机械实验（论文）机械传动综合实验论文学 院：机械与自动控制学院 姓 名： 学 号： 指导教师：胡培钧 设计时间：2015/5/27-2015/5/31 机械与自动控制学院目 录1. 实验目的与要求22. 实验设备与工具23. 实验内容与原理33.1试验台工作原理23.2扭矩传感器的组成结构和测量原理33.3磁粉制动器的组成结构和测量原理34. 实验过程44.1实验装置的安装步骤44.2测试55. 结果分析与实验总结56. 实验小结65.1遇到的问题65.2心得体会7机械传动综合设计的分析与总结 摘要：机械传动的范式有很多种形式：带传动，链传动，涡轮蜗杆传动和齿轮传动。每种传动方式都有其特定的使用环境和使用方法，同时它们也可以进行组合，从而形成多种传动连接方式。每种传动方式都有其各自的传动效率，本文就单个传动和组合传动的传动效率和传动特性进行实验和研究。关键词：机械传动实验台 涡轮蜗杆 带传动 齿轮传动 机械传动综合实验是一门很好的动手实践的实验。可以通过实践来巩固所学的专业知识。它是一个比较综合性的实验，需要对喝多知识有所了解，比如：扭矩传感器和磁粉制动器的工作原理和使用的方法，传动效率的测量和计算，各个部件的联结问题等。所以，在做实验之前，要先对实验有个总体的方案机械传动系统方案，否者会在实验后期碰到很多麻烦。一、 实验目的和要求机械传动采用各种类型的装置，如何综合出符合应用与要求且性能良好的传动系统是工程设计中的难点。通过本实验的方案验证、测试和分析，可以达到下列目的：（1）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，分析方案的特点。（2）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。（3）测试常用机械传动装置在传递运动与动力过程中的特征参数曲线（速度曲线，转矩曲线，功率曲线及效率曲线等），加深对常用机械传动的性能认识和理解。二、实验设备与工具（1）机械传动综合试验台（2）装拆工具和测量工具三、实验内容与原理3.1、 机械系统实验台的工作原理如下图所示： 所以，我们要严格按照原理图来进行设备的安装。这些设备安装时有一个很重要的问题，可能关乎到实验的成功与否各个部件的联结问题。这个实验成功的前提是联结件必须在横向上有联轴器对紧，在纵向上要使中心高在同一条直线上，只有这样才能保证传动效率测量的有效性和准确性。3.2、扭矩传感器的组成结构和测量原理在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着： (1)能源环形变压器的次级线圈，(2)信号环形变压器初级线圈，(3)轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号 输出电路。在传感器的外壳上固定着(1)激磁电路，(2)能源环形变压器的初级线圈(输入)，(3) 信号环形变压器次级线圈(输出)，(4)信号处理电路。 将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥 ,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由 两组带间隙的特殊环型变压器承担的,因此实现了无接触的能源及信号传递功能。 3.3、磁粉制动器的组成结构和测量原理 3.3.1、磁粉制动器的结构组成 磁粉离合器是由传动单元(输入轴)和从动单元(输出轴)合并而成。在两组单元之间的空间，填有粒状的磁粉（休积大约40微米）。当磁性线圈不导电时，转矩不会从传动轴传于从动轴，但如将线圈电磁通电，就由于磁力的作用而吸引磁粉产生硬化现象，在连继滑动之间会把转矩传达。3.3.2、激磁电流与转矩成线性关系磁粉离合器、磁粉制动器是根据电磁原理并利用磁粉来传达转矩的，其传达之转矩与激磁电流基本成线性关系。因此，只要改变激磁电流之大小，便可轻易地控制转矩之大小。正常情况下，在5%至 100%的额定转矩范围内，激磁电流与其传达之转矩成正比例线性关系,如图2.2.1所示。 3.3.3、稳定的滑差转矩当激磁电流保持不变时，其传达之转矩不受传动件与从动件之间差速（滑差转速）之影响，即静力矩与动力矩无差别。因此可以稳定地传达恒定之转矩。此特性若运用于张力控制，则用户只需调节激磁电流之大小，便能准确控制并传达所需转矩，从而简便、有效地达到控制卷料张力的目的,如图2.2.2所示。四、实验过程4.1 实验装置的安装步骤 安装的步骤应该是：（1）选择等高度的垫块（2）将垫块安装在实验平台上，用螺栓进行初步固定（3）将各个装置按照实验台工作原理进行逐一安装，中间用联轴器进行联结（4）调试，检查各个装置的几何位置是否符合要求，如若不符合要求，要进行增减垫片进行几何位置的调整（5）在前面几个步骤都没有问起的情况下，将每个螺栓进行再次拧紧固定，并在拧紧后重新检查试验台上的各个装置的几何位置是否符合实验要求，如若有偏差，要进行重新调试。调试安装完成之后的试验台如下图：1-变频调速电机 2-联轴器 3-转矩转速传感器 4-传动装置5-加载与制动装置 6-工控机 7-电器控制柜 8-台座4.2、测试在这之后，我们便开始了实验的下一个环节，数据的测量。这一步是通过计算机来完成的。测试部分的原理图如下： 在通电之后， 打开计算机里的机械传动综合实验软件，先进行调零，然后进行参数的设置，主要是对输入功率，电机转速和传动比的设置，在此之后，便可以进行测试了。四、结果分析和实验总结我们可以清楚的看到，随着加载电流的逐渐增大，机械的传动效率也逐渐升高，而这种升高也并不是一直进行下去的。在达到一直效率后，曲线便不再变化，即使此时加载电流仍在逐渐增大。这种现象表明：机械传动装置的传动效率在某个机械系统中是趋于稳定的，即在一定条件下，传动效率达到最大值，并一直稳定在这个最大值左右。所以，我们在进行机械传动的选择时，要选用合适的传动方案和能是传动效率达到最大的传动条件，这样我们才能使一个机械系统的效率不断提高，从而，当这些系统应用到实际生产当中是才能提高生产效率，实现节能和盈利的双赢。同时，从实验结果来看涡轮蜗杆传动的效率较带传动和齿轮传动低，但它能够进行垂直传动，即能够将电机的转矩按90度方向进行传递；而单独的带传动和齿轮传动只能沿直线方向传动，只有将这两种传动结合在一起，才能实现90度方向传动。五、实验小结5.1、遇到的问题在这次实验当中，虽然我们碰到了这样或那样的问题，花了很长时间去排查和解决这些问题，但是我们感觉这是值得的。其中一个让我们印象最深刻的实验错误就是实验装置中心高的调试。由于我们开始安装时没有进行垫块的高度的测量，所以后面的调试过程中碰到了很多问题，即使在加了垫片之后，各个装置的集合位置总是不能达到实验要求。直到后来，在直到老师的帮助下，我们才发现问题的所在。垫块分为很多种，每种的厚度是不同的，比如，有的垫块的厚度是3.0cm，而有些是3.2cm。而我们在安装的时候，并没有考虑到这个问题，把他们的厚度当成一样的来进行安装。安装的结果是，相邻的两个实验装置的中心高不在同一条水平直线上，当我们加了垫片之后，由于是四个角都进行了加装垫片，所以它们的中心高还是不在同一条水平直线上，从而导致测试的结果不符合要求。在找到问题所在之后，我们对垫块的高度进行了统一测量，将它们全部换成统一高度的垫块，问题便得到了很好的解决，测量的数据也符合了实验要求。5.2、心得体会这次实验不仅增长了我们的知识，而且有锻炼了我们的动手能力。以前总是觉得这些实验很简单，以为很容易做好，但当自己真正去动手做的时候，在发现自己所掌握的知识仅仅是牛之一毛，少之又少，根本不足以独立设计和完成一个实验。所以，很多东西，不能眼高手低，好高骛远，