机械传动性能测试和系统方案设计

1、机械传动系统方案设计和性能测试综合实验指导书一、实验目的 2.二、实验设备介绍 2.三、实验任务 4.四、实验安排 4.五、实验台的使用与操作 5.1实验台各部分的安装连线 5.2实验前的准备及实验操作 6.六、测试软件介绍 8.1界面总览 8.2 .数据操作面板8.3 .电机控制操作面板84 .下拉菜单9.附录 1：机械传动方案设计和性能测试综合实验任务卡 .12附录 2：机械传动方案设计和性能测试综合实验方案书 .13附录 3：机械传动方案设计和性能测试综合实验报告 13附录 4：实验系统各模块展示 1.4附录5:转矩转速传感器介绍 25附录 6: 实验注意事项 2.7、实验目的1. 培养

2、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。2. 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；3. 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。4. 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

3、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；、实验设备介绍“机械传动性能综合测试实验台”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。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-台座实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。表1组成部件技术参数备 注变频调速电机550WZJ

4、型转矩转速传感器I .规格 5N.m ;输出讯号幅度不小于 100mVn .规格 50N.m;输出讯号幅度不小于 100mV机械传动装置（试件）直齿圆柱齿轮减速器i=5蜗杆减速器i=10V型带传动齿形带传动Pb=9.525 Zb=80套筒滚子链传动Z1=17 Z2=251台WPA50-1/10O型带3根1根08A型3根磁粉制动器额定转矩：50 N.m激磁电流：2A允许滑差功率：1.1KW加载装置工控机IPC-810A控制电机和负载 采集数据 打印曲线三、实验任务在“机械传动性能综合测试实验台”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

5、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。四、实验安排本实验指导书将在网络上发布， 学生在实验前仔细阅读和研究实验指导书和相关的 文件。在机械传动内容讲授完毕后，授课老师安排学生试验任务。实验分成小组进行， 每组 34 人，同时可有两组进入

6、实验室。 每组同学要通过阅读实验指导书了解实验设备、 使用与操作、 测试软件和传动设计已知条件， 参考附录 2 的实验方案书写好方案书， 方 案书经实验指导老师认可后， 学生方可进行实验， 实验系统搭接完后经实验指导老师检 查通过后方可开启电机。 在实验中观察测试系统运行情况， 利用实验软件采集数据和打 印相关数据曲线，测绘实验系统，进行结果分析，参考附录 3 写出实验报告。五、实验台的使用与操作1 实验台各部分的安装连线(1) 先接好工控机、显示器、键盘和鼠标之间的连线、显示器的电源线接在 工控机上、工控机的电源线插在电源插座上。(2) 将主电机、主电机风扇、磁粉制动器、ZJ10传感器(辅助

7、)电机、ZJ50 传感器(辅助)电机与控制台连接，其插座位置在控制台背面右上方(见 图2)。(3) 输入端ZJ10传感器的信号口 I、U接入工控机内卡 TC-1 (300H)信 号口 I、U (见图3)。输出端ZJ50传感器的信号口 I、U接入工控机内卡 TC-1 (340H)信 号口 I、U (见图3)。(4) 将控制台37芯插头与工控机连接、即将实验台背面右上方标明为工控 机的插座与工控机内10控制卡相连(见图2、图3)。后工控机内卡的位置及地址A4'实验台使用说明书JCY电器部分y工控机倔的4图3工控机插卡示意图2 实验前的准备及实验操作(1) 搭接实验装置前、应仔细阅读本实验台

8、的使用说明书，熟悉各主要设备的 性能、参数及使用方法，正确使用仪器设备及测试软件。(2) 搭接实验装置时，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垫板、支承板、联轴器，调整好设 备的安装精度、以使测量的数据精确。各主要搭接件中心高及轴径尺寸如下变频电机中心高80mm 轴径© 19ZJ10转矩转速传感器ZJ50转矩转速传感器FZ-5发兰式磁粉制动器WPA50-1/10蜗轮减速器齿轮减速箱中心高60mm 轴径© 14中心高70mm 轴径© 25最大直径220mm轴径© 25输入轴中心高轴径© 12输出轴中

9、心高轴径© 17中心高120mm 轴径© 18 中心距85.5mm轴径(b) © 14、© 18轴承支承中心高120mm 轴径(a) © 18(3) 在有带、链传动的实验装置中，为防止压轴力直接作用在传感器上、影响 传感器测试精度、一定要安装本实验台的专用轴承支承座。(4) 在搭接好实验装置后，用手驱动电机轴、如果装置运转自如、即可接通电 源、开启电源进入实验操作。否则、重调各连接轴的中心高、同轴度，以 免损坏转矩转速传感器。(5) 本实验台可进行手动及自动操作，手动操作可通过按动实验台正面控制面板上的按钮(见图4)、即可完成实验全过程。控制面

10、板中：电源：接通、断开电源及主电机冷却风扇自动手动：选择操作方式主电机：开启、关闭变频电机I正转：输入端ZJ10型传感器电机正向转动的开启、关闭I反转：输入端ZJ10型传感器电机反向转动的开启、关闭U正转：输出端ZJ50型传感器电机正向转动的开启、关闭U反转：输出端ZJ50型传感器电机反向转动的开启、关闭电流粗调：FZ5型磁粉制动器加载粗调电流微调：FZ5型磁粉制动器加载微调.j图4实验台操作面板六、测试软件介绍1 界面总览豚件：设負 回垦直分护 婵胡f 下拉菜单:1电机控制操作面板数摇操作面板二&P就帕餐林令104£11lTei137?1330 4123431150 a10

11、41 61NQ1901093.26幅3锄49051 1269 09 1Z63 098 A 6 >355 17 3423 A?25 60 272.27 S2011509 3172?Q3 317Z7Z1245 1U3 itze101 7雋试记最数据库ZJ图5主界面2 .数据操作面板用于对被测参数数据库和测试记录数据库进行操作。3 .电机控制操作面板4下拉菜单(1) 设置菜单选择测试参设置菜单对本实验台有效的菜单项包括基本试验常数数”设定转矩转速传感器参数”已r件I 设置I试验 妙祈 旦帮助墨本试验常数岂选择m试卷数设定转矩转速恬感器秦麴 型己胃疣疑传感器审口参数 e设走压力渥度等世感器巻數世

12、择试豊FT is.呈示血滋试斑可供且的试脸券集:P nlA转速¥ H1输入枷心n2输出转速种壯粉二1转矩厂F1压力厂肥压力|rF眶力1 p個力厂 T1SRrrsftSr qi流量厂备用1L备河2百m输入功家-甬出功床百 iMttnl ：n2jlj卩出严 5片|Ej|S .锹人端拒矩辙垂傍惑器奈翅|30叩迪矩輕阿N m 齿歡12D为屮电机甘盘I OCOCCOO时UJ陡哮点 I itoccco-.,IN In将E端扭矩转国俸感器阿叶齿諛齿4、电机转it | dooooco vmn蚯髒-1 IltlLUai JLULIBUUiai J1HIBI|J/潯蛋_ IliX金乘豆理图6设置菜单设置

13、报警对话框可取默认值。设置扭矩传感器对话框中有 传感器参数、传感器转速设置和扭矩调零。传感器参数可从传感器铭牌上找到。传感器转速设置时，主电机静止，启动 传感器上小电机，按下小电机旁的齿轮按钮，计算机自动检测小电机转速并 填入框内。每次实验台重新安装时需要扭矩调零。扭矩调零时，启动小电机, 按下钥匙按钮便可自动调零。注意 小电机转向要求和主电机相反。保证小电机转向和主电机转向相反的步骤：在试验菜单上选择主电机电源和输入端小电机正转电源，在主电机控制操作面板上加速，如显示面板上 的转速增加，说明此时的输入端小电机转向和主电机转向相反。(2) 试验菜单改件C设置试验盼析忖帝肋吐电机車滔丄输入靖小电

14、机P正转电榭 2输入端小电机反转电源 2输出竦小电机P正转电湄 吐输出简小电机r反转电渡研始采祥§停止采撑站1盖当前纪录p记录数据图7试验菜单这里的命令和电机控制操作面板上的按钮等效。(3) 分析菜单W由坐标名称：0 d输入转速卩1压力 T18JK备用1可n数率17 Ml输入转更 P2I5 力 T施l度备用2r i速 ll.nl：n2丿土转速卩砸力 Q1流量 N1输入功率*吃输岀转矩 匚P4压力 匚QT沆量二昵输出功迢回标记爭样点>0由坐标名称；*折践达 广三坎插酋X轴坐听值:YW坐标/!；勺别逹置备亲曲鉞E 曰最小值：刚目动最.k值：回目初最大值："00口目咼图8分

15、析菜单用户可根据实验需要，选择要绘制的曲线并打印结果附录 1：机械传动方案设计和性能测试综合实验任务卡任务卡 1：设计参数：工作机功率Pw 500KW ，工作机转速 nw150 rpm工作条件：载荷有冲击，工作机距原动机较远任务卡 2：设计参数：工作机功率Pw 500KW ，工作机转速 nw150 rpm工作条件：载荷有冲击，要求传动比准确任务卡 3：设计参数：工作机功率Pw 500KW ，工作机转速 nw150 rpm工作条件：载荷平稳，工作环境有粉尘，要求传动比准确任务卡 4：设计参数：工作机功率Pw350KW ，工作机转速 nw100 rpm工作条件：载荷有冲击任务卡 5：设计参数：工作机功率Pw350KW ，工作机转速 nw100 rpm工作条件：载荷有冲击，要求传动比准确任务卡 6：设计参数：工作机功率Pw350KW ，工作机转速 nw100 rpm工作条件：载荷平稳，工作环境有粉尘，要求传动比准确实验要求：设计满足条件的机械传动系统， 按照所设计传动系统的组成方案 在综合实验台上搭接机械传动