實驗四 機械傳動性能綜合測試實驗
一、 實驗?zāi)康?br>1.通過測試常見機械傳動裝置(如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等)在傳遞運動與動力過程中的參數(shù)曲線(速度曲線、轉(zhuǎn)矩曲線、傳動比曲線、功率曲線及效率曲線等),加深對常見機械傳動性能的認(rèn)識和理解;
2. 通過測試由常見機械傳動組成的不同傳動系統(tǒng)的參數(shù)曲線,掌握機械傳動合理布置的基本要求;
3. 通過實驗認(rèn)識智能化機械傳動性能綜合測試實驗臺的工作原理,掌握計算機輔助實驗的新方法, 培養(yǎng)進(jìn)行設(shè)計性實驗與創(chuàng)新性實驗的能力。
二、實驗設(shè)備
螺栓聯(lián)接實驗臺
三、實驗設(shè)備簡介
本實驗在“機械傳動性能綜合測試實驗臺”上進(jìn)行。本實驗臺采用模塊化結(jié)構(gòu),由不同種類的機械傳動裝置、聯(lián)軸器、變頻電機、加載裝置和工控機等模塊組成,學(xué)生可以根據(jù)選擇或設(shè)計的實驗類型、方案和內(nèi)容,自己動手進(jìn)行傳動連接、安裝調(diào)試和測試,進(jìn)行設(shè)計性實驗、綜合性實驗或創(chuàng)新性實驗。
機械傳動性能綜合測試實驗臺各硬件組成部件的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。
圖1實驗臺的結(jié)構(gòu)布局
1-變頻調(diào)速電機??? 2-聯(lián)軸器?? 3-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器?? 4-試件
5-加載與制動裝置? 6-工控機?? 7-電器控制柜?????? 8-臺座
實驗臺組成部件的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1
?
序號 |
組 成 部 件 |
技 術(shù) 參 數(shù) |
備?? 注 |
1 |
變頻調(diào)速電機 |
550W |
? |
? 2 |
? ZJ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 |
Ⅰ.規(guī)格? 10N.m ; 輸出訊號幅度不小于100mV Ⅱ.規(guī)格? 50N.m; 輸出訊號幅度不小于100mV |
? |
? ? 3 |
? ? 機械傳動裝置(試件) |
直齒圓柱齒輪減速器 i=5 擺線針輪減速器 蝸桿減速器 i=10 V型帶傳動 齒形帶傳動 Pb=9.525? Zb=80 套筒滾子鏈傳動? Z1=17? Z2=25 |
1臺 WPA50-1/10 O型帶3根 1根 |
? 4 |
? 磁粉制動器 |
額定轉(zhuǎn)矩: 50 N.m 激磁電流: 允許滑差功率: 1.1Kw |
? |
5 |
工控機 |
? |
? |
機械傳動性能綜合測試實驗臺采用自動控制測試技術(shù)設(shè)計,所有電機程控起停,轉(zhuǎn)速程控調(diào)節(jié),負(fù)載程控調(diào)節(jié),用扭矩測量卡替代扭矩測量儀,整臺設(shè)備能夠自動進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理,自動輸出實驗結(jié)果,是高度智能化的產(chǎn)品。其控制系統(tǒng)主界面如圖2所示。
圖2 實驗臺控制系統(tǒng)主界面
機械傳動性能綜合測試實驗臺的工作原理如圖3所示。
圖3 實驗臺的工作原理
四、實驗原理
運用“機械傳動性能綜合測試實驗臺”能完成多類實驗項目(表2),學(xué)生自主選擇或設(shè)計實驗類型與實驗內(nèi)容。
?
表2
類型編號 |
實驗項目名稱 |
被測試件 |
項目適用對象 |
備? 注 |
A |
典型機械傳動裝置性能測試實驗 |
在帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、擺線針輪傳動(新增)、蝸桿傳動等中選擇 |
???p> 本科 |
? |
B |
組合傳動系統(tǒng)布置優(yōu)化實驗 |
由典型機械傳動裝置按設(shè)計思路組合 |
本科 |
部分被測試件由教師提供,或另購?fù)卣剐詫嶒炘O(shè)備 |
C |
新型機械傳動性能測試實驗 |
新開發(fā)研制的機械傳動裝置 |
研究生 |
被測試件由教師提供,或另購?fù)卣剐詫嶒炘O(shè)備 |
無論選擇哪類實驗, 其基本內(nèi)容都是通過對某種機械傳動裝置或傳動方案性能參數(shù)曲線的測試, 來分析機械傳動的性能特點;
實驗利用實驗臺的自動控制測試技術(shù),能自動測試出機械傳動的性能參數(shù), 如轉(zhuǎn)速n (r/min)、扭矩M (N.m)、功率N(K.w)。并按照以下關(guān)系自動繪制參數(shù)曲線:
傳功比?? I=n1/n2???? 扭矩??? M=9550 N/n? (Nm)
傳功效率?? η=N2/N1= M1 n2/ M2 n1
根據(jù)參數(shù)曲線(圖4所示)可以對被測機械傳動裝置或傳動系統(tǒng)的傳動性能進(jìn)行分
五、實驗步驟
參考圖5所示實驗步驟,用鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行實驗操作。
1.?準(zhǔn)備階段
(1)認(rèn)真閱讀《實驗指導(dǎo)書》和《實驗臺使用說明書》;
(2)確定實驗類型與實驗內(nèi)容;
選擇實驗A(典型機械傳動裝置性能測試實驗) 時, 可從V帶傳動、同步帶傳動、套筒滾子鏈傳動、圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器中,選擇1-2種進(jìn)行傳動性能測試實驗;
選擇實驗B(組合傳動系統(tǒng)布置優(yōu)化實驗)時, 則要確定選用的典型機械傳動裝置及其組合布置方案,并進(jìn)行方案比較實驗。如表3所示。表3
?
?編?? 號 |
組合布置方案a |
組合布置方案b |
實驗內(nèi)容B1 |
V帶傳動-齒輪減速器 |
齒輪減速器-V帶傳動 |
實驗內(nèi)容B2 |
同步帶傳動-齒輪減速器 |
齒輪減速器-同步帶傳動 |
實驗內(nèi)容B3 |
鏈傳動-齒輪減速器 |
齒輪減速器-鏈傳動 |
實驗內(nèi)容B4 |
帶傳動-蝸桿減速器 |
蝸桿減速器-帶傳動 |
實驗內(nèi)容B5 |
鏈傳動-蝸桿減速器 |
蝸桿減速器-鏈傳動 |
實驗內(nèi)容B6 |
V帶傳動-鏈傳動 |
鏈傳動- V帶傳動 |
實驗內(nèi)容B7 |
V帶傳動-擺線針輪減速器 |
擺線針輪減速器- V帶傳動 |
實驗內(nèi)容B8 |
鏈傳動-擺線針輪減速器 |
擺線針輪減速器-鏈傳動 |
選擇實驗C(新型機械傳動性能測試實驗) 時, 首先要了解被測機械的功能與結(jié)構(gòu)特點。
(3)布置、安裝被測機械傳動裝置(系統(tǒng))。注意選用合適的調(diào)整墊塊,確保傳動軸之間的同軸線要求;
? (4)按《實驗臺使用說明書》要求對測試設(shè)備進(jìn)行調(diào)零,以保證測量精度。
2.測試階段
(1)打開實驗臺電源總開關(guān)和工控機電源開關(guān);
(2)點擊Test顯示測試控制系統(tǒng)主界面,熟悉主界面的各項內(nèi)容;
(3)鍵入實驗教學(xué)信息標(biāo):實驗類型、實驗編號、小組編號、實驗人員、指導(dǎo)老師、實驗日期等;
(4)點擊“設(shè)置”,確定實驗測試參數(shù):轉(zhuǎn)速n1、n2 扭矩M1、M2等;
(5)點擊“分析”,確定實驗分析所需項目:曲線選項、繪制曲線、打印表格等;
(6)啟動主電機,進(jìn)入“試驗”。使電動機轉(zhuǎn)速加快至接近同步轉(zhuǎn)速后(鏈輪70左右,蝸輪蝸桿90左右),進(jìn)行加載。加載時要緩慢平穩(wěn),否則會影響采樣的測試精度;待數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定后,即可進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。分級加載(一次升5),分級采樣,采集數(shù)據(jù)10組左右即可;
(7)?從“分析”中調(diào)看參數(shù)曲線,確認(rèn)實驗結(jié)果;
(8)?打印實驗結(jié)果;
(9)?結(jié)束測試。注意逐步卸載,關(guān)閉電源開關(guān)。
3.分析階段
(1)?對實驗結(jié)果進(jìn)行分析;對于實驗A和實驗C,重點分析機械傳動裝置傳遞運動的平穩(wěn)性和傳遞動力的效率。對于實驗B, 重點分析不同的布置方案對傳動性能的影響。
(2)?整理實驗報告;實驗報告的內(nèi)容主要為:測試數(shù)據(jù)(表)、參數(shù)曲線;對實驗結(jié)果的分析;實驗中的新發(fā)現(xiàn)、新設(shè)想或新建議。
《機械傳動性能綜合測試實驗》實驗報告
班級______學(xué)號______姓名________同組人______
實驗日期______ 指導(dǎo)老師_________
一、?實驗結(jié)果
1.?需測試的傳動方案組合布置示意:
2. 實驗數(shù)據(jù)記錄及圖表:
?傳 動 方 案1?傳 動 方 案2
轉(zhuǎn) 速n1??
轉(zhuǎn) 速n2??
扭 矩M1 (N.m)??
扭 矩M2 (N.m)??
功 率N1(K.w)??
功 率N(K.w)??
傳功效率?? η??
參數(shù)曲線圖表:
3. 實驗結(jié)果的分析與總結(jié):
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