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1、机械传动动综合设设计的分分析与总总结 摘要：机机械传动动的范式式有很多多种形式式：带传传动，链链传动，涡涡轮蜗杆杆传动和和齿轮传传动。每每种传动动方式都都有其特特定的使使用环境境和使用用方法，同同时它们们也可以以进行组组合，从从而形成成多种传传动连接接方式。每每种传动动方式都都有其各各自的传传动效率率，本文文就单个个传动和和组合传传动的传传动效率率和传动动特性进进行实验验和研究究。关键词：机械传传动实验验台 涡轮蜗蜗杆 带带传动 齿轮传传动 机械传传动综合合实验是是一门很很好的动动手实践践的实验验。可以以通过实实践来巩巩固所学学的专业业知识。它它是一个个比较综综合性的的实验，需需要对喝喝多知识
2、识有所了了解，比比如：扭扭矩传感感器和磁磁粉制动动器的工工作原理理和使用用的方法法，传动动效率的的测量和和计算，各各个部件件的联结结问题等等。所以以，在做做实验之之前，要要先对实实验有个个总体的的方案机械传传动系统统方案，否否者会在在实验后后期碰到到很多麻麻烦。一、机械械传动实实验的总总体方案案设计和和实验台台的工作作原理1.1、 机械传传动系统统方案设设计初选电动动机 计算总总传动比比，确定定传动级级数 确确定传动动组成案案 分配配各级传传动比 画出出传动系系统简图图。 我们做做了两套套实验的的传动方方式：一一个是涡涡轮蜗杆杆传动，一一个是带带传动和和齿轮传传动的组组合传动动。所以以我们有有
3、两种设设计方案案：电动机扭扭矩传感感器 涡轮蜗蜗杆 扭矩传传感器 磁粉粉制动器器电动机扭扭矩传感感器 带 齿轮轮 扭扭矩传感感器 磁粉制制动器其次，在在我们做做好实验验总体方方案后，便便开始了了安装实实验装置置。实验验装置的的安装是是在机械械设计综综合实验验台上进进行的，机机械传动动试验台台是用来来对传动动装置进进行综合合性能测测试的试试验平台台。它可可以为机机械传动动装置或或部件的的开发提提供准确确而且完完备的设设计依据据，并对对最终产产品的功功能进行行验证，对对其性能能予以评评估，是是一种多多功能的的试验设设备。在在安装前前，要先先在实验验台上进进行安装装部件的的布置和和搭建。由由于涡轮轮
4、蜗杆传传动是能能够垂直直传动的的，所以以我们要要将变频频电机、扭扭矩传感感器和涡涡轮蜗杆杆安装在在一条直直线上，将将另外一一个扭矩矩传感器器和磁粉粉制动器器安装在在一条直直线上，两两条直线线成900度角。在在设计好好安装方方案和安安装步骤骤后，我我们便开开始了实实验装置置的安装装。1.2、 机械系系统实验验台的工工作原理理如下图图所示： 所以以，我们们要严格格按照原原理图来来进行设设备的安安装。这这些设备备安装时时有一个个很重要要的问题题，可能能关乎到到实验的的成功与与否各个部部件的联联结问题题。这个个实验成成功的前前提是联联结件必必须在横横向上有有联轴器器对紧，在在纵向上上要使中中心高在在同
5、一条条直线上上，只有有这样才才能保证证传动效效率测量量的有效效性和准准确性。二、 扭矩传感感器和磁磁粉制动动器的原原理2.1、扭扭矩传感感器的组组成结构构和测量量原理在一段特特制的弹弹性轴上上粘贴上上专用的的测扭应应片并组组成变桥桥，即为为基础扭扭矩传感感器；在在轴上固固定着： (11)能源源环形变变压器的的次级线线圈，(2)信信号环形形变压器器初级线线圈，(3)轴轴上印刷刷电路板板，电路路板上包包含整流流稳定电电源、仪仪表放大大电路、VV/F变变换电路路及信号号 输出出电路。在在传感器器的外壳壳上固定定着(11)激磁磁电路，(2)能能源环形形变压器器的初级级线圈(输入)，(33) 信信号环形
6、形变压器器次级线线圈(输输出)，(4)信信号处理理电路。 将专用的的测扭应应变片用用应变胶胶粘贴在在被测弹弹性轴上上并组成成应变桥桥 ,向向应变桥桥提供电电源即可可测得该该弹性轴轴受扭的的电信号号。将该该应变信信号放大大后，经经过压/频转换换，变成成与扭应应变成正正比的频频率信号号。本系系统的能能源输入入及信号号输出是是由 两两组带间间隙的特特殊环型型变压器器承担的的,因此此实现了了无接触触的能源源及信号号传递功功能。 2.22、磁粉粉制动器器的组成成结构和和测量原原理 2.22.1、磁磁粉制动动器的结结构组成成磁粉离合合器是由由传动单单元(输输入轴)和从动动单元(输出轴轴)合并并而成。在在两
7、组单单元之间间的空间间，填有有粒状的的磁粉（休休积大约约40微微米）。当当磁性线线圈不导导电时，转转矩不会会从传动动轴传于于从动轴轴，但如如将线圈圈电磁通通电，就就由于磁磁力的作作用而吸吸引磁粉粉产生硬硬化现象象，在连连继滑动动之间会会把转矩矩传达。2.2.2、激激磁电流流与转矩矩成线性性关系磁粉离合合器、磁磁粉制动动器是根根据电磁磁原理并并利用磁磁粉来传传达转矩矩的，其其传达之之转矩与与激磁电电流基本本成线性性关系。因因此，只只要改变变激磁电电流之大大小，便便可轻易易地控制制转矩之之大小。正正常情况况下，在在5%至至 1000%的的额定转转矩范围围内，激激磁电流流与其传传达之转转矩成正正比例
8、线线性关系系,如图图2.22.1所所示。2.2.3、稳稳定的滑滑差转矩矩当激磁电电流保持持不变时时，其传传达之转转矩不受受传动件件与从动动件之间间差速（滑滑差转速速）之影影响，即即静力矩矩与动力力矩无差差别。因因此可以以稳定地地传达恒恒定之转转矩。此此特性若若运用于于张力控控制，则则用户只只需调节节激磁电电流之大大小，便便能准确确控制并并传达所所需转矩矩，从而而简便、有有效地达达到控制制卷料张张力的目目的,如如图2.2.22所示。三、实验验装置的的安装步步骤和测测试方法法3.1 实验装装置的安安装步骤骤 安装的的步骤应应该是：（1）选选择等高高度的垫垫块（22）将垫垫块安装装在实验验平台上上，
9、用螺螺栓进行行初步固固定（33）将各各个装置置按照实实验台工工作原理理进行逐逐一安装装，中间间用联轴轴器进行行联结（44）调试试，检查查各个装装置的几几何位置置是否符符合要求求，如若若不符合合要求，要要进行增增减垫片片进行几几何位置置的调整整（5）在在前面几几个步骤骤都没有有问起的的情况下下，将每每个螺栓栓进行再再次拧紧紧固定，并并在拧紧紧后重新新检查试试验台上上的各个个装置的的几何位位置是否否符合实实验要求求，如若若有偏差差，要进进行重新新调试。调试安装装完成之之后的试试验台如如下图：1-变频频调速电电机 22-联轴轴器 3-转矩转转速传感感器 4-传动装装置5-加载载与制动动装置 6-工控
10、机机 7-电电器控制制柜 88-台座座3.2、测测试在这之后后，我们们便开始始了实验验的下一一个环节节，数据据的测量量。这一一步是通通过计算算机来完完成的。测试部分分的原理理图如下下： 在通电电之后， 打开计计算机里里的机械械传动综综合实验验软件，先先进行调调零，然然后进行行参数的的设置，主主要是对对输入功功率，电电机转速速和传动动比的设设置，在在此之后后，便可可以进行行测试了了。四、结果果分析和和实验总总结我们可以以清楚的的看到，随随着加载载电流的的逐渐增增大，机机械的传传动效率率也逐渐渐升高，而而这种升升高也并并不是一一直进行行下去的的。在达达到一直直效率后后，曲线线便不再再变化，即即使此
11、时时加载电电流仍在在逐渐增增大。这这种现象象表明：机械传传动装置置的传动动效率在在某个机机械系统统中是趋趋于稳定定的，即即在一定定条件下下，传动动效率达达到最大大值，并并一直稳稳定在这这个最大大值左右右。所以以，我们们在进行行机械传传动的选选择时，要要选用合合适的传传动方案案和能是是传动效效率达到到最大的的传动条条件，这这样我们们才能使使一个机机械系统统的效率率不断提提高，从从而，当当这些系系统应用用到实际际生产当当中是才才能提高高生产效效率，实实现节能能和盈利利的双赢赢。同时，从从实验结结果来看看涡轮蜗蜗杆传动动的效率率较带传传动和齿齿轮传动动低，但但它能够够进行垂垂直传动动，即能能够将电电
12、机的转转矩按990度方方向进行行传递；而单独独的带传传动和齿齿轮传动动只能沿沿直线方方向传动动，只有有将这两两种传动动结合在在一起，才才能实现现90度度方向传传动。五、遇到到的问题题及心得得体会5.1、遇遇到的问问题在这次实实验当中中，虽然然我们碰碰到了这这样或那那样的问问题，花花了很长长时间去去排查和和解决这这些问题题，但是是我们感感觉这是是值得的的。其中中一个让让我们印印象最深深刻的实实验错误误就是实实验装置置中心高高的调试试。由于于我们开开始安装装时没有有进行垫垫块的高高度的测测量，所所以后面面的调试试过程中中碰到了了很多问问题，即即使在加加了垫片片之后，各各个装置置的集合合位置总总是不
13、能能达到实实验要求求。直到到后来，在在直到老老师的帮帮助下，我我们才发发现问题题的所在在。垫块分为为很多种种，每种种的厚度度是不同同的，比比如，有有的垫块块的厚度度是3.0cmm，而有有些是33.2ccm。而而我们在在安装的的时候，并并没有考考虑到这这个问题题，把他他们的厚厚度当成成一样的的来进行行安装。安安装的结结果是，相相邻的两两个实验验装置的的中心高高不在同同一条水水平直线线上，当当我们加加了垫片片之后，由由于是四四个角都都进行了了加装垫垫片，所所以它们们的中心心高还是是不在同同一条水水平直线线上，从从而导致致测试的的结果不不符合要要求。在在找到问问题所在在之后，我我们对垫垫块的高高度进
14、行行了统一一测量，将将它们全全部换成成统一高高度的垫垫块，问问题便得得到了很很好的解解决，测测量的数数据也符符合了实实验要求求。5.2、心心得体会会这次实验验不仅增增长了我我们的知知识，而而且有锻锻炼了我我们的动动手能力力。以前前总是觉觉得这些些实验很很简单，以以为很容容易做好好，但当当自己真真正去动动手做的的时候，在在发现自自己所掌掌握的知知识仅仅仅是牛之之一毛，少少之又少少，根本本不足以以独立设设计和完完成一个个实验。所所以，很很多东西西，不能能眼高手手低，好好高骛远远，要亲亲身体验验一下，独独立做一一做，不不能想当当然。同同时，不不能放弃弃细节问问题，这这些问题题往往是是决定实实验成败败的关键键因素，我我们一定定从这次次实验中中吸取教教训。学学机械的的本身就就要多多多实践，才才能在此此基础上上进行改改进和创创新，只只有这样样才能在在自己所所从事的的领域有有所作为为。这次次实验真真的教会会了我们们很多！参考文献献：1 钱向向勇 机机械原理理与机械械设计实实验指导导书 浙浙江大学学出版社社2 濮良良贵 纪纪明刚 机械械设计 高等等教育出出版社 3 杨德德春 多多级齿轮轮传动系系统稳健健优化研研究 万方数数据库1
