机械传动综合实验

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1、机械传动综合实验概述机械传动包括（1）啮合传动，如齿轮、蜗杆传动、链传动；（2）摩擦传动，例如带传动、摩擦无级变速器等。其中齿轮传动、蜗杆传动、链传动与带传动是在汽车、机床、国防等行业中广泛应用的机械传动形式。通常整套机械传动系统由两级传动或多级传动组成，这样可以充分发挥不同机械传动型式的特点，实现机器设计的功能与价格比最优化；另一方面，机械传动系统的布置设计（总体设计）也是非常重要的，设计者必须对每种机械传动的特点有全面深入的了解。机械传动的运动学与动力学参数测试原理与方法是机械科学与技术人员必须掌握的基本能力。机械传动综合实验将对上述三方面内容进行探讨，以典型机械传动为对象研究机械传动的组

2、成、结构、运动学与动力学参数测试原理与技术，即主要解决机械传动的总体设计问题。机械传动总体设计：带传动、链传动、齿轮传动与蜗杆传动是常用的机械传动形式，如何布置这些传动形式，即如何总体设计传动链是首先要解决的问题。在机械传动系统设计中，为了合理设计传动链，有以下几条原则：（1）传递载荷能力小的（例如带、圆锥齿轮）放在高速级；（2）有动载荷的（例如链传动、连杆传动、凸轮传动）放在低速级；（3）传动平稳的（例如斜齿轮、闭式齿轮传动）放在高速级，传动平稳性较差的（例如直齿轮、开式齿轮传动）放在低速级；（4）传动链中有摩擦传动的（例如带与摩擦轮传动），制动器应放在工作机前，才能对工作机实现有效制动。在

3、机器及机械设备设计中，为了实现功能／成本的最大化，或由于机械的功能要求，常常用不止一种的传动设计来完成运动形式、参数、力或力矩的大小的转变。在传动链中可采用不同形式的机械传动来实现要求的功能，每种传动的机械效率是衡量该传动的能量损耗的指标参数，而能量损耗对机械的成本与机器中零件的寿命有决定性的影响。本实验分为两种：其一是在一定的电机运转速度下实验分析带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动的机械效率；也可实验分析带—齿轮传动、齿轮-链传动、带—链传动等的综合机械效率。其二，是实验研究在不同电机转速下，带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动的机械效率；也可实验分析带—齿轮传动、齿轮-链传动、带—链传动等的

4、综合机械效率，电机转速的调节由MM420—150／3变频器来实现，也可以直接采用变频电动机。一、实验目的与要求1．根据给定的条件及零部件，进行机械系统方案设计,并组装成机械传动装置。通过实验，了解机械传动方案设计的多样性，对多种可行方案进行比较、评价，从而确定最佳传动方案。12．对机械系统进行运动分析、动力分析及装配方案分析。通过对常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）及常见机械传动组成的不同传动系统，在传递运动与动力过程中的参数曲线（速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等）的测试与分析，加深对常见机械传动性能的认识和理解，掌握机械传动合理布置的基本要求。3．

5、通过实验认识智能化机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的方法，培养进行设计性实验与创新性实验的能力。二、实验设备结构及工作原理本实验采用的是ZJS50系列综合设计型机械设计实验台。该实验台是一种模块化、多功能、开放式的具有工程背景的新型机械设计综合实验装置。学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装高度和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。1．实验系统总体结构实验台由种类齐全的动力模块、传动模块支承联接及调节模块、加载模块、测试模块、工具模块及数据处理模块搭接而成，其系统总体结构及工作原理如图1所示。图1实验系统总体结构2．机械传动参

6、数测试原理（1）转矩转速的测量实验机中采用JCO、JCIA型转矩转速传感器，JX-IA转矩转速功率测量仪来拾取输入轴的转矩、转速，输出轴的转矩、转速，再在软件部分按下式计算出机械传动当时的效率。Tωooη=Tωii式中To、ωo分别是输出轴的转矩与角速度；Ti、ωi分别是输入轴的转矩与角速度。转矩传感器的结构如图2所示。主要由扭力轴、磁检测器，转筒和壳体四部分组成。磁检测器包括配对的两组内、外齿轮，永久磁钢和感应线圈。外齿轮安装在扭力轴测量段的两端；内轮装在卷筒内，和外齿轮相对，永久磁钢紧接内齿轮安装在卷筒内。永久磁钢、内外齿轮构成环形闭合磁路，感应线圈固定在壳体的两端盖内。在驱动电机带动下，

7、内齿轮随同转同旋转。内外齿轮是变位齿轮，并不啮合，齿顶留有工作气隙。内外齿轮的齿顶相对时气隙最窄；2齿顶和齿槽相对时气隙最大。内外齿轮在相对旋转运动时，齿顶与齿槽交替相对，相对转动一个齿位时，工作气隙发生一个周期的变化，磁路的磁阻和磁通随之相应作周期变化，因此检测线圈中感应近似正弦波的电压信号，信号电压瞬时值的变化和内外齿轮的相对位置的变化是一致的。图2转矩传感器的结构1-内齿轮2-永久磁钢3-转