机械传动性能测试实验指导

实验 机械传动方案设计及性能测试分析

一、实验目的：

1．通过测试常见机械传动装置（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；

2．通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线，掌握机械传动合理布置的基本要求；

3．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新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。

二、实验设备简介：

本实验在“机械传动性能综合测试实验台”上进行。本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，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、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。

机械传动性能综合测试实验台各硬件组成部件的结构布局如图1所示。

1 2 3 2 4 2 3 2 5 6 8 7 图1实验台的结构布局 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 序号 1 2 组 成 部 件 变频调速电机 ZJ型转矩转速传感器 550W Ⅰ.规格 10N.m ; 输出讯号幅度不小于100mV Ⅱ.规格 50N.m; 输出讯号幅度不小于100mV 直齿圆柱齿轮减速器 i=5 摆线针轮减速器 蜗杆减速器 i=10 V型带传动 齿形带传动 Pb=9.525 Zb=80 套筒滚子链传动 Z1=17 Z2=25 额定转矩: 50 N.m 激磁电流: 2A 允许滑差功率: 1.1Kw 技 术 参 数 备 注 3 机械传动装置(试件) 1台 1台 WPA50-1/10 O型带3根 1根 08A型3根 4 5

磁粉制动器 工控机 机械传动性能综合测试实验台采用自动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果，是高度智能化的产品。其控制系统主界面如图2所示。

图2 控制系统主界面

机械传动性能综合测试实验台的工作原理如图3所示。

图3 实验台的工作原理

三、实验原理：

运用“机械传动性能综合测试实验台”能完成多类实验项目（表2），教师可根据专业特点和实验教学改革需要指定，也可以让学生自主选择或设计实验类型与实验内容。 表2 类型 编号 A 典型机械传动装置性能测试实验 在带传动、链传动、齿轮传实验项目名称 被测试件 项目适用对象 专科 备 注 动、摆线针轮传动（新增）、本科 蜗杆传动等中选择 B 组合传动系统布置优化实验 由典型机械传动装置按设计思路组合 本科 部分被测试件由教师提供,或另购拓展性实验设备 C 新型机械传动性能测试实验 新开发研制的机械传动装置 研究生 被测试件由教师提供,或另购拓展性实验设备 无论选择哪类实验, 其基本内容都是通过对某种机械传动装置或传动方案性能参数曲线的测试, 来分析机械传动的性能特点；

实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩M (N.m)、功率N(K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线：

传动比：I=n1/n2

扭矩：T=9550 N/n (N.m)

传动效率：η=P2/P1= T1 n2/ T2 n1

根据参数曲线（图4所示）可以对被测机械传动装置或传动系统的传动性能进行分析。

图4 实验参数曲线示例

四、实验步骤：

参考图5所示实验步骤，用鼠标和键盘进行实验操作。

确定实验 实验A 实验B 实验C 准备阶段类型与内容 安装被测装置 调试测试设备 测试阶段设置实验参数 转速n 扭矩M 功率N 效率η 采集实验数据 传动比 i 分析阶段实验结果分析 参数曲线 实验报告 图5 实验步骤