機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)

1、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率測(cè)試的工程試驗(yàn)手段和常用的機(jī)械效率測(cè)試設(shè)備，掌握典型機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率范圍，分析傳動(dòng)系統(tǒng)效率損失的原因；2. 通過(guò)對(duì)典型機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其組合的性能測(cè)試，加深對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能的認(rèn)識(shí)以及對(duì)機(jī)械傳動(dòng)合理布置的基本原則的理解；3. 通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、組裝和性能測(cè)試等訓(xùn)練環(huán)節(jié)，掌握計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法, 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由不同種類的機(jī)械傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、變頻電機(jī)、加載裝置和工控機(jī)等模塊組成，學(xué)生可以根據(jù)選擇或設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)類型、方案和內(nèi)容，自己動(dòng)手進(jìn)行傳動(dòng)連接、安裝調(diào)試

2、和測(cè)試，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)各硬件組成部件的結(jié)構(gòu)布局如圖1所示。圖1(b) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)布局圖1(a) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)外觀圖1-變頻調(diào)速電機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 4-試件5-加載與制動(dòng)裝置 6-工控機(jī) 7-電器控制柜 8-臺(tái)座實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括機(jī)械傳動(dòng)綜合效率實(shí)驗(yàn)臺(tái)（包括臺(tái)座、變頻調(diào)速器、機(jī)柜、電控箱）、蝸輪蝸桿減速器、齒輪減速器、三相異步電動(dòng)機(jī)、同步帶傳動(dòng)裝置、滾子鏈傳動(dòng)裝置、V帶傳動(dòng)裝置、磁粉制動(dòng)器、ZJ轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、計(jì)算機(jī)及打印機(jī)、其他零配件。典型實(shí)驗(yàn)裝置包括齒輪減速傳動(dòng)裝置、蝸輪蝸桿減速傳動(dòng)裝置、V帶+齒輪減速傳動(dòng)裝置、齒輪減速+滾子鏈傳動(dòng)

3、裝置、同步帶減速傳動(dòng)裝置、V帶減速傳動(dòng)裝置、V帶+同步帶減速傳動(dòng)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置由動(dòng)力部分、測(cè)試部分、加載部分和被測(cè)部分等組成。各部分的性能參數(shù)如下：1、動(dòng)力部分1) YP-50-0.55三相感應(yīng)變頻電機(jī)：額定功率0.55KW；同步轉(zhuǎn)速1500r/min；輸入電壓380V。2) LS600-4001變頻器：輸入規(guī)格 AC 3PH 380-460V 50/60HZ；輸出規(guī)格 AC 0240V 1.7KVA 4.5A；變頻范圍 2200 HZ。2、測(cè)試部分1) ZJ10型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器：額定轉(zhuǎn)矩 10N.m；轉(zhuǎn)速范圍 06000r/min；2) ZJ50型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器：額定轉(zhuǎn)矩 50N.m；轉(zhuǎn)速范

4、圍 05000r/min；3) TC-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)試卡：扭矩測(cè)試精度 ±0.2%FS；轉(zhuǎn)速測(cè)量精度 ±0.1%；4) PC-400數(shù)據(jù)采集控制卡。3、被測(cè)部分1) 直齒圓柱齒輪減速器：減速比 1：5；齒數(shù)Z1=19 Z2=95；法向模數(shù)n1.5；中心距85.5；2) 蝸輪減速器：減速比 1：10；蝸桿頭數(shù)Z1=1；中心距a=50；法向模數(shù)n53) 同步帶傳動(dòng)：帶輪齒數(shù)Z1=18 Z2=25 ； 節(jié)距LP=9.525； L型同步帶 3×16×80。4) 三角帶傳動(dòng)：帶輪基準(zhǔn)直徑 D1=70mm D2=115mm O型帶L內(nèi)=900mm；帶輪基準(zhǔn)直徑 D1=

5、76mm D2=145mm O型帶L內(nèi)=900mm；帶輪基準(zhǔn)直徑 D1=70mm D2=88mm O型帶L內(nèi)=630mm。5) 鏈傳動(dòng)： 鏈輪 Z1=17 Z2=25 滾子鏈 08A1×71滾子鏈 08A1×53滾子鏈 08A1×66。4、加載部分FZ5型磁粉制動(dòng)(加載)器：額定轉(zhuǎn)矩50N.m；激磁電流02A；允許滑差功率1.1KW。為了提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的精度，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用兩個(gè)扭矩測(cè)量卡進(jìn)行采樣，測(cè)量精度達(dá)到±0.2%FS，能滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)與科研生產(chǎn)試驗(yàn)的實(shí)際需要。機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用自動(dòng)控制測(cè)試技術(shù)設(shè)計(jì)，所有電機(jī)程控起停，轉(zhuǎn)速程控調(diào)節(jié)，負(fù)載程控調(diào)節(jié)，

6、用扭矩測(cè)量卡替代扭矩測(cè)量?jī)x，整臺(tái)設(shè)備能夠自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，自動(dòng)輸出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)主界面三、實(shí)驗(yàn)原理圖3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理如圖3所示。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量，利用轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與功率的數(shù)學(xué)關(guān)系間接導(dǎo)出功率數(shù)值，并通過(guò)對(duì)電機(jī)和負(fù)載的相應(yīng)控制觀察分析轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的相應(yīng)變化趨勢(shì)，同時(shí)通過(guò)對(duì)減速器的輸入功率和輸出功率的測(cè)量分析，得出減速器的效率及其隨不同情況的變化所呈現(xiàn)的變化趨勢(shì)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求利用實(shí)驗(yàn)室提供的儀器設(shè)備組裝典型傳動(dòng)系統(tǒng)，針對(duì)不同的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行減速器輸入輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的測(cè)量分析，得出

7、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體實(shí)驗(yàn)要求為：1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇一種傳動(dòng)系統(tǒng)方案進(jìn)行組裝搭接，記錄裝配過(guò)程；2 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試；3 記錄并分析測(cè)試結(jié)果；4 寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告（要求畫出實(shí)驗(yàn)的原理方案簡(jiǎn)圖及平面布置圖，繪制相應(yīng)數(shù)據(jù)曲線，完成思考題）。運(yùn)用機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)能完成多類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如表1所示。無(wú)論選擇哪類實(shí)驗(yàn), 其基本內(nèi)容都是通過(guò)對(duì)某種機(jī)械傳動(dòng)裝置或傳動(dòng)方案性能參數(shù)曲線的測(cè)試, 來(lái)分析機(jī)械傳動(dòng)的性能特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的自動(dòng)控制測(cè)試技術(shù)，能自動(dòng)測(cè)試出機(jī)械傳動(dòng)的性能參數(shù), 如轉(zhuǎn)速n (r/min)、扭矩T (N.m)、功率P(kW)。并按照以下關(guān)系自動(dòng)繪制參數(shù)曲線：傳功比 i=n1/n2扭矩 T=

8、9550 P/n (Nm)傳功效率 =P2/P1= T2 n2/ T1 n1根據(jù)參數(shù)曲線可以對(duì)被測(cè)機(jī)械傳動(dòng)裝置或傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能進(jìn)行分析。 五、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟可以分成3個(gè)階段：準(zhǔn)備階段、測(cè)試階段和分析階段。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，要按照不同階段的相關(guān)要求進(jìn)行操作。1. 準(zhǔn)備階段1) 認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說(shuō)明書并熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)；2) 確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；選擇實(shí)驗(yàn)時(shí), 則要確定選用的典型機(jī)械傳動(dòng)裝置及其組合布置方案，并進(jìn)行方案比較實(shí)驗(yàn)。如表1所示。表1 編 號(hào)組合布置方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容B1V帶傳動(dòng)-齒輪減速器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容B3鏈傳動(dòng)-齒輪減速器首先要了解被測(cè)機(jī)械的功能與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3) 根據(jù)選擇的機(jī)械傳動(dòng)方案選擇儀器設(shè)備

9、，布置、安裝被測(cè)機(jī)械傳動(dòng)裝置（系統(tǒng)）。注意選用合適的調(diào)整墊塊，確保傳動(dòng)軸之間的同軸線要求；4) 檢查各連接部位是否牢固可靠，按實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說(shuō)明書要求對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行調(diào)零，以保證測(cè)量精度。2. 測(cè)試階段1) 打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源總開關(guān)和工控機(jī)電源開關(guān)；2) 點(diǎn)擊Test顯示測(cè)試控制系統(tǒng)主界面，熟悉主界面的各項(xiàng)內(nèi)容；3) 鍵入實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息標(biāo)：實(shí)驗(yàn)類型、實(shí)驗(yàn)編號(hào)、小組編號(hào)、實(shí)驗(yàn)人員、指導(dǎo)老師、實(shí)驗(yàn)日期等；4) 點(diǎn)擊“設(shè)置”，確定實(shí)驗(yàn)測(cè)試參數(shù)：轉(zhuǎn)速n1、n2 扭矩T1、T2等；5) 點(diǎn)擊“分析”，確定實(shí)驗(yàn)分析所需項(xiàng)目：曲線選項(xiàng)、繪制曲線、打印表格等；6) 啟動(dòng)主電機(jī)，進(jìn)入“試驗(yàn)”。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加快至接近同步轉(zhuǎn)速后，進(jìn)行加載。加載時(shí)要緩慢平穩(wěn)，否則會(huì)影響采樣的測(cè)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(jí)加載，分級(jí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果；8) 結(jié)束測(cè)試。注意先逐步卸載，后降速。9) 關(guān)閉儀器電源，拆卸傳動(dòng)系統(tǒng)，將各儀器設(shè)備和組件復(fù)位。3. 分析階段1) 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；對(duì)于實(shí)驗(yàn)B, 重點(diǎn)分析不同的布置方案對(duì)傳動(dòng)性能的影響。2) 整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告；實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容主要為：測(cè)試數(shù)據(jù)（表）、參數(shù)曲線；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析；實(shí)驗(yàn)中的新發(fā)現(xiàn)、新設(shè)想