机械系统创意组合及参数分析实验指导书doc-机械系统创意.doc

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作机械系统创意组合及参数分析实验一、实验目的1、 根据给定的条件及零部件，设计机械传动方案，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。2、通过对传动效率、动态性能及工作稳定性的分析，了解各种传动零件的适用条件及其对传动系统的影响。3、了解机械传动系统输入端的转矩（T1）、转速（n1）、功率（P1）与输出端的转矩（T2）、转速（n2）、功率（P2）的变化关系，要求绘出T1与T2、n1与n2及P1与P2的关系曲线。4、掌握转速、转矩、效率等参数的测量方法。二、实验所需设备及零部件       本实验装置为模块化结构，可在备件库中任选所需的零部件，组装成机械传动系统。按减速器的类型将实验台分成两大类：平行轴传动方案实验台和垂直轴传动方案实验台。前者的减速器为圆柱齿轮或摆线针轮减速器，后者的减速器为蜗轮蜗杆减速器。实验所提供的设备及零部件如下：1、电动机    额定功率0.6Kw ；  调速范围0-800 r/min；负载范围：0-800Nm； 重量：280kg;安装平台尺寸：1000×500×150mm； 最大中心高：150mm； 2、 减速器 单级直齿圆柱齿轮减速器；           摆线针轮减速器。                                 3、 V带传动：大、小带轮若干   ；    普通V带                                                                             4、 链传动： 大、小链轮若干  、 滚子链链条                                                 5、 联轴器若干                                                           光栅角位移传感器、恒定负载和周期变负载装置、测试数据采集箱、专用测试软件。三、实验设备简介该实验设备主要由底座(安装平台)、驱动源、模拟负载、离合器部件、变载荷以及减速器、联轴器、带、链、三角带轮、链轮库等组成。可根据需要按一定的形式组合成不同的机械传动系统。其中底座(安装平台)、驱动源、模拟负载、离合器部件、变载荷为整体结构。底座(安装平台)的滑槽可根据安装需要布置。减速器有蜗轮减速器、圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器等三种。联轴器有弹性柱销联轴器、挠性爪型联轴器、滚子链联轴器、双叉铰链联轴器、单叉铰链联轴器等五种。    本实验力求通过对不同传动方案机械效率、动态性能等性能指标的测试，分析、评价传动方案的优劣。实验台的运动和动力参数测试原理传动方案实验台的组成1、 水平安装板 2、滑槽 3、模拟负载 4、滚子链联轴器 5、摆线针轮减速器部件 6、弹性柱销联轴器 7、中间传动轴部件 8、驱动源 9、挠性爪型联轴器 10、园柱齿轮减速器部件 11、带(链)传动          四、实验内容1、 设计和组装不同的机械系统；2、 对带传动、链传动、不同减速器、不同联轴器的效率进行检测，并自动绘制效率曲线；3、 用软件对测试结果进行处理与分析。五、实验步骤（以方案9为例）1、根据所提供的组合型式安装尺寸图在图一中的水平安装板(1)上确定相应的螺孔，根据组合型式图中所示确定滑槽的长度和滑槽螺母的数量并固定滑槽；2、根据基本步骤的要求确定长度L=682滑槽四件，其中装模拟负载的两根滑槽中各放入五件滑槽螺母，其余两根各放入四件滑槽螺母并用内六角圆柱头螺钉M8×20固定；3、按减速器底板图所示选定该零件(2件),将圆柱齿轮减速器、=2.5(4件) 调整垫用M8×30的螺栓固定，并将小带轮(节圆直径d=80)或者链轮(Z=20)与衬套(L=14) 或者(L=26)与输出轴联接。同时将摆线针轮减速器、=5、10(各4件) 调整垫用M8×35的螺栓固定；4、分别选定滚子链联轴器、弹性柱销联轴器、挠性爪型联轴器；5、分别选定图十所示的过渡接其中分别为18(2件)、12、10、14、28按基本组合型式图中所士位置采用相应长度的内六角螺钉与联轴器相连；6、将传动轴部件用内六角圆柱头螺钉M6X16(4件)与中间传动轴部件底板固定。并将大带轮(节圆直径d=120)或者大链轮(Z=25)与衬套(L=14) 或者(L=26)与输入轴端非轴承盖端联接。将以上组件按位置按要求将相应轴与联轴器上的过渡接联接并拧紧紧定螺钉。同时用相应长度的螺栓(钉)固定在滑槽。组合后按同轴、等高、平齐的要求检查安装是否正确。若中心高偏差过大则采用调整垫(B=0.2、0.5)作适当的调整。最后用手转动驱动源应感觉灵活自如无卡滞现象后方可进行各种测试；7、确认系统安装正确后，将电机引线与数据采集箱电线连线相连，同时将电机测力传感器接口线接至模拟通道1，负载测力传感器接口线接至模拟通道2，电机光电转速传感器接至数字通道1，负载光电转速传感接至数字通道2；8、接通采集箱电源，调节器面板上的调速按钮（增加、减小），试运行系统，观察其运行情况，并作适当调整。此时从数据采集箱面板上可采集到有关参数。（如果装有电子离合器，可将引线分别接于离合器接线端和机座，用按钮控制开合）。9、数据采集箱与计算机相连，进行输入实验台相关软件，即可观察n1、n2、T1、T2的适时变化曲线。六、实验注意事项1、坚持安全第一的原则。装配机械零部件时一定要戴棉纱手套；开机运行前要仔细检查各部分安装是否到位、联接螺栓是否拧紧；开机后，不要太靠近运动零件。2、专人负责启动开关，遇紧急情况立即停车。3、要服从指导教师的指挥。七、机械传动系统设计参考方案序号创意组合方案（传动路线）1驱动源-带传动-蜗轮减速器-带、链传动-负载装置2驱动源-带传动-圆柱齿轮减速器-带、链传动-负载装置3驱动源-带传动-电磁离合器操纵-圆柱齿轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-带、链传动-负载装置4驱动源-带传动-电磁离合器操纵-带、链传动-圆柱齿轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-负载装置5驱动源-带传动-电磁离合器操纵-带、链传动-蜗轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-负载装置6驱动源-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-负载装置7驱动源-带传动-电磁离合器操纵-蜗轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-带、链传动-负载装置8驱动源-带传动-电磁离合器操纵-带、链传动-摆线针轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-负载装置9驱动源-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-圆柱齿轮减速器-带、链传动-中间传动轴部件-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-摆线针轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-负载装置10驱动源-带、链传动-飞轮调节-负载装置11驱动源-带传动-电磁离合器操纵-摆线针轮减速器-联轴器（弹性柱销、挠性爪型、滚子链）-带、链传动-负载装置12驱动源-单叉铰链联轴器-负载装置（摆动范围：水平方向-5050）13驱动源（摆动范围：上下利用调整垫有级调整-50150）-双叉铰链联轴器-负载装置（摆动范围：-5050）  机械系统创意组合及参数分析实验报告实验名称实验日期组别姓名班级成绩采用“参考方案”，测定传动系统输入端转矩、转速与输出端转矩、转速及输入功率、输出功率的关系，并绘制出T1T2；n1n2 ；P1P2的关系曲线。测试结果记入“实验记录一”中。实验记录一：序号 输入转速n1(r/min) 输出转速n2(r/min) 输入转矩T1(kg·m) 输出转矩T 2(N·m) 输入功率P1(kW) 输出功率P2(kW) 速比i 效率 1                 2                 3                 4                 5                 6                  根据实验记录请分析并回答以下问题：1、影响“系统”效率的因素是什么？当“系统”已定时，“系统”效率应是常数还是变数  2、随着转矩T2的增加，输入转速n1与输出转速n2为什么会下降？绘制n1n2关系曲线 4、 随着转矩T2的增加，输入转矩T1增加的幅度随什么而变化？如果T20时，T1等于多少？绘制T1T2及P1P2关系曲线。 (二)   若要求T265N·m、n2130 r/min，请拟定23种传动方案并进行实验，根据实验结果比较各方案的优劣，最后确定最佳方案。各方案的测试结果记入“实验记录二”实验记录二：方案编号 要求转矩T2(N-m) 要求转速n2(r/min) 实测T2(N·m) 实测n2(r/min) 效  率 评定 1 65 130         2 65 130         3 65 130          根据实验结果，回答下列问题：1、绘制出你所设计的传动方案简图（23种方案）。 2、从功能要求、传动效率、受载情况、动态性能、结构体积、稳定性等诸方面分析各传动方案的优劣，经比较、评价后提出最佳方案。对于不可行方案，分析失败的原因。 3、本次实验给你什么启示？