2014机械传动系统效率综合测试实验.docVIP

机械传动系统效率综合测试实验 一、实验目的 了解机械传动系统效率测试的工程试验手段和常用的机械效率测试设备，掌握典型机械传动系统的效率范围，分析传动系统效率损失的原因； 通过对典型机械传动系统及其组合的性能测试，加深对机械传动系统性能的认识以及对机械传动合理布置的基本原则的理解； 通过对实验方案的设计、组装和性能测试等训练环节，掌握计算机辅助实验测试方法, 培养学生创新设计与实践能力。 二、实验设备 机械传动性能综合测试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。 图1(a) 实验台外观图 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 实验设备包括机械传动综合效率实验台（包括台座、变频调速器、机柜、电控箱）、蜗轮蜗杆减速器、齿轮减速器、三相异步电动机、同步带传动装置、滚子链传动装置、V带传动装置、磁粉制动器、ZJ转矩转速传感器、计算机及打印机、其他零配件。典型实验装置包括齿轮减速传动装置、蜗轮蜗杆减速传动装置、V带+齿轮减速传动装置、齿轮减速+滚子链传动装置、同步带减速传动装置、V带减速传动装置、V带+同步带减速传动装置。实验装置由动力部分、测试部分、加载部分和被测部分等组成。各部分的性能参数如下： 1、动力部分 YP-50-0.55三相感应变频电机：额定功率0.55KW；同步转速1500r/min；输入电压380V。 LS600-4001变频器：输入规格 AC 3PH 380-460V 50/60HZ；输出规格 AC 0－240V 1.7KVA 4.5A；变频范围 2～200 HZ。 2、测试部分 ZJ10型转矩转速传感器：额定转矩 10N.m；转速范围 0～6000r/min； ZJ50型转矩转速传感器：额定转矩 50N.m；转速范围 0～5000r/min； TC-1转矩转速测试卡：扭矩测试精度 ±0.2%FS；转速测量精度 ±0.1%； PC-400数据采集控制卡。 3、被测部分 直齿圆柱齿轮减速器：减速比 1：5；齿数Z1=19 Z2=95； 法向模数ｍn＝1.5；中心距ａ＝85.5ｍｍ； 蜗轮减速器：减速比 1：10；蜗杆头数Z1=1；　中心距a=50ｍｍ；法向模数ｍn＝5 同步带传动：带轮齿数Z1=18 Z2=25 ； 节距LP=9.525； L型同步带 3×16×80。 三角带传动： 带轮基准直径 D1=70mm D2=115mm O型带L内=900mm； 带轮基准直径 D1=76mm D2=145mm O型带L内=900mm； 带轮基准直径 D1=70mm D2=88mm O型带L内=630mm。 链传动： 链轮 Z1=17 Z2=25 滚子链 08A－1×71 滚子链 08A－1×53 滚子链 08A－1×66。 4、加载部分 FZ－5型磁粉制动(加载)器：额定转矩50N.m；激磁电流0～2A；允许滑差功率1.1KW。 为了提高实验设备的精度，实验台采用两个扭矩测量卡进行采样，测量精度达到±0.2%FS，能满足教学实验与科研生产试验的实际需要。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 实验台控制系统主界面 三、实验原理 机械传动性能综合测试实验台的工作原理如图3所示。通过对转矩和转速的测量，利用转矩、转速与功率的数学关系间接导出功率数值，并通过对电机和负载的相应控制观察分析转速、转矩、功率的相应变化趋势，同时通过对减速器的输入功率和输出功率的测量分析，得出减速器的效率及其随不同情况的变化所呈现的变化趋势。 四、实验内容及要求 利用实验室提供的仪器设备组装典型传动系统，针对不同的传动系统进行减速器输入输出转矩、转速的测量分析，得出相应的实验结果。具体实验要求为： 根据实验设备选择一种传动系统方案进行组装搭接，记录装配过程； 对传动系统进行测试； 记录并分析测试结果； 写实验报告（要求画出实验的原理方案简图及平面布置图，绘制相应数据曲线，完成思考题）。 运用机械传动性能综合测试实验台能完成多类实验项目如表1所示。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