TW-Z69型 齒輪傳動(dòng)與測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)

機(jī)械系統(tǒng)一般包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)等三大部分。從機(jī)械原理的角度看，機(jī)械是由若干機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)零部件工作機(jī)連接而成的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于不同的應(yīng)用目的，促使我們采用相應(yīng)的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置作為原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的連接裝置，選擇傳動(dòng)方式有其特定的技術(shù)要求。如增速，減速，傳動(dòng)效益。

齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)選擇兩種典型的傳動(dòng)裝置作為研究對象。對其傳動(dòng)效率做出可視化分析。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

1、利用齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)裝置，使學(xué)生進(jìn)一步了解2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要求；同時(shí)計(jì)算2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)速比。

2、通過對驅(qū)動(dòng)源和傳動(dòng)輸出端利用計(jì)算機(jī)數(shù)模和人工對扭矩以及各參數(shù)的分析，有利學(xué)生進(jìn)一步了解2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)的性能特點(diǎn)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)能力。

二、性能特點(diǎn)

1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用獨(dú)立的平臺(tái)結(jié)構(gòu)；

2、原動(dòng)件、被試件以及負(fù)載為獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，可自行拼結(jié)，組裝；

3、原動(dòng)件與負(fù)載配有安裝導(dǎo)軌，可根據(jù)不同被試件的尺寸作安裝調(diào)整；

4、實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作面底板采用內(nèi)置翻蓋結(jié)構(gòu)，美觀實(shí)用，安全可靠。

5、該系統(tǒng)采用傳感器和A/D采集并轉(zhuǎn)換成輸入軸和輸出軸的驅(qū)動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩?cái)?shù)據(jù)，采用角位移傳感器和A/D采集并轉(zhuǎn)換成輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)。

6、該系統(tǒng)機(jī)械傳遞裝置采用兩種典型的機(jī)構(gòu)是2K-H（WW）齒輪正號(hào)機(jī)構(gòu)和蝸桿副傳動(dòng)，載裝置采用磁粉制動(dòng)器，從硬件上保證了測試的準(zhǔn)確性和可靠性。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)在2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)，蝸輪副傳動(dòng)裝置、聯(lián)軸器、直流電機(jī)、加載裝置模塊組成，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)試和測試，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)。

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。

齒輪傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要是對傳動(dòng)系統(tǒng)的效率及扭矩和角位移進(jìn)行測試

扭矩T=F（壓力）×L（臂長）     功率N=T× （角位移）       效率=

2K-H轉(zhuǎn)動(dòng)比計(jì)算公式：i = = =6.26

四、主要技術(shù)參數(shù)

1）直流調(diào)速電機(jī)：600W，調(diào)速范圍0-1500rpm

2）2K-H(WW)齒輪傳動(dòng):速比：6.26或0.16

3）蝸輪副傳動(dòng)：速比：1：10

4）稱重傳感器：100N

5）旋轉(zhuǎn)編碼器：1000脈沖

6）輸入轉(zhuǎn)臂長：120mm(離電機(jī)轉(zhuǎn)軸中心)

7）輸出轉(zhuǎn)臂長：200mm(離磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)軸中心)

8）磁粉制動(dòng)器：扭矩50Nm，額定功率4KW

五、實(shí)驗(yàn)步驟

1、在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上裝配實(shí)驗(yàn)裝置；

2、檢查各緊固件是否緊固；

3、了解實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的機(jī)械傳動(dòng)零部件的性能特點(diǎn)；

4、接通電源，啟動(dòng)電機(jī)對傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行觀察；

六、齒輪傳動(dòng)傳感器與檢測技術(shù)測試系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)操作步驟

1、標(biāo)定：

開機(jī)進(jìn)入主測量頁面后，按[0]鍵，系統(tǒng)長鳴后進(jìn)入傳感器標(biāo)定界面，此時(shí)界面顯示“r01=0.000"。每個(gè)壓力傳感器對應(yīng)兩個(gè)標(biāo)定參數(shù)，分別為rxx (零點(diǎn)電壓)，rgx（量程電壓）。標(biāo)定參數(shù)之間通過[SET]鍵切換，[RUN]鍵用來退出標(biāo)定界面并且保存標(biāo)定參數(shù)。

a 調(diào)傳感器零點(diǎn)：

在標(biāo)定界面下，按[SET]鍵切換到對應(yīng)壓力傳感器的零點(diǎn)電壓通道（比如r01,r02…），切換完成后按[0]鍵（按0鍵前需確認(rèn)壓力傳感器沒受力）。顯示頁面將顯示出此時(shí)的零點(diǎn)電壓值，重復(fù)此步驟，直至電壓值穩(wěn)定下來。零點(diǎn)標(biāo)定完成。

b 標(biāo)傳感器量程：

在標(biāo)定界面下，按[SET]鍵切換到對應(yīng)壓力傳感器的量程電壓通道（比如rg1,rg2…），切換完成后按[0]鍵（按0鍵前需將標(biāo)定砝碼掛在對應(yīng)通道的壓力傳感器上），顯示界面將顯示出此時(shí)的量程電壓值，重復(fù)此步驟，直至電壓值穩(wěn)定下來。量程標(biāo)定完成。

c 注意：

量程標(biāo)定跟零點(diǎn)標(biāo)定是可以交替進(jìn)行的，全部傳感器完成標(biāo)定后按[RUN]鍵保存退 出，回到主測量界面。

d 設(shè)置標(biāo)定系統(tǒng)（砝碼重量）：

在主測量界面下，按[SET]鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，此時(shí)界面顯示“SF1=010"，再按[SET]鍵可切換各個(gè)需要修改的參數(shù)，在這里我們需要修改的是傳感器的標(biāo)定系數(shù)（砝碼重量），按[SET]鍵切換到標(biāo)定系數(shù)項(xiàng)（SF1，SF2…），然后修改此項(xiàng)數(shù)據(jù)為剛才標(biāo)定用砝碼的重量，單位Kg，比如用1Kg的砝碼標(biāo)定的則設(shè)置SFx=001,設(shè)置完畢后按[SET]鍵可切換至其他需要修改的參數(shù)項(xiàng)，按[RUN]鍵保存退出參數(shù)設(shè)置界面，回到主測量界面。

參數(shù)說明：

SFI:輸入端壓力傳感器標(biāo)定系數(shù)（砝碼重量）（Kg）

r01:輸入端壓力傳感器零點(diǎn)電壓值（此電壓值在標(biāo)定界面下自動(dòng)修改保保存，不需要手工修改）

rg2:輸出端壓力傳感器零點(diǎn)電壓值（此電壓值在標(biāo)定界面下自動(dòng)修改保存存，不需要手工修改）

rg1:輸入端壓力傳感器量程電壓值（此電壓值在標(biāo)定界面下自動(dòng)修改保存，不需要手工修改）

SF2:輸出端壓力傳感器標(biāo)定系數(shù)（砝碼重量）（Kg）

r02:輸出端壓力傳感器零點(diǎn)電壓值（此電壓值在標(biāo)定界面下自動(dòng)修改保存，不需要手工修改）

通訊協(xié)議：

命令:msv0 共四個(gè)字節(jié)

返回:0xaa,xx,yy,cc,dd  共9個(gè)字節(jié)，收到發(fā)送命令后每秒返回一次，直至收到停止命令為止不需要手工修改。

L1:輸入端力臂長度（mm）

L2:輸出端力臂長度（mm）

gE1:輸入端編碼器脈沖或測速齒輪齒數(shù)

gE2:輸出端編碼器脈沖或測速齒輪齒數(shù)

F1:輸入端扭矩修正系數(shù)（出廠為1.0，即不修正）

F2:輸出端扭矩修正系數(shù)（出廠為1.0，即不修正）

其中0xaa為幀頭，一個(gè)字節(jié)

xx::輸入端扭矩值，低位在前高位后，兩個(gè)字節(jié)，實(shí)際值要縮小100倍，單N.m

yy :輸出端扭矩值，低位在前高位后，兩個(gè)字節(jié)，實(shí)際值要縮小100倍，單N.m

cc :輸入端轉(zhuǎn)速值，低位在前高位后，兩個(gè)字節(jié)，實(shí)際值要縮小10倍，單位r/min

dd:輸出端轉(zhuǎn)速值，低位在前高位后，兩個(gè)字節(jié)，實(shí)際值要縮小10倍，單位r/min

命令：msv2  共四個(gè)字節(jié)

2、點(diǎn)擊Test顯示測試控制系統(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)測試參數(shù)：轉(zhuǎn)速n1、n2 扭矩M1、M2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；

8、從“分析"中調(diào)看參數(shù)曲線，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

9、打印實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

10、結(jié)束測試。注意逐步卸載，關(guān)閉電源開關(guān)。

11、改變傳動(dòng)裝置系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

12、整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容主要為：

1）測試數(shù)據(jù)（表）、參數(shù)曲線；

2）對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析；

3）對實(shí)驗(yàn)改革的新設(shè)想或新建議。

★投標(biāo)時(shí)提供傳感器與檢測技術(shù)應(yīng)用軟件著作權(quán)證書原件備查。

七、配置清單

1、直流調(diào)速電機(jī)1臺(tái)

2、2K-H(WW)齒輪傳動(dòng)裝置1臺(tái)

3、蝸輪副傳動(dòng)裝置1臺(tái)

4、磁粉制動(dòng)器1臺(tái)

5、旋轉(zhuǎn)編碼器2個(gè)

6、稱重傳感器2個(gè)

7、電腦1臺(tái)（用戶自配）

8、電腦桌1張

9、傳感器技術(shù)檢測軟件1套

10、《齒輪傳動(dòng)測試分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說明書》1份

11、《齒輪傳動(dòng)測試分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)指導(dǎo)書》1份

12、隨箱清單一份