【正文】 動(dòng)效率等機(jī)械傳動(dòng)性能參數(shù)測(cè)試的基本原理和萬(wàn)法。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象、打滑現(xiàn)象及其與帶傳動(dòng)工作能力之間的關(guān)系。(5)了解ZJS50系列綜合設(shè)計(jì)型機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的基本構(gòu)造及其工作原理。(2)繪制帶傳動(dòng)效率曲線及滑動(dòng)率曲線。(2)繪制蝸桿傳動(dòng)的效率曲線。三、實(shí)驗(yàn)裝置與工作原理 實(shí)驗(yàn)裝置采用西南交通大學(xué)研制的zJS50系列綜合設(shè)計(jì)型機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置。 實(shí)驗(yàn)裝置的基本組成如下： 1．動(dòng)力模塊(庫(kù)) (1)Y90L4電動(dòng)機(jī)： kW；同步轉(zhuǎn)速1 500 r／min；額定電壓下。10％； kW；輸入頻率47～63 Hz；輸出頻率0～650 Hz；；控制方法：線性V／f控制，帶磁通電流控制(FCC)的線性V／f控制，平方V／f控制，多點(diǎn)V／f控制。 2．傳動(dòng)模塊(庫(kù)) (1)v帶傳動(dòng)：帶及帶輪，z型帶，帶輪基準(zhǔn)直徑ddl=dd2=106 mm。 (3)JSQ—XC—120齒輪減速器(斜齒)：減速比1：，齒數(shù)Z1=3Z2=57，螺旋角β=8186。38＂，中心距a=120 mm，法面模數(shù)mn=。 3．支承聯(lián)接及調(diào)節(jié)模塊(庫(kù)) 基礎(chǔ)工作平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌、專用導(dǎo)軌、電機(jī)—小傳感器墊塊—0電機(jī)—小傳感器墊塊—0小傳感器墊塊、大傳感器墊塊—0大傳感器墊塊—0蝸桿墊塊—0蝸桿墊塊—0磁粉制動(dòng)器墊塊、專用軸承座、新型聯(lián)軸器(Flexible Jaw Couplings)、帶輪及鏈輪快速?gòu)埦o裝置(Stock Taper Bushings)，以及各種規(guī)格的聯(lián)接件(鍵、螺釘、螺栓、墊片、螺母等)等。m，允許滑差功率4 kW。10％，50／60 Hz；輸出電流：0～1 A；穩(wěn)流精度：1％。 (2)ZJ0D型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器：額定轉(zhuǎn)矩20 N1 r／min。m；轉(zhuǎn)速范圍：O～6 000 r／min；轉(zhuǎn)矩測(cè)量精度：～；轉(zhuǎn)速測(cè)量精度：177。 (4)JX—1A機(jī)械效率儀：轉(zhuǎn)矩測(cè)量范圍0～99 999 N 6．工具模塊(庫(kù)) 配套齊全的裝拆調(diào)節(jié)工具。通過(guò)對(duì)被測(cè)實(shí)驗(yàn)傳動(dòng)裝置的動(dòng)力、數(shù)據(jù)采集、處理及加載等控制，將傳感器采集的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換器以RS232的方式傳送到測(cè)試模塊，再由測(cè)控模塊計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專用實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可直接在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示，或由打印機(jī)打印輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)原理和方法 1．傳動(dòng)效率η及其測(cè)定方法 效率η表示能量的利用程度。與損耗功率Pf之和，即 (1—1)式中，為輸入功率，kW；P。則傳動(dòng)效率η定義為 (12) 由力學(xué)知識(shí)知，軸傳遞的功率可按軸的角速度和作用于軸上的力矩由下式求得： (1—3)式中，P為軸傳遞的功率，kW；M為作用于軸上的力矩，N則傳動(dòng)效率η可改寫為 (1—4) 由此可見，若能利用儀器測(cè)出機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以及輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，就可以通過(guò)式(1—4)計(jì)算出傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率η。 2．帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率測(cè)定及預(yù)緊力控制與測(cè)定 帶傳動(dòng)是以帶作為撓性拉曳元件并借助帶與帶輪間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的一種摩擦傳動(dòng)。但由于帶傳動(dòng)工作時(shí)存在彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致其傳動(dòng)效率降低，并造成速度損失，而不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，而且?guī)鲃?dòng)的外廓尺寸較大，工作前需要張緊，故其軸上受力較大。 由于帶是彈性體，它在受力不同時(shí)的變形(伸長(zhǎng))量不等；而帶在工作時(shí)，緊邊和松邊的拉力不同，這就形成了拉力差及相應(yīng)的變形差，進(jìn)而造成帶在繞過(guò)帶輪時(shí)，在摩擦力的作用下，其在主動(dòng)輪部位出現(xiàn)帶輪的線速度大于帶的線速度，而在從動(dòng)輪部位出現(xiàn)帶輪的線速度小于帶的線速度的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為帶的彈性滑動(dòng)。 帶的彈性滑動(dòng)通常以滑動(dòng)率￡來(lái)衡量，其定義為 (1—5)式中，vl、v2為主、從動(dòng)輪的圓周速度，m/s；nn2為主、從動(dòng)輪的摶速，r/min,；DD2為主、從動(dòng)輪的直徑，m。 帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε一般為1％～2％；當(dāng)ε3％時(shí)，帶傳動(dòng)將開始打滑。打滑時(shí)帶的磨損急速加劇，傳動(dòng)效率急劇下降，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速急劇降低甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，致使傳動(dòng)失效。 帶傳動(dòng)的主要失效形式是帶的磨損、疲勞破壞和打滑。 (2)帶的預(yù)緊力控制與測(cè)定。預(yù)緊力不足，則帶與帶輪間的極限摩擦力小、傳動(dòng)能力低、容易發(fā)生打滑；預(yù)緊力過(guò)大，又會(huì)使帶的壽命降低、軸和軸承上的壓力增大。 在帶傳動(dòng)中，為了測(cè)定預(yù)緊力F0，通常是在帶與帶輪的切邊中點(diǎn)處加一垂直于帶邊的載荷G，使其產(chǎn)生規(guī)定的撓度f(wàn)(使切邊長(zhǎng)每100 mn的撓度f(wàn))來(lái)控制，如圖l—4所示。 切邊長(zhǎng)t在載荷G作用下產(chǎn)生的撓度f(wàn)為 (mm) （1—8）載荷G值可由下式計(jì)算：新安裝的V帶： （N） （1—9）運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶： （N） （1—10）最小極限值： （N） （1—11）式中，為預(yù)緊力修正值(見表1—3)，N。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法 (1)點(diǎn)擊進(jìn)入“西南交通大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”網(wǎng)站，網(wǎng)上預(yù)習(xí)“單級(jí)傳動(dòng)裝置性能參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)”課件。 (3)用手轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)傳動(dòng)裝置，檢查其是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活及有無(wú)阻滯現(xiàn)象。調(diào)零時(shí)，應(yīng)將傳感器負(fù)載側(cè)聯(lián)軸器脫開，啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)JX—1A機(jī)械效率儀的零點(diǎn)，以保證測(cè)量精度；在負(fù)載不便脫開時(shí)，啟動(dòng)傳感器頂部的小電動(dòng)機(jī)，并使其轉(zhuǎn)向與實(shí)驗(yàn)時(shí)傳感器輸出軸的轉(zhuǎn)向相反，按儀器(或?qū)嶒?yàn)測(cè)試軟件)的“清零”鍵，使儀器轉(zhuǎn)矩顯示為零；停止傳感器頂部的小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)零結(jié)束，即可開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)量應(yīng)從空載開始，無(wú)論進(jìn)行何種實(shí)驗(yàn)，均應(yīng)先啟動(dòng)電機(jī)，后施加載荷，嚴(yán)禁先加載后開機(jī)。 (6)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如遇電機(jī)及其他設(shè)備的轉(zhuǎn)速突然下降或者出現(xiàn)不正常的噪音、振動(dòng)或溫升時(shí)，必須卸載或緊急停車，以防電機(jī)突然轉(zhuǎn)速過(guò)高而燒壞電機(jī)、設(shè)備及其他意外事故的發(fā)生。 (8)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 1．系統(tǒng)設(shè)置 其子菜單有[串口設(shè)置]、[參數(shù)設(shè)置]與[機(jī)械效率儀調(diào)零]。點(diǎn)擊[系統(tǒng)設(shè)置]下的[串口]子菜單，進(jìn)入“串口參數(shù)選擇”對(duì)話框。機(jī)械效率儀輸出通道地址設(shè)置為10，輸入通道地址設(shè)置為9。(2)參數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊[系統(tǒng)設(shè)置]下的[參數(shù)]子菜單，進(jìn)入“參數(shù)選擇”對(duì)話框，如圖l—6所示。(參見相關(guān)的機(jī)械效率儀使用說(shuō)明書)。 點(diǎn)擊[系統(tǒng)設(shè)置]下的[調(diào)零]子菜單，按照上一步輸入的扭矩零點(diǎn)數(shù)據(jù)調(diào)整機(jī)械效率儀的零點(diǎn)。測(cè)量參數(shù)與系統(tǒng)預(yù)置參數(shù)均不能被修改，前者是直接測(cè)量，后者是根據(jù)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的。 【注意】計(jì)算公式中所引用的測(cè)量數(shù)據(jù)只能是輸入轉(zhuǎn)矩T輸出轉(zhuǎn)矩T2；輸入轉(zhuǎn)速nl、輸出轉(zhuǎn)速 3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng) (1)錄入實(shí)驗(yàn)的基本信息。實(shí)驗(yàn)記錄號(hào)是由系統(tǒng)自動(dòng)生成的12位(8位年月日編碼+4位流水號(hào))數(shù)字構(gòu)成的。 (2)設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)(見圖1—9)。 ②錄入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。在調(diào)速實(shí)驗(yàn)中，最高輸入轉(zhuǎn)速也是第一條效率曲線的轉(zhuǎn)速默認(rèn)值。 (3)橫、縱坐標(biāo)與量程選擇。②點(diǎn)擊“…”按鈕，進(jìn)入“選擇縱坐標(biāo)”對(duì)話框，最多可選擇4個(gè)不同的縱坐標(biāo)。(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。 點(diǎn)擊[連續(xù)采樣]按鈕，系統(tǒng)將以lHz采樣頻率連續(xù)地從轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器讀取轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)效率的計(jì)算、顯示和繪圖。 ②單步采樣。多次點(diǎn)擊便可得到多組數(shù)據(jù)，這樣可得到較“連續(xù)采樣”更平滑的傳動(dòng)效率曲線圖。 若要比較不同輸入轉(zhuǎn)速下的傳動(dòng)效率特性，可在采樣結(jié)束后，點(diǎn)擊：“調(diào)速實(shí)驗(yàn)”按鈕，錄入新的輸入轉(zhuǎn)速，重復(fù)前述采樣步驟便可得到不同轉(zhuǎn)速下的傳動(dòng)效率曲線。 實(shí)驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊“采樣結(jié)束”按鈕停止數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)擊“保存■按鈕可將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存，以便查詢和打印。 (6)退出實(shí)驗(yàn)。 4．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢和打印 (1)進(jìn)入查詢界面。 (2)設(shè)置查詢范圍。用戶可通過(guò)選擇“起始日期”和“截止日期”來(lái)設(shè)置查詢范圍。 點(diǎn)擊“查詢”按鈕，可得到所謾范圍內(nèi)的所有實(shí)驗(yàn)記錄。 (4)橫、縱坐標(biāo)與量程編輯。 ③點(diǎn)擊“量程”按鈕，進(jìn)入“量程修改”對(duì)話框，修改縱坐標(biāo)量程。 點(diǎn)擊“打印”按鈕，系統(tǒng)將以第(4)步所選的縱、橫坐標(biāo)與量程打印當(dāng)前實(shí)驗(yàn)記錄的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。點(diǎn)擊“‘Yes39。點(diǎn)擊“No”按鈕，則不打印實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。 查詢并顯示出要?jiǎng)h除的歷史實(shí)驗(yàn)記錄，點(diǎn)擊“Cancel”按鈕進(jìn)行歷史記錄的刪除。思考題 1．影響帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)能力的因素有哪些t耐傳動(dòng)有何影響。 4．嚙合傳動(dòng)中各種傳動(dòng)類型各有什么特點(diǎn)?其應(yīng)用范圍如何。6．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，討論摩擦傳動(dòng)與嚙合傳動(dòng)的主要特性如何?實(shí)驗(yàn)四 組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)的基本方法；2．熟悉并掌握軸、軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用、工藝要求和裝配關(guān)系；3．熟悉并掌握軸上零件的定位與固定方法；4．了解軸承的類型、布置、安裝及調(diào)整方法，以及潤(rùn)滑和密封方式。 實(shí)驗(yàn)箱由8類40種168件零件組成，能方便的組合出數(shù)十種軸系結(jié)構(gòu)方案。2．繪圖工具300mm鋼板尺、游標(biāo)卡尺、內(nèi)外卡鉗、鉛筆、三角板等。實(shí)驗(yàn)表格 已 知 條 件齒輪類型載荷轉(zhuǎn)速其他條件示 意 圖 1小直齒輪輕低606070606070 2中高 3大直齒輪中低 4重中 5小斜齒輪輕中606070606070 6中高 7大斜齒輪中中 8 重低 9小錐齒輪輕低