鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20091目錄1緒論.11.1論文研究的背景和意義.11.2試驗平臺研究的必要性.21.3國內(nèi)外研究的進(jìn)展.21.4試驗臺的類型.21.4.1功率流開放式試驗臺.31.4.2電功率流封閉式試驗臺.31.4.3機(jī)械功率流封閉式試驗臺.41.4.4功率流方向的確定.51.5現(xiàn)有試驗裝置的局限.51.6多功能實驗臺的設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容.62試驗臺的總體設(shè)計.72.1試驗臺的總體要求.72.2試驗臺的功能分析與定位.82.3改造方案對比.82.3.1方案一.82.3.2方案二.92.3.3方案三.92.4中心距的設(shè)計.102.4.1中心距的設(shè)計.102.4.2理想的中心距.103關(guān)鍵零部件的設(shè)計與計算.113.1齒輪的設(shè)計與計算.113.1.1材料的選擇.113.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計.143.2軸的設(shè)計計算.143.2.1軸的材料選擇.143.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.143.2.3按許用彎曲強(qiáng)度條件計算.153.2.4按軸的疲勞強(qiáng)度安全因素校核.173.3滾動軸承的選擇與壽命計算.183.4聯(lián)軸器的選擇.193.4.1彈性聯(lián)軸器.193.4.2聯(lián)軸器的選擇.204傳感器的選擇.214.1傳感器.214.2傳感器的分類.224.2.1根據(jù)傳感器工作原理.224.2.2按其用途.224.3傳感器的選用.234.4STY扭矩傳感器的基本原理.244.5STY系列扭矩傳感器技術(shù)性能指標(biāo).24扭矩試驗臺的改造及扭矩電測24.6STY扭矩傳感器安裝使用.254.7使用特別注意事項.265數(shù)據(jù)采集與處理.275.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu).275.2效率的計算的原理.276螺旋滾珠式機(jī)械加載器.286.1加載器結(jié)構(gòu)原理.286.2螺旋滾珠式機(jī)械加載器的特點.297實驗測量.307.1測量系統(tǒng)簡介及試驗檢測.307.2控制和測量.307.3計算機(jī)參與全程控制專用的測量和數(shù)據(jù)處理軟件.317.3.1軟件功能簡介.317.3.2使用環(huán)境.317.4設(shè)備運行；設(shè)備，環(huán)境參數(shù)的設(shè)置.317.4.1系統(tǒng)所用通訊端口的設(shè)置和所用的設(shè)備設(shè)置.317.5實驗環(huán)境.337.6測量與控制.337.7程序控制.347.8數(shù)據(jù)處理.347.9曲線擬合.358結(jié)論.36參考文獻(xiàn).37致謝.38附錄.39扭矩試驗臺的改造及扭矩電測摘要：機(jī)械傳動試驗臺是用試驗的方法研究機(jī)械傳動的各種失效形式并測定其承載能力、傳動效率及有關(guān)性能的基本手段，長期以來我國的傳動試驗臺的研制基本上還停留在傳統(tǒng)的人工方式水平上。這些試驗臺都存在一個共同的缺點：自動化程度低，無法模擬實際工況對各種機(jī)械傳動產(chǎn)品進(jìn)行試驗，試驗過程的監(jiān)控及試驗數(shù)據(jù)的采集和處理都較麻煩且準(zhǔn)確性低。近些年來的研究取得一些進(jìn)步，但目前的絕大多數(shù)實驗臺還只能進(jìn)行恒定載荷加載或簡單的程序控制階梯加載，實驗結(jié)果與現(xiàn)場測試依然有較大的差距。本文提出改進(jìn)機(jī)械原理實驗室的齒輪試驗臺的方案，在成本不高的情況下，增加鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20093其測試功能-可以測量聯(lián)軸器，離合器，帶傳動的效率和壽命，使其成為一臺多功能機(jī)械傳動試驗臺。關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動；齒輪；聯(lián)軸器；扭矩傳感器TheTransformationofTorqueTestRigandTorqueMeasurementAbstract:Mechanicaltransmissionexperimentplatformisabasicdeviceforthestudyofsometypesofmechanicalfailure,thetransmissionefficiency,andtherelatedperformanceofmechanicaltransmissionandthemeasurementoftheloadability.Inourcountry,theabilityofstudyinganddesigningmechanicaltransmissionexperimentplatformisstillatsuchstagethattheexperimentaldeviceisoperatedmanually,leaving扭矩試驗臺的改造及扭矩電測4somecommonshortcomingsamongthoseplatforms,suchaslow-automationbecausetheycantsimulaterealworkingenvironmentaccuratelyduringtestingthemechanicalproducts,andtheaccuracyofacquiringdataislow.Althoughanumberofachievementshavebeenmadeinrecentlyyears,theseplatformscanjustperformwithinvariantloadorwithsimpleskipload.Thereisabiggapbetweenexperimentsandrealworkingenvironment.Thispaperpresentsimprovedmechanicalprincipleofthelaboratorytestgearprogram,thecostsarelawinthecircumstances,increaseitstestfunctioncanbemeasuredcouplingclutch,beltdriveefficiencyandlifespan,asamultifunctionalmechanicaltransmissiontest.Keyword:MechanicalTransmission；Gear；Coupling；Torquesensor1緒論1.1課題來源與意義人類為了生存的需要，創(chuàng)造了各種各樣的機(jī)械以達(dá)到減輕體力勞動和提高生產(chǎn)率的目的。隨著社會的進(jìn)步，機(jī)械已從最初的簡單工具發(fā)展到現(xiàn)在的多功能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代化系統(tǒng)。中小功率的機(jī)械傳動產(chǎn)品有著廣泛的應(yīng)用。這一類產(chǎn)品的主要功能和目的是將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為可以直接利用的形式，同時實施規(guī)定的運動，完成相應(yīng)的工作。而所有這些功能和目的都必須通過機(jī)械傳動裝置來完成，因而，機(jī)械傳動裝置在其中擔(dān)任著重要的角色。從某種意義上說，機(jī)械傳動裝置性能的好壞決定了機(jī)械傳動的綜合性能。通常一種新的機(jī)械產(chǎn)品從誕生到使用要經(jīng)歷設(shè)計、試制、定型、大規(guī)模生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)。上述各環(huán)節(jié)無不滲透著對產(chǎn)品優(yōu)異性能和可靠質(zhì)量的不懈追求。而對機(jī)械傳動裝置的測試和實驗包括性能測試(如效率、功率、噪聲、振動等特性)、運行監(jiān)測、故障診斷等，是完善一切機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、制造的手段和方法以及評價設(shè)鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書20095備性能優(yōu)劣等不可或缺的重要內(nèi)容，也是設(shè)備安全、穩(wěn)定運行的重要保障。因此，針對機(jī)械傳動綜合性能測試的研究已成為現(xiàn)代測試技術(shù)的一個重要研究方向。構(gòu)建機(jī)械傳動綜合測試系統(tǒng)同樣對機(jī)械傳動設(shè)備的開發(fā)和研究具有重要理論價值和經(jīng)濟(jì)價值。齒輪是各種機(jī)器上必不可少的傳動零件，對齒輪的各種性能進(jìn)行測定是保證齒輪可靠使用的必經(jīng)之路。目前，大部分齒輪試驗臺設(shè)計只是針對某一種特定的輪副，雖然專用性對于實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、試驗成本帶來一定有利因素，但功能的單一性制約了設(shè)備的使用效率。在此基礎(chǔ)上，開展多功能組合實驗臺設(shè)計是改進(jìn)原有齒輪試驗臺設(shè)計的一條十分必要而有效的途徑多功能組合實驗臺能按照機(jī)器零件的工作能力和可靠性的基本準(zhǔn)則進(jìn)行精度，摩擦損失，強(qiáng)度，剛度，耐熱性和抗震性等多項實驗，在保證評定試驗的精度和結(jié)果可靠的前提下，達(dá)到快速、簡便可靠的效果。機(jī)械原理實驗室的齒輪試驗臺是雙慶公司90年代購進(jìn)的一臺專利設(shè)備，該試驗臺的功能是測量齒輪的效率和壽命，其最大的優(yōu)點是具有一套封閉加載系統(tǒng)，具有明顯的節(jié)能效果，但是由于其功能單一，不能滿足現(xiàn)代測試的要求，為了節(jié)約資金，利用其優(yōu)點，所以對試驗臺做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，增加測量帶傳動，聯(lián)軸器，離合器或其他的傳動件的效率和壽命的功能，使其成為真正的多功能機(jī)械傳動實驗臺。1.2試驗平臺研究的必要性隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和科研水平的不斷提高，對機(jī)械傳動產(chǎn)品的實驗與檢測手段不斷提出了更高的要求。傳動試驗臺是用試驗的方法研究機(jī)械傳動的各種失效形式并測定其承載能力、傳動效率及有關(guān)性能的基本手段，長期以來我國的傳動試驗臺的研制基本上還停留在傳統(tǒng)的人工方式水平上，主要類型為以機(jī)械力或液壓力加載的機(jī)械功率流開放式試驗臺，機(jī)械功率流封閉式試驗臺和用發(fā)電機(jī)作負(fù)載的電功率封閉式試驗臺。這些試驗臺或由于節(jié)能或由于加載方面各具特色，但都存在一個共同的缺點-自動化程度低，很難按事先設(shè)計的試驗過程進(jìn)行驗，無法模擬實際工況對各種機(jī)械傳動產(chǎn)品進(jìn)行試驗，因此試驗結(jié)果與實際情況總免有相當(dāng)距離，傳動試驗平臺大多采用人工操縱方式，試驗過程的監(jiān)控及試驗數(shù)據(jù)的采集和處理都較麻煩且準(zhǔn)確性低，不易實現(xiàn)多參數(shù)自動控制和失效判定。1.3國內(nèi)外研究的進(jìn)展隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和科研水平的不斷提高，對機(jī)械傳動產(chǎn)品的實驗與檢測手段不斷提出了更高的要求。目前國內(nèi)普遍采用的是實驗室臺架模擬實驗臺。將現(xiàn)場試驗移至實驗室臺架上加以復(fù)現(xiàn)，采用模擬加載保持著負(fù)荷作用的某種隨機(jī)性，