机械传动实验指导书
机械传动性能综合实验指导书
机械传动系统设计综合实验指导书目录一、实验目的 (2)二、实验内容 (2)三、实验设备介绍 (2)1. 实验设备的总体布局 (2)2. 实验台各部分的安装连线 (3)3. 实验台组成部件的主要技术参数 (5)四、实验台的使用与操作 (5)五、测试软件介绍 (7)1.数据操作面板 (8)2.电机控制操作面板 (8)3.下拉菜单 (9)六、实验注意事项 (14)附录1：机械传动方案设计和性能测试综合实验任务卡 (15)附录2：机械传动方案设计和性能测试综合实验方案书 (16)附录3：机械传动方案设计和性能测试综合实验报告 (16)附录4：实验系统各模块展示 (17)附录5：转矩转速传感器介绍 (25)一、实验目的1.了解机械传动性能综合测试的工作原理和方法及计算机辅助实验的新方法；2.掌握机械传动合理布置的基本要求和机械传动方案设计的一般方法；3.加深对常见机械传动装置传动性能的认识和理解；4.培养学生根据机械传动实验任务，进行自主实验的能力。
二、实验内容1.从附录1中选择3～4个实验任务，自主设计满足要求的机械传动系统，并参照附录2写出实验方案书；2.按照所设计传动系统的组成方案在综合实验台上搭接机械传动性能综合测试系统，并进行主电机转速一定载荷变化的性能测试及绘制性能参数曲线（转速曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等）；3.根据测试结果分析传动系统设计方案。
三、实验设备介绍1.实验设备的总体布局“机械传动性能综合测试实验台”由变频电机、联轴器、机械传动装置、加载装置（磁粉制动器）、转矩转速传感器和工控机等硬件模块及测试软件组成，如下图所示。
变频电机、机械传动装置、加载装置（磁粉制动器）、转矩转速传感器之间用联轴器连接；两转矩转速传感器的信号线分别与安装在工控机主板上的两块转矩转速测试卡联接，两转矩转速传感器的信号由此传入工控机，系统性能参数的测量通过测试软件控制。
学生可以根据不同的设计任务，设计相应的实验方案，选用不同机械传动装置，在此实验台上进行各种不同传动系统的搭建、安装调试和传动系统的各种性能测试，并分析系统传动性能，完成设计性实验、综合性实验或创新性实验。
机械传动手册
机械传动手册第一章介绍机械传动的基本原理机械传动是指通过各种机械装置将动力从原动机传递到工作机械的过程。
机械传动广泛应用于各个行业，包括工业、交通运输、农业等领域。
本章将介绍机械传动的基本原理和分类。
1.1 机械传动的基本原理机械传动的基本原理是利用齿轮、皮带、链条等装置将原动机的旋转或线性运动转换为工作机械所需的运动形式。
通过合理的传动设计和安装，可以实现稳定、高效的能量传递。
1.2 机械传动的分类机械传动可以按照传动形式、传动方式以及传动装置的结构来分类。
常见的机械传动形式包括齿轮传动、带传动、链传动等；按照传动方式可分为平面传动和空间传动；传动装置的结构可分为固定轴传动和移动轴传动。
第二章齿轮传动齿轮传动是机械传动中最常见的一种形式，通过齿轮与齿轮之间的啮合传递动力。
本章将介绍齿轮传动的基本原理、分类以及设计与计算。
2.1 齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮的齿数和齿形来实现动力的传递。
齿轮通常由两个或多个相互啮合的齿轮组成，其中一个齿轮连接原动机，称为主动齿轮，另一个齿轮连接工作机械，称为从动齿轮。
2.2 齿轮传动的分类齿轮传动可以按照齿轮的类型、传动方式、传动速比等进行分类。
常见的齿轮类型有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等；根据传动方式可分为外啮合、内啮合和行星齿轮传动；传动速比可以通过齿轮齿数的比值来确定。
2.3 齿轮传动的设计与计算齿轮传动的设计与计算包括齿轮强度计算、齿轮模数与齿数的确定以及齿轮传动效率的评估。
设计人员需要综合考虑传动效率、齿轮受力状况等因素来确定合适的齿轮参数。
第三章带传动与链传动除了齿轮传动，带传动和链传动也是常用的机械传动形式。
本章将介绍带传动和链传动的基本原理、分类以及应用。
3.1 带传动的基本原理带传动是通过带状零件的摩擦和包围来传递动力。
常见的带传动包括平带传动和带齿传动，它们通过将动力由主动轮传递到被动轮来实现传动效果。
3.2 带传动的分类带传动可以按照带状零件的类型、传动方式以及粘接方式进行分类。
机械原理机械设计实验指导书
机械原理机械设计实验指导书姓名________________班级________________学号________________南京农业大学工学院机械工程系力学教研组编实验课守则1．机械设计实验课是学好机械设计课程的重要环节。
它可以帮助学生加深理解课堂上学习的理论知识。
熟悉实验仪器和设备，掌握操作技能，培养严谨的工作作风，使理论和实践相结合。
因此，学生对每个实验都要认真对待。
2．实验前要认真预习实验指导书，了解实验目的和基本原理，准备好需自备的计算器、文具等。
实验开始前指导教师根据需要进行检查、提问。
3．实验时要求原理清楚，操作认真，数据准确，查表熟练。
4．严格遵守仪器、设备的操作规程，注意安全。
对于仪表、设备、工具的性能有不了解之处，应及时询问指导教师，对于非指定使用的设备、工具不得乱动乱用。
5．实验出现故障时，应立即报告指导教师，以便查明原因，妥善处理。
6．爱护公共财物，不得将实验室工具、仪表等带出实验室，如有损坏、遗失公共财物，视情节应给予赔偿。
7．设备用毕，及时切断电源。
整理全部仪器和附件，使之恢复原位。
8．实验结束后认真完成试验报告，按时交给指导教师批阅。
实验一 机构运动简图的测绘一、 实验目的1．掌握根据各种机构实物或模型绘制机构运动简图的方法； 2．验证机构自由度的计算公式； 3．分析某些四杆机构的演化过程。
二、 实验设备和工具1．各类机构的模型和实物； 2．钢板尺、量角器、内外卡钳等；3．三角尺、铅笔、橡皮、草稿纸等（自备）。
三、 实验原理由于机构的运动仅与机构中构件的数目和构件所组成的运动副数目、类型和相对位置有关。
因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体构造，用简单的线条来表示构件，用规定的或惯用的符号来表示运动副，并按一定的比例画出运动副的相对位置，这种简单的图形即为机构运动简图。
四、 实验步骤1．使被测机构缓慢运动，从原动件开始，循着传动路线观察机构的运动，分清各个运动单元，确定组成机构的构件数目；2．根据直接相联接两构件的接触情况及相对运动性质，确定运动副的种类； 3．选择能清楚表达各构件相互关系的投影面，从原动件开始，按传动路线用规定的符号，以目测的比例画出机构运动示意图，再仔细测量与机构有关的尺寸，按确定的比例再画出机构运动简图，用数字1、2、3……分别标注各构件，用字母A 、B 、C ……分别标注各运动副；比例尺）（构件在图纸上的长度）（构件实际长度mm AB cm L AB L =μ4．分析机构运动的确定性，计算机构运动的自由度。
实验指导书及实验报告
实验一平面机构和机械传动的陈列演示一、实验目的1．“机械设计基础”是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。
是一门实践性很强的课程。
学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际。
通过本实验把“机械设计基础”这门课程的绪论部分和课程具体内容有机的联系起来。
2．通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通过零部件结构特点、组成、运动和传动特点。
使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。
二、实验步骤1．实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。
首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。
实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。
2．观看通用零部件。
因每种零部件上都有说明。
所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法，让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。
第一柜 ,机器的组成及特征单缸内燃机、颚式破碎机、缝纫机、运动副（转动副、移动副、平面高副）第二柜 ,平面连杆机构五杆铰链机构、曲柄滑块机构、大筛机构、铰链机构、铰链四杆机构、搅拌机、惯性筛机构、机车车辆机构、鹤式起重机、转动导杆机构（牛头刨床主运动机构、小型刨床）曲柄摇块机构、曲柄移动导杆机构、双转块机构、双滑块机构、曲柄摇杆机构的极位夹角、有急回特性的机构、夹紧机构第三柜 ,凸轮机构内燃机配气机构、靠模车削机构、自动送料机构、分度转位机构、力锁合凸轮（靠重力、弹簧力）、形锁合凸轮（沟槽凸轮、等宽凸轮、兴轭凸轮）第四柜 ,间歇运动机构棘轮机构、双动式棘轮机构（钩头双动式棘爪、直头双动式棘爪）双向棘轮机构、槽轮机构、内啮合槽轮机构、空间槽轮机械、六角车床上的槽轮机构、外啮合不完全齿圈机构、内啮合不完全齿圈机构、凸轮式间歇运动机构第五柜 ,带传动平带传动（张紧轮装置）、V带传动、（带定期张紧紧装置、滑道式）、V带传动（带定期张紧装置，摆架式）、V带传动（带的自动张紧装置）、园型带传动（张紧轮装置）、同步带传动、V带轮的结构4种第六柜 ,螺纹联接和螺旋传动螺纹的牙型（三角形、矩形、梯形、锯齿形）、螺纹的旋向（右旋、左旋）、螺纹的线数，螺距和导程、螺栓联接、双头螺栓联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、常用标准螺纹联接件（六角头螺栓、螺柱、螺钉、紧定螺钉、六角螺母、垫圈）、常用的防松方法（弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母、槽形螺母和开口销、圆螺母用带翅垫片、止动垫片、冲点法防松、粘合防松、永久防松、串联钢丝）承受横向载荷的减载装置（用减载销、用减载套筒、用减载键）、螺栓承受偏心载荷、凸台与沉头座的应用、斜面垫圈的应用、受横向载荷的螺栓组联接、改善螺纹牙间载荷分布、柔性螺栓、螺母下装弹性元件、金属垫片和密封环密封、螺旋千斤顶、机床刀架进给机构、插管式外循环滚动螺旋第七柜 ,螺纹联接和螺旋传动链传动、齿形链、滚子链、双排滚子链、滚子链接头型式（A、B、C）、链轮结构（A、B、C）、链传动的张紧（A、B）第八柜 ,齿圈传动外啮合直齿圆柱齿圈传动、内啮合直齿圆柱齿圈传动、齿圈齿条传动、外啮合斜齿圆柱齿圈传动、人字齿圈传动、传递相交轴运动（直齿锥齿圈传动、斜齿锥齿圈传动、曲线齿齿圈传动）、传递交错轴运动（蜗杆蜗轮）第九柜 ,齿圈的基本性质齿圈各部分的名称和符号、渐开线的形式、正确啮合条件、仿开法切制齿圈、展成法切制齿圈、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、渐开线曲面形成、斜齿条的压力角、斜齿圆柱齿圈的受力分析、圆锥齿圈的受力分析、齿圈轴、实体式齿圈、腹板式圆柱圆锥齿圈、铸造轮辐式圆柱齿圈第十柜 ,轮系定轴齿圈系（A、B）、平面行星齿圈第（A、B）、空间行星齿圈系、行星减速器中的齿圈系、可变向的齿圈系、汽车后桥差速器、摆线针轮传动机构、谐波齿圈传动、减速器第十一柜 ,轴和轴毂联接传动轴、直轴（光轴、阶梯轴、空心轴）、曲轴、挠性钢丝轴、圆螺母定位、弹性档圈固定、紧定螺钉固定、压板轴端固定装置、平键联接、导向平键联接、楔键联接、半圆键联接、花键联接 第十二柜 ,轴承滚动体的种类、调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、轴承的直径系列、内圈轴向固定的常用方法、外圈轴向锁紧方法、全固式支承、固游式支承、整体式径向滑支轴承、部分式径向滑动轴承、油孔、油沟第十三柜 ,其它常用零部件套筒联轴器、凸缘联轴器、万向联轴器、齿圈联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、牙嵌式离合器、磨擦离合器、牙嵌式安全离合器、滚柱式超越离合器、圆截面压缩弹簧、圆截面拉伸、盘簧、板弹簧、圆截面扭转弹簧实验二 渐开线齿圈范成原理一、实验目的1、 掌握范成法切制渐开线齿圈的原理。
实验指导书-机械设计
机械设计实验指导书苏志部张雯娟编机械设计制造及其自动化三明学院物理与机电工程学院机械教研室2011年实验一动静态螺栓联接实验一、实验目的（1）掌握静态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。
（2）掌握动态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。
（3）掌握螺栓和被联接件的受力和应变的测试分析和理论分析方法。
二、实验原理本实验需配置LDJ-B螺栓联接综合实验台一台，LDJ-B静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。
图1螺栓联接实验台的结构螺栓联接实验台的结构如图1所示。
联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组成。
空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时，所受预拉力和扭矩。
空心螺栓的内孔中装有M8螺栓，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载截面积，以达到改变联接件刚度的目的。
被联件部分由上板、下板和圆环组成，圆环上贴有应变片，测量被联接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变圆环的受力，以改变被联接件系统的刚度。
实验台采用双顶杆四导杆加载装置，加载平稳，避免过大偏载的产生，测试结果稳定可靠。
加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷的大小，蜗杆一端有一皮带轮与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载（改变工作载荷）的目的。
1. 力与变形协调关系在螺栓联接中，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联结件受压力，产生压缩变形。
根据螺栓和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如图3所示。
当螺栓受轴向工作载荷F 作用时，其拉力由预紧力P Q 增加到总拉力Q 。
被联接件的压紧力P Q 减少到剩余预紧力P Q '。
这时，螺栓伸长变形的增量1λ∆，等于被联接件压缩变形的恢复2λ∆，即λλλ∆=∆=∆21，也就是说变形的关系是协调的。
因此图3又称变形协调图。
图3 螺栓联接变形协调图力与变形之比λQ称为刚度。
实验二齿轮传动效率测试实验指导书
1实验二 齿轮传动效率测试实验指导书一．实验目的一．实验目的1．了解机械传动效率测试的意义，内容和方法。
．了解机械传动效率测试的意义，内容和方法。
2．了解封闭功率流式齿轮试验台的基本结构、特点及测定齿轮传动效率的方法。
法。
3．通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。
输出 — 关系曲线及η— 曲线。
其中 为轮系输入扭矩为轮系输入扭矩((即电机输出扭矩即电机输出扭矩))， 为封闭扭矩(也即载荷扭矩也即载荷扭矩 ) )，η为齿轮传动效率。
为齿轮传动效率。
二．实验原理二．实验原理齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台,,采用悬挂式齿轮箱不停机加载方式加载方式,,加载方便、操作简单安全、耗能少。
在数据处理方面加载方便、操作简单安全、耗能少。
在数据处理方面,,既可直接用抄录数据手工计算方法数据手工计算方法,,也可以和计算机接口组成具有数据采集处理也可以和计算机接口组成具有数据采集处理,,结果曲线显示结果曲线显示,,信息储存、打印输出等多种功能的自动化处理系统。
该系统具有重量轻、信息储存、打印输出等多种功能的自动化处理系统。
该系统具有重量轻、机电一机电一体化相结合等特点。
体化相结合等特点。
1.1.实验系统组成实验系统组成实验系统组成图 1 实验系统框图实验系统框图实验系统框图 2.2.实验台结构实验台结构实验台结构试验台的结构示意图如图2所示，由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、双万向连轴器等组成一个封闭机械系统。
万向连轴器等组成一个封闭机械系统。
图 2齿轮实验台结构简图齿轮实验台结构简图1.1.悬挂电机悬挂电机悬挂电机 2 . 2 .转矩传感器转矩传感器 3. 3.浮动连轴器浮动连轴器 4. 4.霍耳传感器霍耳传感器 5. 5.定轴齿轮副定轴齿轮副 6.6.刚性连轴器刚性连轴器刚性连轴器 7. 7.悬挂齿轮箱悬挂齿轮箱 8. 8.砝码砝码 9. 9.悬挂齿轮副悬挂齿轮副 10. 10.扭力轴扭力轴 11. 11.万向连轴器连轴器 12. 12.永久磁钢永久磁钢电机采用外壳悬挂结构，通过浮动连轴器和齿轮相连电机采用外壳悬挂结构，通过浮动连轴器和齿轮相连,,与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电测箱，在数码显示器上直接读出。
实验三 扭转实验指导书
扭转实验指导书（试验三）实验三扭转实验在实际工程机械中，有很多传动是在扭转情况下工作。
设计扭转轴所用的许用剪应力，是根据材料在扭转破坏试验时，所测出的扭转剪切屈服极限τS或剪切强度极限τb 而求得的。
在扭转试验时，即使韧性极好的金属也能在扭转时发生断裂，由于扭转断裂后外形无明显变化，从而可以精确地计算应力和应变情况。
一、试验目的1、测定低碳钢材料的扭转时剪切屈服极限τs，剪切强度极限τb。
2、测定铸铁材料的扭转时剪切强度极限τb。
3、观察两种材料扭转时现象，断后断口情况，进行比较。
二、试验设备1、NJ—50B型扭转试验机2、游标卡尺三、扭转试样根据国家标准，扭转试样一般采用圆形截面试样，与拉伸试样相似。
不同的是两端加持部分被磨出两平行平面，以便装夹。
本次试验也用低碳钢与铸铁材料两种材料作为塑性材料和脆性材料的代表。
图3—1 扭转试样四、扭转试验机扭转试验机用于实施扭转试验以测定材料的抗扭力学性能。
本次扭转试验采用NJ-50B型扭转试验机。
见图3-2。
图2—3 NJ-50B型扭转试验机1、构造原理由加力装置和测力装置组成。
加力装置由机座及装于其导轨上的溜板和加力机构组成，溜板可沿导轨（即试样轴线方向）自由移动以保证试样只受扭矩而不受轴向力的作用，加力机构由直流电机经两级蜗杆传动减速后，驱动加力夹头转动从而对试样施加扭矩，加力夹头上安装有360°分度环以显示试样产生的扭角。
测力装置为游砣重力平衡式，来自加力夹头的扭矩T通过试样传给测力夹头，加头受力后经过传感器反映到测力表盘的指针上。
当需要变换测力量程时，转动量程选择旋钮。
2、扭转试验机操作规程1）试验前检查设备情况，加油润滑。
2）估算所测材料断裂时的最大扭矩，选择量程。
3）根据试样大小决定夹块的大小。
4）装夹试样：将试样一端夹入被动夹头，另一端夹入主动夹头。
5）主动针定在零点，将被动指针转至与主动指针重合。
6）选定主动夹头的转速，根据需要选好旋转方向。
机械传动系统效率综合测试实验
机械传动系统效率综合测试实验一、实验目的1.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；2.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；3.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所示。
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图1(a) 实验台外观图Array1-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1)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。
2)LS600-4001变频器：输入规格AC 3PH 380-460V 50/60HZ；输出规格AC0－240V 1.7KVA 4.5A；变频范围2～200 HZ。
2、测试部分1)ZJ10型转矩转速传感器：额定转矩10N.m；转速范围0～6000r/min；2)ZJ50型转矩转速传感器：额定转矩50N.m；转速范围0～5000r/min；3)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%；4)PC-400数据采集控制卡。
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机械设计制造及自动化专业实验机械传动系统方案设计和性能测试实验指导书机械工程学院实践技能及培训中心2012-10-10目录一、实验目的 (1)二、实验设备介绍 (1)三、实验任务 (3)四、实验台的使用与操作 (3)1．实验台各部分的安装连线 (4)2．实验前的准备及实验操作 (4)五、实验步骤 (5)六、测试软件介绍 (6)1．界面总览 (6)２．数据操作面板 (6)３．电机控制操作面板 (6)４．下拉菜单 (7)附录1机械传动方案设计和性能测试综合实验报告错误!未定义书签。
附录2实验系统各模块展示 (17)附录3转矩转速传感器介绍 (18)附录4实验注意事项 (26)一、实验目的1.掌握机械传动合理布置的基本要求，机械传动方案设计的一般方法，并利用机械传动综合实验台对机械传动系统组成方案的性能进行测试，分析组成方案的特点；2.通过实验掌握机械传动性能综合测试的工作原理和方法，掌握计算机辅助实验的新方法。
3.测试常用机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等)，加深对常见机械传动性能的认识和理解；二、实验设备介绍1 实验台系统组成“机械传动性能综合测试实验台”由机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机几个模块组成，另外还有实验软件支持。
系统性能参数的测量通过测试软件控制，安装在工控机主板上的两块转矩转速测试卡和转矩转速传感器联接，如图1和图2所示。
图1 机械传动测试系统组成示意图1-变频调速电机2-联轴器3-转矩转速传感器4-实验传动装置5-加载与制动装置6-工控机7-电器控制柜8-台座图2 实验台机构布局实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。
组成部件技术参数备注变频调速电机550W，同步转速1500 r/minZJ型转矩转速传感器Ⅰ.规格10N.m ;输出讯号幅度不小于100mV Ⅱ.规格50N.m;输出讯号幅度不小于100mV机械传动装置(试件) 直齿圆柱齿轮减速器i=5蜗杆减速器i=10V型带传动齿形带传动P b=9.525 Z b=80套筒滚子链传动Z1=17 Z2=25摆线针轮减速器i=91台WPA50-1/10O型带3根1根08A型3根磁粉制动器额定制动转矩: 50 N.m激磁电流: 2A允许滑差功率: 1.1Kw加载装置工控机IPC-810B 控制电机和负载采集数据打印曲线三、实验任务在“机械传动性能综合测试实验台”上能开展典型机械传动装置性能测试、组合传动系统布置优化和新型机械传动性能测试三类实验。
学生根据实验任务自主设计实验方案和写出实验方案书，搭接传动系统进行测试，分析传动系统设计方案，写出实验报告。
实验方案书内容包括已知条件、实验目的、机械传动系统运动参数和组成方案设计、机械传动系统性能测试原理、实验步骤和注意事项。
在实验中观察测试系统运行情况，采集传动性能数据，测绘实验系统。
实验报告内容包括测试系统平面布置图、实验曲线和分析结果等。
四、实验台的使用与操作图3 实验控制台背面接口示意图1 实验台各部分的安装连线（1）先接好工控机、显示器、键盘和鼠标之间的连线、显示器的电源线接在工控机上、工控机的电源线插在电源插座上。
（2）将主电机、主电机风扇、磁粉制动器、ZJ10传感器（辅助）电机、ZJ50传感器（辅助）电机与控制台连接，其插座位置在控制台背面右上方（见图3）。
（3）输入端ZJ10传感器的信号口Ⅰ、Ⅱ接入工控机内卡TC-1（300H）信号口Ⅰ、Ⅱ(见图4)。
输出端ZJ50传感器的信号口Ⅰ、Ⅱ接入工控机内卡TC-1（340H）信号口Ⅰ、Ⅱ(见图4)。
（4）将控制台37芯插头与工控机连接、即将实验台背面右上方标明为工控机的插座与工控机内D/A控制卡相连(见图3、图4)。
图4 工控机插卡示意图2 实验前的准备及实验操作(1)搭接实验装置前、应仔细阅读本实验台的使用说明书，熟悉各主要设备的性能、参数及使用方法，正确使用仪器设备及测试软件。
(2)搭接实验装置时，由于电动机、被测传动装置、传感器、加载器的中心高均不一致，组装、搭接时应选择合适的垫板、支承板、联轴器，调整好设备的安装精度、以使测量的数据精确。
各主要搭接件中心高及轴径尺寸如下:变频电机中心高80mm 轴径φ19ZJ10转矩转速传感器中心高60mm 轴径φ14ZJ50转矩转速传感器中心高70mm 轴径φ25FZ-5法兰式磁粉制动器最大直径220mm 轴径φ25WPA50-1/10蜗轮减速器输入轴中心高轴径φ12输出轴中心高轴径φ17 齿轮减速箱中心高120mm 轴径φ18 中心距85.5mm 轴承支承中心高120mm 轴径(a) φ18轴径(b) φ14、φ18(3)在有带、链传动的实验装置中，为防止压轴力直接作用在传感器上、影响传感器测试精度，一定要安装本实验台的专用轴承支承座。
(4)在搭接好实验装置后，用手驱动电机轴，如果装置运转自如，即可接通电源，开启电源进入实验操作。
否则，重调各连接轴的中心高、同轴度，以免损坏转矩转速传感器。
(5)本实验台可进行手动及自动操作，手动操作可通过按动实验台正面控制面板上的按钮(见图5)、即可完成实验全过程。
控制面板中：电源：接通、断开电源及主电机冷却风扇自动－手动：选择操作方式主电机：开启、关闭变频电机Ⅰ正转：输入端ZJ10型传感器电机正向转动的开启、关闭Ⅰ反转：输入端ZJ10型传感器电机反向转动的开启、关闭Ⅱ正转：输出端ZJ50型传感器电机正向转动的开启、关闭Ⅱ反转：输出端ZJ50型传感器电机反向转动的开启、关闭电流粗调：FZ5型磁粉制动器加载粗调电流微调：FZ5型磁粉制动器加载微调图5 实验台操作面板五、测试软件介绍1．测试软件界面总览图6 主界面２．数据操作面板用于对被测参数数据库和测试记录数据库进行操作。
３．电机、负载控制操作面板（1）电机转速调节框:通过调节此框内数值可改变变频器频率，进而调节电机转速，变频器最高频率由变频器设置。
（2）被测参数装入按钮:根据被试件参数数据库表格中的“实验编号”，装入与编号相符的实验数据，并在下面表格中显示。
（3）测试参数自动采样按钮:试验台开始运行后，由计算机自动进行采样并记录下采样点的各参数，按下此按钮后，用户对数据的采样无须干预。
(4)停止采样按钮:按下此按钮，计算机停止对试验数据进行采样。
(5)手动采样按钮:如果用户选择手动采样方式，那么在整个试验期间，用户必须在认为需要采集数据的时刻按下此按钮，计算机会将该时刻采集的试验数据填入下面表格中显示并等待用户进行下一个采样点的采样。
(6)主电机电源开关:按下此按钮可以打开关闭主电机电源，并且通过图象显示当前电机电源状态。
（由于此开关影响继电器寿命，故现为虚设，主电机电源开关现设置于工作台控制面板上。
）(7)电机负载调节框:控制此调节框，计算机将控制电机负载的大小（磁粉制动器）。
调节框数值为0-100可调，负载满度由后面的满度调节滑竿控制。
在调节框里输入负载后，点击“调载”后，计算机立即自动调节磁粉制动器的大小。
４．下拉菜单（1）设置菜单设置菜单对本实验台有效的菜单项包括“基本试验参数”，“选择测试参数”，“设定转矩转速传感器参数”。
图7 “设置”下拉菜单图8 基本实验参数图9 选择测试参数图10 扭矩传感器参数设置界面设置报警对话框可取默认值。
设置扭矩传感器对话框中有传感器参数、传感器转速设置和扭矩调零。
传感器参数可从传感器铭牌上找到。
传感器转速设置时，主电机静止，启动传感器上小电机，按下小电机旁的齿轮按钮，计算机自动检测小电机转速并填入框内。
图11 扭矩传感器自动调零设置界面每次实验台重新安装时需要扭矩调零。
扭矩调零时，启动小电机，按下钥匙按钮（输入扭矩调零/输出扭矩调零）便可进入自动调零界面。
注意小电机转向要求和主电机相反。
保证小电机转向和主电机转向相反的步骤：在试验菜单上选择主电机电源和输入端小电机正转电源，在主电机控制操作面板上加速，如显示面板上的转速增加，说明此时的输入端小电机转向和主电机转向相反。
进入自动调零界面后，先点击“清楚所有零点”按钮，然后点击“自动调零”按钮，稍等片刻后，计算机即可自动调零并显示相应数据，最后点击“OK”按钮保存数据并推出调零界面。
（2）试验菜单图12 试验菜单这里的命令和电机控制操作面板上的按钮等效。
（3）分析菜单图13 分析菜单用户可根据实验需要，选择要绘制的曲线并打印结果。
图14 绘制曲线选项六、实验步骤1、设计机械传动系统方案2、根据设计方案安装被测实验装置，注意选用合适的调整垫块，确保传动轴之间的同轴度要求3、调试实验设备，对测试设备进行调零，以保证测量精度；（1）保证小电机的转向和主轴的转动方向相反选择图12实验菜单上的“输入端小电机P正转电源”和“输出端小电机r反转电源”，然后将图10中输入端小电机和输出端小电机转速都置为零（直接删除即可）。
再点击主界面上的测试参数自动采样按钮，此时转速面板上显示出来的转速为小电机转速。
接着在电机转速调节框里输入一个转速值（如500r/min），让电机转动起来，此时如果转速面板的输入端转速n1和n2都增加，则表示传感器上的小电机转向和主轴转动的方向相反，如哪一个减小，则表示转向相同，此时就需要重新设置小电机的转向。
（2）对两端传感器进行调零点击图7 “设置”下拉菜单中的“设置转速转矩传感器参数”菜单，进入如图10 扭矩传感器参数设置界面，对两端的传感器进行调零。
其中文本框的传感器参数可以从传感器铭牌上找到，并将其输入到文本框。
首先点击齿轮状的按钮测试出小电机转速，然后分别点击“输入扭矩调零”和“输出扭矩调零”进入调零界面。
进入后点击“清除所有零点”按钮将原有所有零点清除，然后再点击“自动调零按钮”让软件自行调零，最后点击“OK”按钮退出调零界面。
（3）温度系数的修正传感器调零后，回到扭矩传感器参数设置界面，如果实验时的环境温度不等于传感器标定时的温度，则需要对其进行修正。
用温度计测试出实验时的环境温度，然后将其输入到测量时的环境温度文本框里最后保存退出。
4、设置实验参数键入实验教学信息标：实验类型、实验编号、小组编号、实验人员、指导老师、实验日期等；点击“设置”确定实验测试参数：转速n1、n2扭矩M1、M2等；5、加载实验实验时，在电机转速调节框里输入一个转速（如1000r/min），并使电动机转速加快至接近同步转速后，再进行加载实验。
加载时要缓慢平稳，否则会影响采样的测试精度；待数据显示稳定后，即可进行数据采样。
分级加载，分级采样，采集数据15组左右即可，注意在加载时不要让电机超载；6、分析实验结果，从“分析”中调看参数曲线，确认实验结果。