机械系统集成及参数可视化分析综合实验台.docx

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机械系统集成及参数可视化分析综合实验台

型机械系统集成及参数可视化分析综合实验台

一、功能简介

机械传动系统总体设计是指从全局的角度出发，以系统的观点所进行的有关整体方面的设计。

它包括机械传动系统功能原理方案设计、总体布局、系统的主要参数确定及系统的精度等内容。

通过对机械系统的设计和动手组装，学生可以了解方案设计的三个基本组成，即创造、分析和决策，并对组成系统的零部件有进一步认识，启迪学生的思维，锻炼学生的动手实践能力。

该实验台为使用者提供了从动力到模拟负载，以及各种传动的支承零部件库，为实际组装机械系统提供了机械硬件组装平台。

同时，该实验台还为该系统提供了测控系统，可检测系统传动效率，并提供了参数可视化的软件界面。

二、实验目的

1、认识组成机械系统常用的零部件及安装方式。

2、根据负载的形式设计不同传动比和传动路径的传动系统方案，并对系统方案进行评价。

3、组合装配机械系统。

4、利用检测系统检测实际系统的传动比效率。

5、对系统输入、输出的传动速度变化及系统效率变化进行分析。

三、性能特点

1、本实验台机架由六根横梁和两块侧板组成，横梁杆之间间距可在侧板上调整，形成四层安装空间，共有轴类、传动部件、杆、带、链、凸轮、槽轮、齿轮、齿条、间歇轮、电器类、标准紧固件类等25类65种220多个零件，能拼装13中性能各异的平面的机构运动方案。

可组成性能各异的平面组合机构和机械传动系统，有利与培训学生机械系统方案的设计能力。

2、本实验台所有元件刚性好，主要采用了优质钢材，表面经磨削加工，外观简洁、造型美观，实验台随机配有使用说明书、实验指导书和实验机构拼装图片和录象，方便教师指导实验。

内容实用、性能可靠。

3、本实验台测试系统采用单片机和A/D转换集成相结合进行数据采集、处理、分析及实现与计算机通讯，该系统先进、测试稳定、抗干扰强，可以实时检测角位移、角速度、直线位移等运动参数，并可对直线位移进行高精度的测量。

四、实验台结构及原理

1、机械结构简图：

2、控制面板说明

3、LCD显示界面

电机运行频率（与变频器上显示的数值一致），调节调速旋钮可改变电机的运行速度最大为50.00Hz

离合器闭合状态图标，

离合器分离状态图标

磁粉制动器电流控制，该值为百分比即0%~100％，调节加载旋钮可改变加载的扭矩值

手动操作，开机后的默认状态，与计算机连接后显示

，

4、软件界面

五、实验项目及内容

（学生也可自己利用我们开发的平台充分发挥自主能动性自行设计传动方案.）

驱动源－离合器操纵－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）－摆线针轮减速器－联轴器（同前）－负载－执行机构（曲柄滑块机构－模拟牛刨床）

驱动源－离合器操纵－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）－蜗轮蜗杆减速器－万向节传动－负载

驱动源－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）－摆线针轮减速器－联轴器（

同前）－负载－执行机构（牛头刨、曲柄摇杆机构）

驱动源－离合器操纵－链传动（带）－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）

斜齿轮减速器－联轴器（同前）－负载－执行机构

驱动源－离合器操纵－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）－蜗轮蜗杆减速器－链传动（带）－负载－执行机构（槽轮机构、凸轮机构）

（正面）

（背面）

驱动源－联轴器（弹性柱销、滚子链、十字滑块、万向节）－斜齿轮减速器－联轴器（

同前）－负载－执行机构

上图传动路径:

动力源—链传动—摆线针轮减速器—联轴器—负载.本方案主要以链为传动元件,以系统效率为测试对象.

此图传动路径:

动力源—链传动—蜗轮减速器-三角带—负载.此方案以系统为测试对

象,以链、带为传动元件.

上图传动路径:

动力源—链传动—直齿轮减速器—联轴器—负载.本方案仍以链（三角带、同步带）为传动元件,测试系统效率..

此图传动路径:

动力源—同步带—减速器—

联轴器（十字滑块）—负载.效率和传动元件同左.

上图传动路径:

动力源—链（带）传动—蜗轮减速器—带传动（链）—直齿减速器—联轴器—负载.以带、链、联轴器为传动元件,以系统效率为测试对象.

此传动路径为:

动力源—联轴器（十字滑块）—蜗轮减速器—带传动（三角带、同步带、链）—负载.

传动元件同左,测试系统效率为对象.

上图传动路径:

动力源—同步带（三角带、链）传动—蜗轮减速器—三角带—直齿减速器—负载.

此图传动路径:

动力源—联轴器（十字滑块）—

减速器—同步带—负载.此方案以同步带、

联轴器为传动元件,以系统效率为测试对象.

上图传动路径:

动力源—联轴器（可选择）—摆线减速器（可选择）—带传动—执行机构（曲柄摇杆机构）,同前.

此图传动路径:

动力源—柱销联轴器（十字滑块—直齿减速器—带传动（三角带、同步带、链）—负载.

左图传动路径:

动力源—联轴器（可选择）—摆线减速器（可选择）—带传动—执行机构（槽轮机构）,同前.

七、实验台清单

序号

名称

型号

数量

备注

一、电机模块

1套

外购件

1

安装底板

1

铝合金/铸造

2

M12内六角螺钉

4

外购标准件

3

M55圆螺母

1

外购标准件

4

紧定长螺栓

1

45#

5

传动轴

1

45#

6

向心球轴承

61905型

1

外购标准件

7

向心球轴承

6211型

2

外购标准件

8

轴承称套

1

45#

9

轴承座

1

铸铁

10

悬臂套

1

45#

11

三相异步电机

YS7122、P=0.55KW

1台

外购

12

柔性连接管

1

橡胶管

13

传感器支架

1

Q235

14

光栅传感器

1

外购

15

M8×30外六角螺钉

4

外购

二、斜齿轮减速器模块

1

齿轮减速箱体

1

铝合金铸造

2

大斜齿轮

m=72、β=16°15′36″

1

45#

3

小斜齿轮

m=24、β=16°15′36

1

45#

4

输入轴

1

45#

5

输出轴（双轴伸）

1

45#

6

通孔端盖

3

铝合金

7

盲孔端盖

1

铝合金

8

称套

2

45#

9

向心球轴承

6205型

4

外购

10

防尘盖

1

有机玻璃

三、加载器模块

1

安装底板

1

Q235-A

2

轴承座

2

铝合金铸造

3

通孔端盖

3

铝合金

4

向心球轴承

61905型

4

外购

5

弹性挡圈

2

外购

6

加载器传动轴

1

45#

7

M8×30外六角螺钉

8

外购

8

磁粉加载器

T=30N.m

1台

外购

9

压力传感器

G=20Kg

1个

外购

10

传感器罩

1

Q235-A

11

光栅传感器

1

外购

12

光栅传感器连接套

1

45#

四、离合器模块

1

安装底板

1

Q235-A

2

M8内六角螺钉

4

外购

3

轴承座

2

Q235-A

4

小端盖

2

45#

5

深沟球轴承

60/22

2

外购标准件

6

电刷支架

1

Q235-A

7

电刷

1

外购附件

8

牙嵌电磁离合器

1台

外沟

9

离合器传动轴

1

45#

10

离合器连接套

1

45#

11

深沟球轴承

2

外购标准件

12

轴承称套

1

45#

13

轴承端盖

1

45#

14

大带轮

A型

1

45#

五、过渡节模块

1

轴承座

2/共6件

铸造铝合金

2

轴承盖

4/共12件

铝合金

3

向心球轴承

2个/共6个

外购

4

连接轴

1件/共3件

45#

5

弹性挡圈

2件

外购

六、中间传动元件

1

摆线针轮减速器

i=9,h=100mm

1台

外购

2

蜗轮蜗杆减速器

i=10,h=100

1台

外购

3

蜗轮蜗杆输出轴

双向轴伸

1

45#

4

弹性柱销联轴器

2套

45#

5

刚性十字滑块联轴器

2套

45#

6

双排滚子链联轴器

2套

外购

7

万向联轴器

2套

45#

8

万向节传递轴

1

45#

9

V型小带轮1

外径φ81轴孔φ20

1

45#

10

V型小带轮2

外径φ81轴孔φ16

1

45#

11

V型小带轮3

外径φ81轴孔φ12

1

45#

12

V型大带轮

外径φ137.5轴孔φ20

1

45#

13

V型大带轮

外径φ137.5轴孔φ12

1

45#

14

小链轮（10A-1）

Z=12p=15.875、轴孔φ20

1

45#

15

小链轮（10A-1）

Z=12p=15.875、轴孔φ16

1

45#

16

大链轮（10A-1）

Z=21p=15.875

1

45#

17

大链轮（10A-1）

Z=21p=15.875、轴孔φ12

1

45#

七、安装模块

1

安装大平板

1200×780×50、铣、精磨

1

铸铁

2

安装走条

L=380mm

2

铝合金

3

安装走条2

L=580mm

2

铝合金

4

T型螺母

20

45#

1

支撑件

2

Q235-A

2

安装横梁

5

Q235-A

3

支撑柱

16

45#

4

带轮

滑块机构（对心偏心）

1

45#

5

滑块连接轴

1

45#

6

齿条

1

Q235

7

齿条导槽

1

Q235

8

微型齿轮

1

45#

9

齿轮支撑件

1

Q235-A

10

齿轮齿条安装板

1

Q235-A

11

齿轮曲柄轴

1

45#

12

导杆固定轴

1

45#

13

杆件销轴

1

45#

14

导杆

1

Q235-A

15

连杆

1

Q235-A

16

铜套

15

黄铜棒

17

大齿轮

m=2z=75

1

45#

18

小齿轮

m=2z=

1

45#

19

齿轮传动轴

上为小齿轮轴,下为大齿轮轴

2

45#

20

固定套

4套

45#

21

固定螺母

6

45#

22

槽轮

槽轮机构

1

45#

23

槽轮锁住盘

1

45#

24

槽轮拨杆

1

Q235-A

25

轴承小销轴

1

45#

26

深沟球轴承

608型

1

外购

27

复合凸轮

凸轮机构

1

45#

28

凸轮安装底板

1

Q235-A

29

安装工具

2套

外购件

30

数据采集系统

1套

31

数据采集软件

1套

32

实验指导书

1份

33

操作说明书

1份