机械综合实验与创新设计-机械传动系统创意组合搭接综合实验-中期报告 本文关键词：实验，机械，组合，综合，创意
机械综合实验与创新设计-机械传动系统创意组合搭接综合实验-中期报告 本文简介：机械传动系统创意组合搭接综合实验机械传动系统创意组合搭接综合实验中期报告学院：机械工程学院专业：机械设计制造及自动化(卓越)班级：年05月15日目录第一章计划进展-2-1.1前期计划概况-2-1.2计划进展状况-3-第二章V带传动系统-4-2.1平面布置简图-4-2.2单相电容运转电动机的主要参数-
机械综合实验与创新设计-机械传动系统创意组合搭接综合实验-中期报告 本文内容：
机械传动系统创意组合搭接综合实验
机械传动系统创意组合搭接综合实验
中期报告
学
院：
机械工程学院
专
业：
机械设计制造及自动化(卓越)
班
级：
年05月15日
目录
第一章
计划进展-
2
-
1.1
前期计划概况-
2
-
1.2计划进展状况-
3
-
第二章
V带传动系统-
4
-
2.1平面布置简图-
4
-
2.2单相电容运转电动机的主要参数-
5
-
2.3
V带传动系统的搭接-
5
-
2.3.1
电动机安装与校准-
5
-
2.3.2
键连接的安装-
5
-
2.3.3
V带传动系统的安装-
5
-
2.3.4制动器的安装-
6
-
2.4
V带传动系统的测量实验-
6
-
2.4.1
实验一：不同转速下带传动系统的传动比、噪声以及径向轴向跳动。-
6
-
2.4.2
实验二:带轮不重合误差对电机的影响-
8
-
2.4.3
实验三:不同制动力下电机转速与功率变化实验分析-
9
-
第三章
齿轮传动系统-
11
-
3.1平面布置简图-
11
-
3.2电动机的主要参数-
12
-
3.3
齿轮传动系统的搭接-
12
-
3.4
齿轮传动系统的测量实验-
12
-
3.4.1
实验一：齿轮传动系统电机功率随制动载荷的变化实验-
13
-
3.4.2
实验二：齿轮传动系统齿侧间隙测量。-
14
-
第四章
实验过程中遇到的困难与解决方案-
16
-
第五章
后期工作计划-
17
-
5.1
后期工作内容-
17
-
5.2
工作计划-
17
-
参考文献-
18
-
第一章
计划进展
1.1
前期计划概况
1）
认识机械传动系统搭接综合实验台基本机械部件，清点数目。
2）
了解电动机控制箱安全开关的锁定/解锁方法。
3）利用水平仪测量平面的水平度。
4）电动机安装与校准。
①用接触式转速表测量电动机转速。
②计算电机功率。
③用百分表测轴向跳动及径向跳动。
④用水平仪保证电机轴平行。
5）键连接的安装。
①认识键连接的基本几何参数、形状公差。
②根据键的几何参数和形状公差利用键坯制造符合要求的键。
6）V带传动装置装配和校准。
①计算带轮传动比。
②计算V带传动系统功率。
③计算和测量带传动系统中轴的转速及力矩。
④确定带张力，调整带的张紧度。
⑤读弹簧秤读数。
⑥用噪声仪测V带传动系统噪声，并分析原因。
⑦测V带偏移量，并分析其产生的后果。
7）轴承安装与校准。
8）直齿圆柱齿轮安装与校准。
①计算齿轮传动比。
②计算齿轮传动系统中轴的转速及力矩。
③测量齿侧间隙。
④调整齿侧间隙到规定值。
⑤通过噪声确认齿轮合格件和非合格件。
9）联轴器安装与校准。
使用直角尺和塞尺对相连的两轴进行校准。
10）传动装置装配与校准。
①计算链传动传动比、链传动系统中轴的转速及力矩。
②安装与校准滚子链传动系统。
③确定链垂直度的允许值。
④测量、调整链的垂度。
11）带式制动器安装与校准。
①安装带式制动器。
②测量制动器力矩。
③调整制动器卷筒，改变负载。
1.2计划进展状况
1）通过前期的查阅论文和参考指导书对JCY-C创意组合传动系统搭接综合实验台的结构特点和使用有了初步的认识。理论联系实际，在实验室中安装且校准了电动机、安装并校准了V带，对V带传动系统有了更深刻的认识、安装带式制动器。
2）使用测速仪测量了电动机轴的转速和从动轴的转速，并记录下来。
3）测量了制动器在不同载荷时电动机的输入电流，记录了电流值，计算电机功率，加大制动带载荷并将数据统计成表格。
4）计算了带轮功率、传动比，计算了带传动系统中轴的转速和力矩。
5）测量V带偏移量，并分析了其产生的后果和改善的措施。
6）测量了V带传动系统的噪声，并分析产生噪声的原因及改善的措施。
7）测量了V带传动系统轴向跳动和径向跳动，并分析其产生的后果和改善的措施。
总结来说，中期实验只完成了前期计划的一部分，结果不尽人意。初始的计划是直接搭接一个由电机-带-齿轮-链-负载组成的完整的传动系统，然后分析由V带传动和齿轮传动的一些性能和误差带来的影响，但是我们试验了若干次也没有在实验台上找到适合的位置能保证上述所有传动系统都准确牢固地固定在实验台上。由于实验室的联轴器太过久远，造成的误差巨大，无法精确测量一下参数，无法使用，所以联轴器最终也决定放弃，最后搭接了带传动系统。
第二章
V带传动系统
2.1平面布置简图
平面布置简图如图2-1，实验搭接如图2-2.
图2-1
平面布置简图
图2-2
实验搭接图
2.2单相电容运转电动机的主要参数
单相电容运转电动机的主要参数如表2-1
表2-1
电机参数：
电动机型号
额定功率/W
满载转速/rpm
额定电压/V
防护等级
YcJT0-250/4
250
1300
220
IP44
2.3
V带传动系统的搭接
2.3.1
电动机安装与校准
1）针对我们小组打算搭接的传动系统，对其进行一个整体的布置和大体尺寸预测，在实验台上找到合适的位置进行安装。
2）从储存抽屉单元找到六角头螺钉、调整垫圈、锁紧垫圈和螺母各四个。
3）将常转速电动机安装在先前找到的实验台位置。
4）确定实验台表面、电动机装配基座底部和支撑板清洁和没有毛刺。
5）用装配螺钉、螺母和垫圈将电动机安装到工作表面。用尺子将电动机与工作表面边对准，调整电动机，使得它的两个脚到工作台表面的边距离相等。
6）固定电动机：选择两个扳手按顺序进行预紧。
7）将水平仪放置在电动机轴光滑表面上，观察气泡的位置。拧松四个螺钉，在电动机的两只脚下填入垫片直到气泡处于中心位置。
2.3.2
键连接的安装
1）根据轴上槽和轮毂上的尺寸，利用键坯制作符合要求的键。
2）利用键连接将轮毂安装在轴上。
2.3.3
V带传动系统的安装
1）从上带驱动板找到两个带轮，使用内六角扳手拧出调整螺钉，使得其不扩展到轴孔中。
2）清洁轴上键槽和带轮轮毂键槽，将选择的方键滑入轴上键槽中，检查是否配合；将键从轴上键槽滑出，滑入带轮轮毂的键槽中，检查是否配合；将键从带轮轮毂中滑出，滑入轴上。
3）将带轮轮毂滑入轴上，拧紧调整螺钉，拉动带轮检查是否装紧，重复此类动作安装好从动轮，装配好。
4）将直角尺放置在从动轮表面与之平齐，直到主动轮表面也与直尺平齐，来保障两轮平齐。
5）拧松电动机底座上的螺钉，移动电动机底座，拧紧装配螺钉，重新检查带轮是否对齐。
6）找到计算的带轮，在完成对准检查后，拧松电动机的锁定螺钉，使得电动机可以在底座上移动，拧紧锁定螺钉并且重新检查带轮是否对准。
7）稍微拧松电动机的防松螺母，使用扳手旋转可调底座上的调节螺母，重新拧紧防松螺母，直到张紧正确。
2.3.4制动器的安装
1）找到上面有两个螺孔的制动卷筒毂，用内六角扳手拧松顶上的两个螺钉，使得卷筒的两部分能适当分离，清洁键槽。
2）找到配合的方键，滑入电机轴上的键槽，然后从电机轴上移走将之放置在制动卷筒的键槽内，然后再次取出放置在电机轴键槽内。
3)将制动器卷筒滑入电机轴。，固定卷筒上的螺钉。
2.4
V带传动系统的测量实验
2.4.1
实验一：不同转速下带传动系统的传动比、噪声以及径向轴向跳动。
1）实验步骤
①组装带传动机构，对机构进行调整。
②试运行系统，查看安装是否合理、可行。
③调整制动器对系统施加适当载荷（测力计读数1.5N)，将电机转速调到1200rpm，测大带轮转速，记录此时电机的电流，电压。
④改变电机转速，重复步骤3，记录并填写表2-3。
⑤分析V带传动。打开电动机，使用测速仪测量电动机轴的转速和从动轴的转速，并记录下来。测量制动器在不同载荷时电动机的输入电流，改变电动机的转速，记录电流值；加大制动带载荷，将读数记录表2-3中。比较带传动电流读数和电动机轴直接与制动器相连时电流读数，实验测试如图2-3.
⑥切断电机电源，拆除并整理实验设备。
表2-3:
主动轮转
速/rpm
从动轮转
速/rpm
传动比
噪声/dB
轴向跳动/mm
径向跳动/mm
1205
640
1.883
79
0.2
0.1
1170
627
1.886
74
0.2
0.1
840
445
1.888
71
0.2
0.1
750
397
1.889
68
0.2
0.1
616
313
1.968
67
0.2
0.1
表2-4
序号
电流/A
弹簧秤读数/N
扭矩/（Nm）
转速/(rpm)
负载
1
1.1
2
0.308
1306
2
1.12
2.2
0.3388
1304
3
1.15
2.5
0.385
1301
图2-3
实验一测试图
2)实验结论
①由此表得出，电机转速越大，噪声就越大。
②径向跳动和轴向跳动与电动机转速无关。
③随着电动机转速增大，传动比减小，带的滑动变得更加厉害。
3)噪声分析
由于我们采用基座装配电机，电机易于调整，但使系统的刚性降低，与不使用基座相比系统的噪声升高约10dB。
4）解决方案
增加系统刚性，减少振动源，适当减少带轮张紧力。
2.4.2
实验二:带轮不重合误差对电机的影响
1)实验步骤
①安装电机，大小带轮。
②电机的调平，带轮轴的调平。
③调整大带轮位置使两带轮完全正对，打开电机，把输出电流调到2A，测该电流下电机的转速与系统的噪声。
④调整大带轮位置使两带轮偏移1mm，启动电机，把输入电流调到2A，测该电流下电机的转速与系统的噪声。
⑤重复步骤4并记录实验数据，填写表2-5。
⑥切断电机电源，拆除实验设备并整理，实验二测试图如图2-4。
注意：实验在电机低速高电流下进行，电机绕组会产生很大的热量，要时刻关注电机温度变化，不能长时间运行。
表2-5
偏移量（mm）
0
1
2
3
相同电流（2A）下转速（rpm）
599
592
566
445
电压（V）
220
220
220
220
电机扭矩（Nm)
7.0
7.1
7.4
9.4
噪声（dB）
65.2
67.5
65.2
65.3
图2-4
实验二测试图
2)实验结论
①由表2-5可知，随着偏移量增大，电机力矩急剧升高，通过手的感测，电机温度急剧升高。
②由于电机本身噪声高，因而带轮偏移量与噪声大小并不能看出明显的关系。
3)解决方案
由本实验可知机构安装偏心对机构会产生严重的影响，而且这种不利影响会随偏心的增加急剧增长。因此对机构装配及安装时，安装精度对系统的使用性能有很大的影响。因此，在安装时候需要保证安装精度，防止带轮偏移。
2.4.3
实验三:不同制动力下电机转速与功率变化实验分析
1)实验步骤
①安装电机，大小带轮。
②电机的调平，带轮轴的调平。
③安装带式制动器，并在带式制动器上安装弹簧测力计。
④分别在空载下，弹簧测力计读数为1N、2N体制到10N情况下，分别测试电机转速并记录电机电压电流，填写表2-6。
⑤切断电机电源，拆除实验设备并整理，实验三测试图如图2-5。
表2-6:
实验序号
制动力/N
电机转速/rpm
电流/A
电压/V
功率/W
1
0
1200
1.200
230
276
2
1
1196
1.25
230
288
3
2
1198
1.30
230
299
4
3
1195
1.35
230
311
5
4
1195
1.40
230
322
6
5
1196
1.45
230
334
7
6
1194
1.50
230
345
8
7
1195
1.60
230
368
9
8
1195
1.65
230
380
10
9
1194
1.70
230
391
11
10
1196
1.80
230
414
2)实验结论
由表2-6可知，随着制动力（力矩）的增大，电动机转速基本不变，电流增大，电动机功率增大。电机功率的改变主要体现在电流的变化，即电机输出功率与电流成正比。因此在实际生产过程中，电机不能长时间过载运行，因为会产生大量的热，易使电机烧毁。
图2-5
实验三测试图
第三章
齿轮传动系统
3.1平面布置简图
平面布置简图如图3-1
图3-1
齿轮传动平面布置简图
图3-2
齿轮传动搭接图
3.2电动机的主要参数
电动机的主要参数如表3-1
表3-1
电机参数：
电动机型号
额定功率/W
满载转速/(r/min)
额定电压/V
电流/A
90YYJ-60
60
1350/1700
220
0.54
3.3
齿轮传动系统的搭接
按照平面布置见图，并按照带传动装配步骤将齿轮传动系统进行装配。
3.4
齿轮传动系统的测量实验
3.4.1
实验一：齿轮传动系统电机功率随制动载荷的变化实验
1）实验步骤
①装配单级齿轮传动系统，齿轮模数m=1.5，大带轮齿数80，小齿轮齿数24。
②启动电机检验安装装配是否合格。
③旋转制动器螺栓使带与轴完全脱离，启动电机，将电机转速调至200rpm，记录电机的电压、电流。
④施加制动力，用测速仪测试电机转速，观察记录电机输入电流与电压。
⑤改变制动力，重复步骤4，记录并填写表格3-2。
⑥切断电机电源，拆除系统并整理，实验过程图如图3-3。
表3-2
实验序号
制动力/N
转速/rpm
电流/A
电压/V
功率/W
1
0
203
0.60
230
138
2
1
201
0.60
230
138
3
2
203
0.60
230
138
4
3
206
0.60
230
138
5
4
203
0.61
230
140.3
6
5
202
0.62
230
142.6
7
6
202
0.63
230
144.9
8
7
200
0.65
230
149.5
9
8
201
0.65
230
149.5
10
9
198
0.66
230
151.8
11
10
201
0.70
230
161
图3-3
实验一测试图
2)实验结论
由表3-2可知，随着制动力的增大，电机电流一开始不变化，但是当制动力大于4N时，电流逐渐增大，电压始终保持不变，功率逐渐增大，这和带传动实验结论相似但不完全一致。
3.4.2
实验二：齿轮传动系统齿侧间隙测量。
1）实验步骤
①装配单级齿轮传动系统，齿轮模数m=1.5，大带轮齿数80，小齿轮齿数24。
②安装带磁性底座的刻度指示器，使得其探针接触从动齿轮的齿且与齿成90°角，调整探针稍微回缩但是仍然与齿轮接触，用手握住主动轴使其不能动，用手朝一个方向旋转从动轴直到从动齿轮的轮齿与主齿轮的轮齿接触，记录刻度表读数；
③用手朝另一方向旋转从动齿轮直到从动齿轮的轮齿与主动齿轮的轮齿的另一侧接触，记录刻度表读数；
④通过两个读数相减计算齿隙，即齿隙=读数1-读数2。
⑤将齿轮旋转60°，重复②③④步骤，并将齿侧间隙记录在表3-3中。
⑥重新装配模数m=2，齿数分别为48,24的另一对齿轮，重复上述步骤，将数据记录在表3-4中，实验测试图如图3-4。
表3-3
实验序号
1
2
3
4
5
6
平均值
侧隙/mm
0.020
0.010
0.020
0.010
0.005
0.001
0.011
表3-4
实验序号
1
2
3
4
5
6
平均值
侧隙/mm
0.030
0.010
0.022
0.020
0.015
0.011
0.018
2)实验结论
齿侧间隙随着模数增大而增大。
图3-5
实验二测试图
第四章
实验过程中遇到的困难与解决方案
在实验过程中我们主要遇到了以下困难。
1）电机的装配位置，如果电机沿实验台方向安装，其余的装置易于安装，但是工作台上的定位孔有限，如果横向安装，孔系多，易于安装，但是其余装置布局困难。
解决方案：采用纵向安装，经过不断的摆放与实验，我们在工作台的一角找到了最佳安装位置，既便于带传动的安放，又方便齿轮系统的布局。
2）安装轴承时两轴承的的同轴度难以保持。
解决方案：
先用一根轴穿过两个轴承，用螺栓对轴承预固定（不施加或施加较小的力），使用调整垫片对轴承的位置进行调整，并不断用水平仪进行测量。
3）电机主轴转速测量时，由于采用接触式测量仪，主轴中心难以确定，致使测量时测速不准或测量仪被甩飞。
解决方案：将测速仪的测速头与轴相切接触，根据测速头的直径与电机主轴的直径比折算电机的实际速度。
4）由于系统存在震动，导致电流读数会左右摆动，读数困难。
解决方案：使电机连续运行一段时间再读数。
第五章
后期工作计划
5.1
后期工作内容
1）计算齿轮传动比和齿轮传动系统中轴的转速。
2）通过噪声的测量区别齿轮合格件与非合格件，并分析非合格件对传动系统造成的影响。
3）搭接V带和齿轮结合的传动系统。
4）测量制动器在不同载荷时电动机的输入电流，加大制动载荷，记录数据。
5）分析齿侧间隙对整个传动系统的影响。
6）分别画出V带传动系统和齿轮传动系统装配图。
5.2
工作计划
时间
工作计划
第十二周
搭接齿轮传动和带传动结合的传动系统
第十三周
1）设计传动系统，绘制完整的机械系统装配图
2）编写装配工艺，完成系统装配和调整，实现设计图样的技术要求
第十四周
编写技术总结报告、产品说明书。
第十五周
整理文档，小组讨论总结，消化吸收这次的项目并制作答辩PPT。
第十六周
完善检查最后材料，准备答辩，结题。
参考文献
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机械综合实验与创新设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2016.
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郑文纬，吴克坚
机械原理.北京：高等教育出版社，1996
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机械设计.北京：高等教育出版社，1997.7
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机械制图.北京：化学工业出版社，2011.6
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甘永立
几何量公差与检测.上海：上海科学技术出版社，2013.11
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18
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