TW-Z69型 齿轮传动与测试实验台

机械系统一般包括原动机、传动装置和工作机等三大部分。从机械原理的角度看，机械是由若干机构和传动零部件工作机连接而成的能量转换系统。在机械传动系统中，由于不同的应用目的，促使我们采用相应的传动装置。传动装置作为原动机和工作机的连接装置，选择传动方式有其特定的技术要求。如增速，减速，传动效益。

齿轮传动，蜗轮副传动实验台选择两种典型的传动装置作为研究对象。对其传动效率做出可视化分析。

一、实验目的

1、利用齿轮传动，蜗轮副传动装置，使学生进一步了解2K-H(WW)齿轮传动，蜗轮副传动的基本结构与设计要求；同时计算2K-H(WW)齿轮传动速比。

2、通过对驱动源和传动输出端利用计算机数模和人工对扭矩以及各参数的分析，有利学生进一步了解2K-H(WW)齿轮传动，蜗轮副传动的性能特点，提高机械设计能力。

二、性能特点

1、实验台采用独立的平台结构；

2、原动件、被试件以及负载为独立的模块结构，根据实验要求，可自行拼结，组装；

3、原动件与负载配有安装导轨，可根据不同被试件的尺寸作安装调整；

4、实验台操作面底板采用内置翻盖结构，美观实用，安全可靠。

5、该系统采用传感器和A/D采集并转换成输入轴和输出轴的驱动力矩和制动力矩数据，采用角位移传感器和A/D采集并转换成输入轴和输出轴的转数。

6、该系统机械传递装置采用两种典型的机构是2K-H（WW）齿轮正号机构和蜗杆副传动，载装置采用磁粉制动器，从硬件上保证了测试的准确性和可靠性。

三、实验设备结构与实验原理

本实验在2K-H(WW)齿轮传动，蜗轮副传动实验台上进行。该实验台采用模块化结构，由2K-H(WW)齿轮传动，蜗轮副传动装置、联轴器、直流电机、加载装置模块组成，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。

实验台各硬件组成部件的结构布局如图1所示。

齿轮传动性能综合测试实验台的工作原理如图2所示。

图2 实验台的工作原理

该实验台主要是对传动系统的效率及扭矩和角位移进行测试

扭矩T=F（压力）×L（臂长）     功率N=T× （角位移）       效率=

2K-H转动比计算公式：i = = =6.26

四、主要技术参数

1）直流调速电机：600W，调速范围0-1500rpm

2）2K-H(WW)齿轮传动:速比：6.26或0.16

3）蜗轮副传动：速比：1：10

4）称重传感器：100N

5）旋转编码器：1000脉冲

6）输入转臂长：120mm(离电机转轴中心)

7）输出转臂长：200mm(离磁粉制动器转轴中心)

8）磁粉制动器：最大扭矩50Nm，额定功率4KW

五、实验步骤

1、在实验台上装配实验装置；

2、检查各紧固件是否紧固；

3、了解实验台提供的机械传动零部件的性能特点；

4、接通电源，启动电机对传动系统的运转情况进行观察；

六、齿轮传动传感器与检测技术测试系统

计算机操作步骤

1、标定：

开机进入主测量页面后，按[0]键，系统长鸣后进入传感器标定界面，此时界面显示“r01=0.000”。每个压力传感器对应两个标定参数，分别为rxx (零点电压)，rgx（量程电压）。标定参数之间通过[SET]键切换，[RUN]键用来退出标定界面并且保存标定参数。

a 调传感器零点：

在标定界面下，按[SET]键切换到对应压力传感器的零点电压通道（比如r01,r02…），切换完成后按[0]键（按0键前需确认压力传感器没受力）。显示页面将显示出此时的零点电压值，重复此步骤，直至电压值稳定下来。零点标定完成。

b 标传感器量程：

在标定界面下，按[SET]键切换到对应压力传感器的量程电压通道（比如rg1,rg2…），切换完成后按[0]键（按0键前需将标定砝码挂在对应通道的压力传感器上），显示界面将显示出此时的量程电压值，重复此步骤，直至电压值稳定下来。量程标定完成。

c 注意：

量程标定跟零点标定是可以交替进行的，全部传感器完成标定后按[RUN]键保存退 出，回到主测量界面。

d 设置标定系统（砝码重量）：

在主测量界面下，按[SET]键进入参数设置界面，此时界面显示“SF1=010”，再按[SET]键可切换各个需要修改的参数，在这里我们需要修改的是传感器的标定系数（砝码重量），按[SET]键切换到标定系数项（SF1，SF2…），然后修改此项数据为刚才标定用砝码的重量，单位Kg，比如用1Kg的砝码标定的则设置SFx=001,设置完毕后按[SET]键可切换至其他需要修改的参数项，按[RUN]键保存退出参数设置界面，回到主测量界面。

参数说明：

SFI:输入端压力传感器标定系数（砝码重量）（Kg）

r01:输入端压力传感器零点电压值（此电压值在标定界面下自动修改保保存，不需要手工修改）

rg2:输出端压力传感器零点电压值（此电压值在标定界面下自动修改保存存，不需要手工修改）

rg1:输入端压力传感器量程电压值（此电压值在标定界面下自动修改保存，不需要手工修改）

SF2:输出端压力传感器标定系数（砝码重量）（Kg）

r02:输出端压力传感器零点电压值（此电压值在标定界面下自动修改保存，不需要手工修改）

通讯协议：

命令:msv0 共四个字节

返回:0xaa,xx,yy,cc,dd  共9个字节，收到发送命令后每秒返回一次，直至收到停止命令为止不需要手工修改。

L1:输入端力臂长度（mm）

L2:输出端力臂长度（mm）

gE1:输入端编码器脉冲或测速齿轮齿数

gE2:输出端编码器脉冲或测速齿轮齿数

F1:输入端扭矩修正系数（出厂为1.0，即不修正）

F2:输出端扭矩修正系数（出厂为1.0，即不修正）

其中0xaa为帧头，一个字节

xx::输入端扭矩值，低位在前高位后，两个字节，实际值要缩小100倍，单N.m

yy :输出端扭矩值，低位在前高位后，两个字节，实际值要缩小100倍，单N.m

cc :输入端转速值，低位在前高位后，两个字节，实际值要缩小10倍，单位r/min

dd:输出端转速值，低位在前高位后，两个字节，实际值要缩小10倍，单位r/min

命令：msv2  共四个字节

2、点击Test显示测试控制系统主界面，熟悉主界面的各项内容；

3、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；

4、点击“设置”，确定实验测试参数：转速n1、n2 扭矩M1、M2等；

5、点击“分析”，确定实验分析所需项目：曲线选项、绘制曲线、打印表格等；

6、启动主电机，进入“试验”。使电动机转速加快至接近同步转速后，进行加载，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10组左右即可；

8、从“分析”中调看参数曲线，确认实验结果；

9、打印实验结果；

10、结束测试。注意逐步卸载，关闭电源开关。

11、改变传动装置系统进行实验

12、整理实验报告

实验报告的内容主要为：

1）测试数据（表）、参数曲线；

2）对实验结果的分析；

3）对实验改革的新设想或新建议。

★投标时提供传感器与检测技术应用软件著作权证书原件备查。

七、配置清单

1、直流调速电机1台

2、2K-H(WW)齿轮传动装置1台

3、蜗轮副传动装置1台

4、磁粉制动器1台

5、旋转编码器2个

6、称重传感器2个

7、电脑1台（用户自配）

8、电脑桌1张

9、传感器技术检测软件1套

10、《齿轮传动测试分析实验台使用说明书》1份

11、《齿轮传动测试分析实验台指导书》1份

12、随箱清单一份