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引言
工程技术人员都希望设计出一台振动孝噪声低、效率高的机械「1-4];而对传动装置的设计、研究以及性能的测试都是研究的热点，机械传动试验平台是传动装置或传动机构基础科学研究和综合性能试验的实验平台。减速器作为传动装置，将动力机构的功率和运动传递给执行器，其主要功能是提供所需的扭矩并匹配相应的转速。在机械工程领域被广泛实用，是传动领域中非常常见的设备，减速器的种类多，功能、大小各异，从手表、剃须刀、洗碗机等日常生活用品大到汽车、轮船、飞机各种大型建筑设备都是其应用领域。
1测试内容
测试平台可以测试传动过程中的多方面性能的测试，包括齿轮传动的性能测试和带、链传动的性能测试。主要包括以下几个方面。①跑合实验:对于齿轮传动装置主要是正反跑合，包括高低速跑合和加载，主要观察齿轮传动相关部位热现象或有无异常现象。对于带、链传动，主要观察皮带的打滑等。②温升实验:温度的测试是针对齿轮传动的，主要测齿轮传动过程的相关部位的温度变化，如用温度计置入齿轮装置的油液中，或用红外线温度传感器测输入轴的温度，通过记录相关数据，绘制曲线图，评估传动装置的性能。③传动效率实验:通过转矩转速传感器测量或计算出转矩和转速，从而确定出传动效率。④齿轮的接触疲劳强度实验:通过对被减速器装置加载，可以测试齿轮的接触疲劳强度。⑤振动噪声实验:齿轮、带、链在传动过程有周期性的啮合的特点，振动和噪音是必然的，利用振动和噪音测试仪器，可以评价整个平台系统的优良。⑥带传动滑差率实验:带的打滑是带传动的一个特性，通过实验可以观察并分析带的弹性滑动及打滑现象。⑦链传动的多边形效应实验:观察链传动多边形现象和测其角速度不均匀系数。⑧加载实验:被测装置处于正常工况运行时，通过加载运行一定的时间，观察被测装置的运行情况，检测温升和噪音等是否正常。⑨齿轮回程误差实验:通过编码器测量被测减速器输入轴和输出轴分别的转角，测量其回程误差。
2机械传动测试平台的关键技术的研究与分析
2.1机械传动测试平台的结构部分的方案设计
本文中机械传动测试平台，由齿轮传动部分、带传动部分和链传动部分三大传动部分组成，通过转矩转速传感器分别测量各个传动装置的输入轴和输出轴的转矩、转速;噪声传感器用以测试系统产生的噪声;温度传感器由于输入轴、输出轴的温度，编码器用于测输入轴、输出轴的偏转角;压力传感器用于测带、链传动部分的预紧力。加载模块用于测试被测装置的综合性能。如图1为平行轴减速器式主要部件布局示意图，它分为齿轮传动测试部分和带、链传动测试两个部分。在齿轮传动测试部分源电机作为动力源，本文采用了两个磁粉制动器，一种单轴，一种为双轴，他们安装定位尺寸一样，单轴的磁粉制动器用于齿轮传动测试部分的加载，双轴的磁粉制动器用于传递动力;若采用双轴的磁粉制动器，即源电机同时还担任带、链传动的动的动力源;所以对于带、链传动测试部分，电机的动力源可以有两个，加载模块也可以有两个，当动力源为齿轮传动测试的源电机时，加载模块采用灯泡负载，此时磁粉制动器为双轴的;当动力源为带、链传动测试部分的电机时，加载模块为磁粉制动器，此时磁粉制动器为单轴的。
2.2齿轮传动部分的方案设计
齿轮传动部分的方案设计就是用于齿轮传动部分调节各个部件相对位置的方案设计。主要是为了满足测试内容条件的方案设计。在本文中，齿轮传动部分方案设计不仅是解决同轴度的问题，也是解决安装不同类型减速器的问题，齿轮传动调节装置的设计正是本文的一个创新点。在传统测试平台中，如果要测试新的减速器时，由于减速器的中心高、中心距、轴的长度不一致，使得相当多的部件要进行垫高或者调低的工作，这不仅是非常繁琐的事情，也会增加一系列的成本。本文提供了一种全新的调位装置，基本不需要使用垫块进行位置调整，更换减速器时拆卸部件相对较少，拆卸过十分便捷。齿轮传动系统这部分部件主要有源电机、两个量程不一样但外形尺寸完全一样的转矩转速传感器、被测试的减速器、磁粉制动器和轴承座等。本文设计的思想是除了被测减速器需要更换，其他部件都是相对固定的。所以与被测减速器两端的输入轴和输出轴如何实现连接成了设计的关键。
2.3带、链传动部分方案设计
对于带、链传动装置安装过程，虽然没有齿轮安装这么繁琐，它的同轴度与部件自身的精度关系很大，传统的带传动或链传动装置一般是固定传动比、固定中心和固定大小的带轮或带轮，如图2为传统的链传动实验台;设计思路是把带传动、链传动整合到一起，以实现不同类型的、不同传动比的、不同中心距的多种实验的带、链传动实验台，同时又把前文的齿轮传动系统结合起来。
为了更好的模块化设计，本文选择了滚珠丝杠加直线导轨的模式来实现位置的调节。直线导轨具有很好的直线度，在带、链传动部分一方面起承载的作用，一方面为了满足带或链传动部分中不同中心距的调节的需要。滚珠丝杠的作用是把回转运动转换为直线位移的运动，它配合直线滑轨不仅能很方便的安装和更换不同类型的带或链，也能实现对预紧力的调节，由于滚珠丝杠具有高精度、高效率，所以被广泛应用于各种工业设备和精密仪器中。由于本文的带传动部分的中带、链传动装置的负载不大，所以直接选择了滚珠丝杠螺母套装，只需简单的计算，就可以选择合适的套件，该套装包括了轴承座、螺母座、滚珠丝杠、螺母、联轴器。
结语
对机械传动测试平台研究不仅有助于实验室的发展。也对高校实验教学有积极的意义。本课题的工为了满足现代机械创新教学、科研实验要求和培养具备创新性素质能力的学生而研发的一款虚拟仿真与实践相结合的综合测控实验平台，本文的主要内容有两个部分，一是对测试平台的机械部分的设计和分析，另一部分是对测试平台的测控系统的设计，其主要工作内容如下:1.通过对测试对象的研究与分析，确定了开放功率流式的实验台方案，阐述了测试内容的测试原理，并分析了系统振动和噪声产生的机理。2.对机械部分进行方案设计，包括齿轮传动部分的方案设计和带、链传动部分的方案设计。得到了使用万能移动台和使用三维移动台的两种方案。3.通过有限元分析软件对设计的关键部件的进行分析验证。证明了结构的合理性。4.通过LabVIEW软件，完成了上位机软件的编制。5.完成了机械传动测试平台的搭建，并对机械传动测试平台操作性能和仿真实验，为以后的进一步实验奠定了基矗
参考文献
[1]陈杰.自动化测试平台的设计与实现田].电子科技大学，2013.
[2]徐磊.齿轮传动综合试验测试系统研制田].重庆大学，2011.
[3]李永健，陆天炜，吴鹿鸣，梅松伟.链传动运动特性实验台研制及实验研究[J].机械传动，2015,39(01):150-153.
论文作者:白富玉
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期
论文发表时间:2019/7/18
标签：测试论文; 齿轮论文; 减速器论文; 装置论文; 链传动论文; 方案设计论文; 平台论文; 《科技尚品》2018年第11期论文;