基于CQBX—B便携式机械传动实验系统的设计

【摘 要】本文主要介绍了CQBX-B机械传动性能实验系统的组成及工作原理，利用该系统研究开发了一系列机械传动的综合创新实验设计，机械传动装置是机器或机组的主要组成部分，起着传递动力或改变运动的重要作用。根据需要选择传动类型，组合出合理的机械传动方案，说明实验流程及其分析实验结果，为更好地开展实验教学提供了有力的支持。

【关键词】便携式传动；综合创新实验；机械设计

一、引言

机械设计实验向综合性、设计性实验发展是从事机械设计教育人士关注的大事。通过设计性、综合创新型实验的开设及教学，对于提高教学效果、学生的实践能力及创新设计能力。本文主要介绍在CQBX-B机械传动性能实验系统上设计、开发机械传动性能综合实验的过程。通过拼装各种组合传动方案，可对比分析不同方案的传动特点，本实验箱是培养学生创新能力的理想平台；本实验箱为便携式，可电动、也可手动，可配置在开放实验室，提高学生动手能力和学习兴趣。

二、CQBX-B机械传动性能实验系统

1.实验系统的组成及结构

机械传动性能综合测试实验台各硬件组成部件的实验台面板的主要部件：带轮；链轮；齿轮；轴；联轴器等。

2.实验项目和测试装置的设计

实验系统提供了必要的传动部件，用于设计各个不同的实验项目，通过选用不同的被测试件，可以设计两个实验项目，如表1。通过对某种机械传动方案性能的测试，来分析机械传动性能特点。

3.实验项目拼装方案：利用本实验箱配备的零部件可组装数多种机械传动方案

主要有：

①单级传动：V带传动、链传动、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、槽轮机构等。

②变速器：CQJPZ-A拼接的变速器设计。

③两级及两级以上组合传动：可在上述单级传动及变速器中任选两种或两种以上，用联轴器或离合器联接组合传动。

三、实验步骤的设计

1.实验类型与实验内容的设计

实验A 设计：实验系统提供了各种典型的机械传动装置，如V型带传动、滚子链传动、齿轮减速器等，在设计时通过选用1-2 种进行传动性能的测试实验。

实验B 设计：利用系统提供的典型传动装置进行组合并测试比较其传动性能。组合方案如表2所示。

2.系统布置、安装及试运行

在设计布置、安装测试传动装置时，在该便携式系统中可以保证同轴线的高度要求，主要利用底板厚度来决定，厚度均匀即可；实验操作前，为了保证传动装置的测量精度，必须要完成系统中各个部件的调零工作。

3.测试阶段（以带传动为例说明）

传动带装在电机输入部分或者减速器输出部分都可以，带传动是依靠带与带轮接触表面产生的摩擦力来传递运动和动力的。由于工作时带两边的拉力不相等（F1>F2），这样就使得带在沿带轮接触弧上各个位置所产生的弹性变形也各不相同，从而使带（弹性元件）在运转过程中相对于带轮表面必然产生一定的微量滑动。其滑动量的大小通常用滑动率ε%来表示。

随着发电机负载的改变，T1、T2和n1、n2值也将随之改变。这样，可以获得几个工况下的e和h值，由此可以给出这组带传动的滑动率曲线和效率曲线。改变带的预紧力F0，又可以得到在不同预紧拉力下的一组测试数据。显然，实验条件相同且预紧力F0一定时，滑动率的大小取决于负载的大小，F1与F2之间的差值越大，则产生弹性滑动的范围也随之过大。当带在整个接触弧上都产生滑动时，就会沿带轮表面出现打滑现象，这时，带传动已不能正常工作。显然，打滑现象是应该避免的。

4.分析阶段

①拼装各种类型组合的机械传动，观察各种单级、两级及两级以上传动，分析其传动原理及特点；

③对实验结果进行分析；对于实验A，重点分析机械传动装置中单级传动的平稳性和传递动力的效率。对于实验B，重点分析不同的布置方案对传动性能的影响。

四、结束语

在CQBX-B 机械传动性能实验系统上，通过设计不同的实验项目开发机械设计的综合创新实验，分析输出端实际测量值和理论值之间的误差大小以及传递动力大小和效率，这一实验项目的研究能让学生主动接受机械设计中各种传动的运用，对于进一步提高学生的实践动手能力和创新设计能力具有一定的实际意义。

参考文献：

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]杨可桢等.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]黄长艺，卢文详，熊诗波.诸文俊.机械工程测量与试验技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

作者简介：

张香云（1982～），女，讲师，硕士，主要从事力学，机械设计，机电控制研究。