緩降器性能試驗機設(shè)計

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　現(xiàn)代社會高度發(fā)展，城市化進程進一步加快，高樓大廈曾出不窮，如何讓人們的生活富足且具有更高的安全系數(shù)，是消防人員的重大責(zé)任。救生緩降器就是在高樓出現(xiàn)火災(zāi)等危險情況時，供人們逃生的裝置。該裝置主要由新型限速器、繩索卷盤、安全帶、安全鉤、掛環(huán)及連接鋼絲繩等組成，性能優(yōu)異，安全可靠。 </p><p>

2、<b>　　適用范圍</b></p><p>　　該裝置適用于各類高層建筑如辦公樓、寫字樓、公共娛樂場所、賓館、飯店、住宅、公寓、商廈、機關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校等場所配備，并是消防部門施救裝置，還可用于高空作業(yè)等需勻速緩降的場合。</p><p><b>　　產(chǎn)品特點</b></p><p>　　1.降速平穩(wěn)，安全可靠。采用最新技

3、術(shù)，完全消除重力加速度，降速平穩(wěn)均勻，限速阻尼感、安全感強，無空程。檢測結(jié)果表明：在使用載荷25-100kg時的下降速度為 0.5-2.0m/s，重復(fù)下降速度偏差≤±5%。</p><p>　　2.自動+手動，可懸停。除限速器自動調(diào)速外，還可進行手動降速干預(yù)，可剎車懸停。</p><p>　　3.安全裕度高，使用壽命長。采用純裸鍍鋅鋼絲繩，強度高、阻燃、壽命長。</p>

4、;<p>　　4.靈活實用的兩種使用方式。該裝置研制出便攜式（手提箱）和固定安裝式（壁掛箱）兩種產(chǎn)品，既可供多人（操控）穩(wěn)定使用，又可供個人（操控）移動使用。</p><p>　　5.設(shè)計先進，結(jié)構(gòu)緊湊。限速器采用精鑄鋁合金外殼，精美，輕質(zhì)（僅重2.5kg）。 </p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計</b></p><p&g

5、t;　　設(shè)計題目：緩降器性能試驗機設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　了解緩降器性能試驗機的用途，主要構(gòu)成；策劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方案。</p><p>　　了解緩降器性能試驗機的工作原理，設(shè)計緩降器性能試驗機的機械結(jié)構(gòu)。</p><p>　　完成緩降器性能試驗機的電氣部分設(shè)計。包

6、括：直流電機的加載原理，直流電機控制器的控制電路，拉力測量電路設(shè)計，線速度測量電路設(shè)計，微機計數(shù)卡的原理框圖，控制軟件流程圖。</p><p>　　完成翻譯譯文，最少工作量為5000漢字。</p><p>　　針對本課題內(nèi)容需要繪制4張工作圖，撰寫2萬字設(shè)計說明書。</p><p>　　設(shè)計參數(shù)：1、繩的直徑：4mm。2、下降速度：1.5～2.0m/s。3、承載力：

7、100kg。4、機架高度：1.5～2.0m。5、脈沖測長：100m。6、調(diào)速器：歐陸直流調(diào)速器。7、采集卡：宏拓7484采集卡。8、電磁離合器：2個，一開一合。</p><p>　　本設(shè)計為緩降器性能試驗機設(shè)計。在設(shè)計的過程中，需要由電機提供動力。而電動機的轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)矩則較小，故不能將電動機輸出軸和電磁離合器輸入軸直接聯(lián)結(jié)，須經(jīng)過減速、增扭過程，再與電磁離合器輸入軸聯(lián)結(jié)。在設(shè)計中，一般采用減速器作為電動機

8、與工作機之間的聯(lián)結(jié)裝置。在本設(shè)計中，我們采用錐齒-圓柱齒輪減速器做聯(lián)結(jié)裝置，將電動機的動力通過減速器傳遞給電磁離合器。電磁離合器通過繞在其上面的緩降繩與緩降盤聯(lián)結(jié)，緩降盤上裝有拉力傳感器，通過傳感器測定通過緩降盤的拉力的變化，傳遞給采集卡及微機控制系統(tǒng)。在電動機上裝有測速發(fā)電機，測定電動機轉(zhuǎn)速的變化。</p><p>　　在設(shè)計中，電動機和減速器之間通過V帶或聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，減速器和電磁離合器之間通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。實際

9、選擇時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇V帶或聯(lián)軸器作為電動機輸出軸與減速器輸入軸之間的聯(lián)接裝置。在設(shè)計中，一般將機器之間的傳動設(shè)計成直線聯(lián)結(jié)形式，因此，我們選擇聯(lián)軸器作為減速器輸出軸和電磁離合器輸入軸之間的聯(lián)接裝置，選擇V帶作為電動機輸出軸與減速器輸入軸之間的聯(lián)結(jié)裝置。之所以選擇錐齒-圓柱齒輪減速器，是因為用它可實現(xiàn)將機器設(shè)計成直線傳動形式的目的?？紤]到減速的程度問題，選擇兩級錐齒-圓柱齒輪減速器。</p><p>　　綜上所

10、述，系統(tǒng)總體傳動方案如圖2.1所示。</p><p>　　在檢測中，需采集緩降繩所受拉力的大小及其下降速度的大小，將兩個參數(shù)分別列在坐標(biāo)軸橫縱坐標(biāo)上。當(dāng)拉力在245N～980N之間變化時，下降速度在1.5～2.0m/s之間變化，則試驗機是合格的，可作為救生裝置裝在樓道內(nèi)。</p><p>　　實際上，我們是通過測定電動機的轉(zhuǎn)速來間接測定緩降繩的下降速度的。電動機轉(zhuǎn)速的測定是同過測速發(fā)電機來

11、實現(xiàn)的，具體測定過程見6.4節(jié)。</p><p>　　緩降繩下降速度-所受拉力（V-F曲線）曲線如圖2.2 所示。</p><p><b>　　3 電動機的選擇</b></p><p>　　3.1 選擇電動機的型號和結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　電動機的選擇既要考慮實用性、節(jié)能型，又要考慮其滿足設(shè)計要求的性能，在緩降

12、器性能試驗機設(shè)計中，人的重量為:25Kg～100 Kg,下降速度為:1.0m/s～1.5 m/s,設(shè)計中，我們均取最大值，作為緩降繩所受拉力和下降速度，則拉力F=mg=1000N,V=2 m/s,去工作機效率=0.9，可求得工作機（即電磁離合器繞繩輪）功率為：</p><p>　　===2.22KW (3-1)</p><p><b>　　式中，</b>

13、</p><p><b>　　——工作機效率；</b></p><p>　　––工作機要求的輸入功率；</p><p><b>　　F——工作機阻力；</b></p><p>　　V——工作機線速度。</p><p>　　電動機所需的輸出功率為：</p><

14、;p>　　=（KW） (3-2)</p><p><b>　　式中，</b></p><p>　　––工作機要求的輸入功率；</p><p>　　––電動機至工作機的傳動效率。</p><p>　　設(shè)計中要求電動機額定功率≥。</p><p>　　電動動

15、機至工作機的傳動效率：=…</p><p>　　由機械設(shè)計課程設(shè)計查得V帶、軸承、聯(lián)軸器等的傳動效率分別為：0.98、0.99、0.97、0.99、0.97、0.99、0.98，則</p><p>　　=0.98×0.99×0.97×0.99×0.97×0.99×0.98</p><p><b>

16、　　=0.8768</b></p><p>　　則===2.532KW</p><p>　　故≥=2.532 KW。</p><p>　　取工作機鼓輪直徑（即電磁離合器繞繩輪直徑）D=400mm,則工作機軸轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　===95.54r/min (3-3)</p><p>　

17、　查機械設(shè)計課程設(shè)計表2-3，2-4知，錐齒-圓柱齒輪減速器傳動比范圍為i=8~15,則電機的轉(zhuǎn)速范圍為：=×=（8~15）×95.54 = （764.32~1433.1） r/min,查機械設(shè)計課程設(shè)計表2.1-2，取電機同步轉(zhuǎn)速為：1000 r/min，電機額定功率為：=3KW，電機型號為：Y132S-6，將電機型號及主要尺寸列表如下</p><p><b>　　（表3.1）：&

18、lt;/b></p><p>　　表3.1 電機型號及主要尺寸</p><p>　　3.2 分配傳動比</p><p>　　電動機選定以后，根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及工作機轉(zhuǎn)速即可確定傳動裝置的總傳動比為：</p><p>　　i===10.01 。</p><p>　　下面將總傳動比分配給錐齒-圓柱齒輪減速器，由

19、機械設(shè)計課程設(shè)計教材，對于錐齒-圓柱齒輪減速器，取錐齒輪傳動比為=0.25i，并應(yīng)使≤3，最大允許＜4，我們?nèi)?0.25i=0.25×10.01=2.512≤3，取整數(shù)=2.5，符合要求。對于圓柱齒輪，要求=3~5，而實際上=i/=10.01/2.5=4.004，取=4，符合要求。</p><p>　　故錐齒輪和圓柱齒輪傳動比分別為：=2.5，=4。</p><p>　　3.3

20、 傳動裝置動力與運動參數(shù)設(shè)計</p><p>　　3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　===960 r/min，</p><p>　　===384 r/min，</p><p>　　===96 r/min，</p><p>　　==96 r/min。</p><p>　　3.3.2 各

21、軸功率</p><p>　　=×=2.532×0.98=2.4814KW，</p><p>　　=××=2.4814×0.99×0.97=2.3829 KW，</p><p>　　=××=2.3829×0.99×0.97=2.2883 KW，</p>&

22、lt;p>　　=××=2.2883×0.99×0.98=2.22 KW。</p><p>　　3.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=9550=9550=24.6887 N·m,</p><p>　　=9550=9550=59.2622 N·m,</p><p>　　=9

23、550=9550=227.6382 N·m,</p><p>　　=9550=9550=220.8438 N·m。</p><p>　　將傳動裝置運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列表如下（表3.2）：</p><p><b>　　4 減速器設(shè)計</b></p><p>　　由總體方案知，采用錐齒-圓柱齒輪減速

24、器作為減速裝置，在減速器的設(shè)計中，總體尺寸主要由錐齒輪及圓柱齒輪的尺寸決定，因此，錐齒輪及圓柱齒輪的設(shè)計是至關(guān)重要的。</p><p>　　4.1 圓錐齒輪設(shè)計</p><p>　　1. 選擇齒輪材料、熱處理</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，選用閉式軟齒輪設(shè)計。</p><p>　　大齒輪：45#，正火，齒面硬度：190～200HBS；&

25、lt;/p><p>　　小齒輪：45#，調(diào)質(zhì)，齒面硬度：220～230HBS。</p><p>　　2. 選擇齒輪精度等級、齒數(shù)、齒寬系數(shù)</p><p>　　緩降器性能試驗機為一般性提升、移位裝置，故選用8級精度。</p><p>　　對閉式軟齒輪，推薦小齒輪齒數(shù)=20～40,選=30，則</p><p>　　=

26、5;=75. ==2.5=。</p><p>　　由機械設(shè)計教材知，齒寬系數(shù)=0.25～0.3，取=0.26。</p><p><b>　　3. 確定相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　cos===0.9285, =，</p><p>　　cos===0.3714, =，</p><p>　　當(dāng)

27、量齒數(shù)：===32.31，取=32，</p><p>　　===201.94，取=202，</p><p>　　當(dāng)量齒輪端面重合度： 。</p><p>　　4. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　由≥ （4-1）</p><p><b>　　確定式中各項

28、數(shù)值：</b></p><p>　　由表3.2知，==24.6887× N·mm, </p><p>　　載荷受中等沖擊，查機械設(shè)計（以下簡稱機設(shè)），初選載荷系數(shù)=1.5，</p><p>　　查機設(shè)表9-7，取彈性系數(shù)=189.8,</p><p>　　查機設(shè)圖9-14，取節(jié)點區(qū)域系數(shù)=2.5，</p&

29、gt;<p>　　由 =1.7651，查機設(shè)圖9-13，取接觸強度重合度系數(shù)=0.875。</p><p>　　由機設(shè)式9-11知， </p><p>　　=· （4-2）</p><p>　　分別查機設(shè)圖9-16（d）, 9-16（c）,取=525MPa，=390 M

30、Pa，</p><p>　　查機設(shè)表9-8，取=1.25，</p><p>　　對，設(shè)錐齒輪工作壽命為10年，則</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機設(shè)圖9-15，取，，</p><p&g

31、t;　　將以上各參數(shù)代入式（4-2），得</p><p>　　=·=×1=420 MPa， </p><p>　　=·=×1.15=359 MPa，</p><p>　　取=359 MPa設(shè)計。 </p><p>　　將以上求得的、、、u、、、、代入式（4-1），得</p><p&g

32、t;<b>　　≥ </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 77.95mm,</p><p>　　則V===3.92m/s,</p><p>　　由機設(shè)表9-5，取=1.5，</p><p>　　由機設(shè)圖9-7，取=1.17，</p&

33、gt;<p>　　又錐齒輪齒寬系數(shù)====0.4，</p><p>　　查機設(shè)圖9-10，取=1.11，查機設(shè)圖9-6，取=1.2，則</p><p>　　K==1.5×1.17×1.11×1.2=2.34,</p><p>　　所以，==77.95=90.94mm,</p><p>　　由= m,

34、 所以m===3.013mm,由機設(shè)表9-1，選m=3。</p><p>　　錐齒輪主要幾何尺寸如下：</p><p>　　= m=3×30=90mm,</p><p>　　= m=3×75=225mm,</p><p>　　R ===121.17mm,</p><p>　　b=·R =

35、0.26·121.17=31.50mm,</p><p>　　因錐齒輪大小齒輪寬度相等，取齒寬==32mm,</p><p>　　=-2cos=-2×1.2m×cos=90-2×1.2×3×0.9285=83.315mm,</p><p>　　=-2cos=-2×1.2m×cos<

36、/p><p>　　=225-2×1.2×3×0.3714=222.326mm,</p><p>　　=+2cos=+2m×cos=90+2×1×3×0.9285=95.571mm,</p><p>　　=+2cos=+2m×cos=225+2×1×3×0.371

37、4=227.228mm。</p><p>　　5. 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　由 （4-3）</p><p><b>　　確定、、、：</b></p><p><b>　　由機設(shè)知，，</b></p><p><b&

38、gt;　　當(dāng)量齒數(shù) ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機設(shè)圖9-19，取=2.48，，</p><p>　　查機設(shè)圖9-20，取，，</p><p>　　查機設(shè)圖9-22（c），在ML上取，</p><p>　　同理，在機設(shè)圖9-22（d）上取，

39、</p><p>　　查機設(shè)表9-8（c）,取，又應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，，查機設(shè)圖9-21，取，，故</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　將確定出的各項數(shù)值代入彎曲強度校核公式（4-3），得</p><p><b&

40、gt;　　，</b></p><p>　　故齒根彎曲疲勞強度滿足要求。</p><p>　　4.2 圓柱齒輪設(shè)計</p><p>　　1. 選擇齒輪材料、熱處理</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，選閉式軟齒輪設(shè)計。</p><p>　　大齒輪：45#，正火，齒面硬度：190～200HBS；</p&g

41、t;<p>　　小齒輪：45#，調(diào)質(zhì)，齒面硬度：230～240HBS。</p><p>　　2. 選擇齒輪精度等級、齒數(shù)、螺旋角</p><p>　　因緩降器性能試驗機為一般性提升、移位裝置，故選用8級精度。</p><p>　　對閉式軟齒輪，推薦小齒輪齒數(shù)=20～40,選=25，則</p><p><b>　　，==

42、4=。</b></p><p><b>　　初選螺旋角。</b></p><p>　　3. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　由 （4-4）</p><p><b>　　確定式中各項數(shù)值：</b></p>&

43、lt;p>　　由表3.2知，==59.2622× N·mm, </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，初選載荷系數(shù)，</p><p>　　查機設(shè)表9-10，取齒寬系數(shù)，</p><p>　　查機設(shè)表9-7，取彈性系數(shù)=189.8,</p><p>　　查機設(shè)圖9-14，取節(jié)點區(qū)域系數(shù)=2.42，</p>&l

44、t;p>　　由式9-7，端面重合度，</p><p><b>　　縱向重合度，</b></p><p>　　查機設(shè)圖9-13，取接觸強度重合度系數(shù)，</p><p><b>　　又螺旋角系數(shù)，</b></p><p>　　設(shè)圓柱齒輪工作壽命為10年，由機設(shè)式9-12得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p&

45、gt;<p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機設(shè)圖9-15，取接觸強度壽命系數(shù)，，</p><p>　　查機設(shè)圖9-16（d）,按小齒輪齒面硬度平均值235HBS，在MQ和ML線中間（適當(dāng)延長MQ和ML線）查得小齒輪接觸疲勞極限，同理，在圖（d）上查得大

46、齒輪接觸疲勞極限，</p><p>　　查機設(shè)表9-8，取齒輪最小安全系數(shù)，則許用接觸應(yīng)力</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　取設(shè)計。 </b></p><p>　　將以上所求各

47、數(shù)據(jù)代入式（4-4），得</p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 49.94mm,</p><p><b>　　則,</b></p><p>　　由機設(shè)表9-5，取使用系數(shù)，</p><p>　　由機設(shè)圖9-7，取動載系數(shù)，</p>&

48、lt;p>　　由機設(shè)圖9-10，取齒向載荷分布系數(shù)，</p><p>　　由機設(shè)圖9-6，取齒間載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><

49、p>　　由機設(shè)表9-1，取斜齒圓柱齒輪模數(shù)。</p><p>　　圓柱齒輪主要幾何尺寸為：</p><p><b>　　中心距,取。</b></p><p><b>　　螺旋角，</b></p><p><b>　　故。</b></p><p>&

50、lt;b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　取大齒輪齒厚，小齒輪齒厚。</p><p>　　5. 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　由

51、 （4-5）</p><p>　　計算當(dāng)量齒輪端面重合度，</p><p>　　由機設(shè)表9-11知，端面壓力角</p><p>　　基圓柱上的螺旋角的余弦為</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　故，</b><

52、/p><p>　　由機設(shè)式9-13，重合度系數(shù)，</p><p>　　由機設(shè)圖9-28，取螺旋角系數(shù)，</p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) ，</b></p><p>　　查機設(shè)圖9-19，取齒形系數(shù)，，</p><p>　　查機設(shè)圖9-20，取應(yīng)力修正系數(shù)，，</p><p&g

53、t;　　查機設(shè)圖9-21，取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)，，</p><p>　　由機設(shè)9-22（c）, 按小齒輪齒面硬度平均值235HBS，在ML線（適當(dāng)延長）上查得小齒輪彎曲疲勞極限，同理，在圖（d）上查得大齒輪彎曲疲勞極限，</p><p>　　查機設(shè)表9-8，取齒輪最小安全系數(shù)，則許用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　， </b></

54、p><p><b>　　，</b></p><p>　　將以上所求各數(shù)據(jù)代入式（4-5），得</p><p><b>　　，</b></p><p>　　故齒根彎曲疲勞強度滿足要求。</p><p>　　4.3 錐齒-圓柱齒輪設(shè)計數(shù)據(jù)小結(jié)</p><p>

55、;　　4.3.1 錐齒輪數(shù)據(jù)</p><p><b>　　;;;;;;</b></p><p><b>　　;;;;;</b></p><p><b>　　;。</b></p><p>　　4.3.2 圓柱齒輪數(shù)據(jù)</p><p>　　;;;;;；；

56、；;； ；</p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器型號的選擇<

57、/p><p>　　由機械設(shè)計課程設(shè)計（以下簡稱機設(shè)課設(shè)），初估軸徑：，</p><p><b>　　電機軸：，??；</b></p><p><b>　?、褫S：，?。?lt;/b></p><p><b>　?、蜉S：，??；</b></p><p><b>

58、　?、筝S：，取。</b></p><p>　　4.4.1 Ⅰ-Ⅰ軸上軸徑、軸承、鍵及油封的確定</p><p>　　4.4.1.1 Ⅰ-Ⅰ軸上各軸段直徑</p><p>　　根據(jù)初估軸徑，取，則由機設(shè)課設(shè)得其他軸段直徑分別為：</p><p><b>　　，</b></p><p>

59、;<b>　　??；</b></p><p>　?、?Ⅳ軸段上有角接觸球軸承，</p><p><b>　　初取 ，</b></p><p>　　由機設(shè)課設(shè)表2.4-3，取；</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?、?Ⅵ軸段上有角接觸

60、球軸承且應(yīng)和Ⅲ-Ⅳ軸段上軸承型號尺寸相同，故</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以各軸段直徑分別為：；；；</p><p><b>　　；；。</b></p><p>　?、?Ⅰ軸上各軸

61、段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.1所示。</p><p>　　4.4.1.2 Ⅲ-Ⅳ及Ⅴ-Ⅵ軸段上軸承的確定</p><p>　　由機設(shè)課設(shè)，確定兩軸承的型號及尺寸如下：</p><p>　　型號：滾動軸承7208C GB292-83</p><p><b>　　尺寸： </b></p><p>

62、　　4.4.1.3 Ⅰ-Ⅱ軸段及Ⅵ-Ⅶ軸段上鍵的確定</p><p>　?、?Ⅱ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</b></p><p>　?、?Ⅶ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><

63、;p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p>　　4.4.1.4 Ⅱ-Ⅲ軸上油封的確定</p><p>　　因Ⅱ-Ⅲ軸軸徑，由機設(shè)課設(shè)表2.5-4，確定油封的型號及尺寸如下：</p><p>　　型號：墊圈油封30 FZ/T92010-91</

64、p><p><b>　　尺寸：，，。</b></p><p>　　4.4.2 Ⅱ-Ⅱ軸上軸徑、軸承、鍵的確定</p><p>　　方法同上，確定各尺寸如下：</p><p><b>　　軸徑</b></p><p><b>　?。?；；</b></p&

65、gt;<p><b>　??；。</b></p><p>　?、?Ⅱ軸上各軸段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.2所示。</p><p><b>　　軸承</b></p><p>　　型號：滾動軸承7206C GB292-83</p><p><b>　　尺寸： </b>

66、</p><p><b>　　鍵</b></p><p>　　Ⅱ-Ⅲ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</b></p><p>　　Ⅳ-Ⅴ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得

67、鍵</p><p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p>　　4.4.3 Ⅲ-Ⅲ軸上軸徑、軸承、鍵及聯(lián)軸器的確定</p><p>　　方法同上，確定各尺寸如下：</p><p><b>　　軸徑</b><

68、/p><p><b>　??；；；；</b></p><p><b>　??；；。</b></p><p>　?、?Ⅲ軸上各軸段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.3所示。</p><p><b>　　軸承</b></p><p>　　型號：滾動軸承7210C GB29

69、2-83</p><p><b>　　尺寸： </b></p><p><b>　　鍵</b></p><p>　?、?Ⅲ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</

70、b></p><p>　?、?Ⅷ軸段上鍵：由機設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器</b></p><p>　　型號：YL7聯(lián)軸器 GB58

71、43-86</p><p><b>　　長度：。</b></p><p>　　5 其它機械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　5.1 帶傳動設(shè)計</p><p>　　5.1.1 帶傳動的類型</p><p>　　帶傳動是在兩個或多個帶輪之間用帶作為拉曳元件來傳遞運動和動力的一種撓性件傳動。<

72、/p><p>　　帶傳動分為摩擦傳動和嚙合傳動兩類。平帶﹑V帶﹑多楔帶﹑圓帶都是利用帶與帶之間的摩擦力實現(xiàn)傳動的，同步帶則是靠帶齒與輪齒相嚙合傳遞運動和動力的。</p><p>　　5.1.2 帶傳動的選擇</p><p>　　平帶傳動結(jié)構(gòu)最簡單，帶輪也容易制造，使用成本低廉，形式多樣，傳動中心距較大，在農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用較多。</p><p>　

73、　V帶是一般機械傳動中應(yīng)用最廣泛的。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動時，V帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。V帶傳動的傳動比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，并且V帶多已標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，因而V帶傳動的應(yīng)用比平帶傳動廣泛得多。</p><p>　　在緩降器性能試驗機設(shè)計中，我們采用V帶傳動，將電機的輸出功率等傳遞給減速器。&

74、lt;/p><p>　　5.1.3 V帶輪設(shè)計</p><p><b>　　V帶輪設(shè)計的要求</b></p><p>　　設(shè)計V帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻；轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面要精加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。</p>&

75、lt;p><b>　　帶輪的材料</b></p><p>　　帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼；小功率時可用鑄鋁或塑料。</p><p>　　在本設(shè)計中，我們采用HT200作為帶輪的材料。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><

76、p>　　鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：（1）實心式；（2）腹板式；（3）孔板式；（4）橢圓剖面輪輻式。</p><p>　　帶輪基準(zhǔn)直徑 (d為軸的直徑， mm)時，采用實心式；時，采用腹板式（當(dāng)時，采用孔板式）；時，采用輪輻式。</p><p>　　帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號確定輪槽尺寸，如圖5.1所示，根據(jù)普通V帶輪的結(jié)構(gòu)形式及尺寸

77、，確定電動機輸出軸上V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　??；；；；；。</b></p><p>　　減速器輸入軸上V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　?。?；；；；。</b></p><p>　　5.2 聯(lián)軸器的設(shè)計</p><p>　　5.2.1

78、 聯(lián)軸器的分類</p><p>　　聯(lián)軸器是機械傳動中一種常用軸系部件，它的基本功能是聯(lián)結(jié)兩軸，并傳遞運動和扭矩，并兼有安全保險的作用。</p><p>　　聯(lián)軸器的種類較多，通常根據(jù)對相應(yīng)位移有無補償能力劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。</p><p>　　剛性聯(lián)軸器對相應(yīng)位移無補償能力，且全部由剛性零件組成，也沒有緩沖減振能力，故適用于要求被聯(lián)結(jié)的兩軸嚴格

79、對中，載荷平穩(wěn)的場合。</p><p>　　撓性聯(lián)軸器具有撓性，對相應(yīng)位移具有補償能力。按是否具有彈性元件又分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩種。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器可以依靠彈性元件的變形與儲能性來緩沖﹑減振，改善傳動系統(tǒng)的工作性能。</p><p>　　5.2.2 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單﹑成本低﹑可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩

80、，在低速﹑無沖擊﹑軸的剛性大﹑對中性較好時常采用凸緣聯(lián)軸器。</p><p>　　在緩降器性能試驗機設(shè)計中，減速器輸出軸與電磁離合器輸入軸的聯(lián)結(jié)要求無沖擊，兩軸的剛性強，對中性要好，故選用凸緣聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)兩軸。我們知道，聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的尺寸由聯(lián)軸器決定，結(jié)合其所聯(lián)兩軸（減速器輸出軸與電磁離合器輸入軸）的尺寸大小，選擇聯(lián)軸器型號及尺寸如下：</p><p>　　型號：YL7聯(lián)軸器 GB584

81、3-86</p><p><b>　　長度：。</b></p><p>　　5.3 電磁離合器的選擇</p><p>　　5.3.1 電磁離合器的特點</p><p>　　電磁離合器是利用通過激磁線圈的電流所產(chǎn)生的磁力來操縱離合器的各種結(jié)合元件，以達到離合器的接合或分離。</p><p>　　

82、電磁離合器具有結(jié)構(gòu)簡單、操縱方便等優(yōu)點。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p><b>　　提高系統(tǒng)的機械性能</b></p><p>　　傳動系統(tǒng)使用電磁離合器后，可實現(xiàn)該系統(tǒng)的快速啟動，快速制動及頻繁</p><p>　　的正反向控制。由于電動機與傳動系統(tǒng)不直接連接，在啟動或制動過程中，避免電動機出現(xiàn)過大的沖擊電流。</p>

83、<p>　　2. 能使傳動系統(tǒng)獲得較高的啟動轉(zhuǎn)矩。電動機的啟動力矩通常為額定力矩的1.5～2.0倍，在電磁離合器作傳動系統(tǒng)的啟動過程中，可利用電動機的慣性能量來增加 啟動力矩。一般可增加到電動機額定力矩的2.5～3.0倍。所以，在傳動系統(tǒng)的相同條件下，利用電磁離合器啟動，能使電動機的容量減小。</p><p>　　3. 除牙嵌式電磁離合器外，其它形式的電磁離合器均可以在較頻繁地接地和脫開的場合下應(yīng)用。

84、</p><p>　　4. 利用電的控制方法，可調(diào)節(jié)電磁離合器的力矩上升時間，以實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的連續(xù)平滑啟動。</p><p>　　5. 利用磁粉或轉(zhuǎn)差式電磁離合器的力矩調(diào)節(jié)特性，可實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的精密調(diào)節(jié)。又可利用其力矩與滑差速度無關(guān)的特性，在機械裝置中實現(xiàn)恒張力控制。</p><p>　　6. 能實現(xiàn)分支啟動和多元化利用電動機動力。</p><p

85、>　　7. 與所傳遞的力矩相比，電磁離合器耗能很小。</p><p>　?。ǘ┨岣邆鲃酉到y(tǒng)的操作性能</p><p>　　1. 可實現(xiàn)集中控制與遠距離操縱。</p><p>　　2. 能簡化操作程序，減少操作時間。</p><p>　　3. 容易實現(xiàn)控制自動化。</p><p>　?。ㄈ┎僮靼踩途哂羞^載保護

86、</p><p>　　1. 減少誤操作和誤動作，提高操縱安全性。</p><p>　　2. 除牙嵌式電磁離合器外，其它形式的電磁離合器均可以起到過載保護的作用。</p><p>　?。ㄋ模┚S護方便，控制簡單</p><p>　　機械式、液壓式、氣動式離合器均需配備操縱桿、管路、閥門和測量儀表等輔助設(shè)備，而電磁離合器控制線路卻很簡單，維護也方便

87、。特別是濕式電磁離合器在正常使用中，其壽命是半永久性的。</p><p>　　當(dāng)然，電磁離合器也有其缺點，主要有以下幾點：</p><p>　　1. 剩磁問題，嚴重影響離合器的動特性，使其力矩時間曲線上出現(xiàn)無響應(yīng)區(qū)。盡管人們?yōu)橄姶烹x合器剩磁問題作了不少努力，但仍不能滿意地解決這個問題。</p><p>　　2. 電磁離合器屬于磁性物件，在使用中有關(guān)部件被不同程度

88、地磁化，吸引鐵屑影響傳動系統(tǒng)壽命和精度。</p><p>　　3. 在使用中電磁離合器的發(fā)熱也是不可避免的。如果電磁離合器在傳動系統(tǒng)中的位置不當(dāng)或散熱不良，均能影響傳動系統(tǒng)得精度。</p><p>　　5.3.2 電磁離合器的分類</p><p>　　電磁離合器的分類比較復(fù)雜，但歸納起來可分為四種類型：</p><p>　?。ㄒ唬┠Σ疗诫?/p>

89、磁離合器；</p><p>　?。ǘ┭狼妒诫姶烹x合器；</p><p>　?。ㄈ┐欧凼诫姶烹x合器；</p><p>　?。ㄋ模┺D(zhuǎn)差片式電磁離合器。</p><p>　　摩擦片式電磁離合器按不同情況可分為：</p><p>　　1. 根據(jù)使用條件可分為：濕式和干式。</p><p>　　濕式在

90、使用時，用油來潤滑摩擦片和進行冷卻。</p><p>　　干式在空氣中使用，不 加油，自冷。</p><p>　　2. 根據(jù)摩擦片在磁路中的情況，可分為在磁路內(nèi)和在磁路外兩種。</p><p>　　摩擦片在磁路內(nèi)，摩擦片本身是磁路的一部分，有磁力線通過。</p><p>　　摩擦片在磁路外，在摩擦片中沒有磁力線通過。</p>&

91、lt;p>　　3. 根據(jù)線圈供電方式，有線圈靜止式和線圈回轉(zhuǎn)式兩種。</p><p>　　線圈靜止式就是由饋線直接供電，沒有集電環(huán)。</p><p>　　線圈回轉(zhuǎn)式則用電刷、集電環(huán)供電。</p><p>　　4. 根據(jù)摩擦片數(shù)目，有單片式和多片式。</p><p>　　單片式只有一對摩擦片。</p><p>　　

92、多片式有兩對以上的摩擦片。</p><p>　　5. 根據(jù)摩擦片的磨損調(diào)整方式，可分為自動調(diào)整式和人工調(diào)整式。</p><p>　　自動調(diào)整式要有特殊的磨損自動調(diào)整機構(gòu)。</p><p>　　人工調(diào)整式則是在摩擦片達到某一磨損量時，需要人工進行調(diào)整摩擦片間的間隙。</p><p>　　牙嵌式電磁離合器通常分為有滑環(huán)和無滑環(huán)兩種。</p&

93、gt;<p>　　磁粉式電磁離合器又可根據(jù)供電方式、氣隙形式和勵磁線圈位置來分類。 </p><p>　　1. 根據(jù)供電方式，磁粉式電磁離合器分為線圈回轉(zhuǎn)式和線圈靜止式兩種。線圈靜止式離合器供電方式簡單，應(yīng)用較多。</p><p>　　2. 根據(jù)氣隙，可分為單隙式和復(fù)隙式。</p><p><b>　　單隙式結(jié)構(gòu)簡單。</b>&l

94、t;/p><p>　　復(fù)隙式磁粉離合器有雙層磁粉氣隙結(jié)構(gòu)，它相當(dāng)于多片型摩擦離合器。復(fù)隙式磁粉離合器的特點是：外形尺寸小，能獲得較大的傳遞力矩；能使輸出軸的慣性力矩設(shè)計得較小，從而提高離合器的反應(yīng)速度。</p><p>　　復(fù)隙式磁粉離合器又可分為非分離復(fù)隙式磁粉離合器和分離復(fù)隙式磁粉離合器兩種。</p><p>　　3. 根據(jù)線圈位置，有外置線圈、內(nèi)置線圈和側(cè)置線圈三

95、種形式。</p><p>　　外置線圈是將勵磁線圈裝于外部，而磁粉氣隙則在線圈的內(nèi)側(cè)。內(nèi)置線圈幾乎全是線圈回轉(zhuǎn)型的。側(cè)置線圈僅用于非分離復(fù)隙式結(jié)構(gòu)中。</p><p>　　轉(zhuǎn)差式電磁離合器有雙電樞和單電樞之分。單電樞又分為爪式和感應(yīng)式兩種。饋電方式也分靜止式和回轉(zhuǎn)式。</p><p>　　5.3.3 各種電磁離合器的使用范圍</p><p>

96、;　　（一）濕式有滑環(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點：摩擦片幾乎沒有磨損，不必調(diào)整，壽命長。</p><p>　　缺點：有空轉(zhuǎn)力矩、殘余力矩衰減過程時間長，接合與脫開動作遲緩，接合頻率有限，要有給油裝置。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 不允許摩擦片因磨損而產(chǎn)生鐵

97、屑的場合；</p><p><b>　　2. 多油的條件；</b></p><p>　　3. 要求外形尺寸小，結(jié)合功不大的場合；</p><p>　　4. 裝拆不太方便的地方。</p><p>　?。ǘ└墒接谢h(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點：動作快；空轉(zhuǎn)力矩小。</p&g

98、t;<p>　　缺點：摩擦片有磨損；為了進行人工填證摩擦片的間隙，在機械上要提供方便，因此占用空間較大；允許接合功??；溫升高會出現(xiàn)摩擦性能衰減現(xiàn)象。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 要求動作快，接合功小而力矩大的場合；</p><p>　　2. 便于調(diào)整的場合。</p>&l

99、t;p>　　（三）干式有滑環(huán)單摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格低；動作快；允許接合功大；接合頻率高；沒有空轉(zhuǎn)力矩；動力矩調(diào)節(jié)方便。</p><p>　　缺點：徑向尺寸大；摩擦片會磨損，常需更換；溫升太高會出現(xiàn)摩擦性能衰減現(xiàn)象。 </p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p&

100、gt;　　1. 對徑向尺寸沒有限制；</p><p><b>　　2. 操作頻率高；</b></p><p>　　3. 要求接合功大、動作快。</p><p>　?。ㄋ模┭狼妒诫姶烹x合器</p><p>　　優(yōu)點：傳遞力矩大；沒有空轉(zhuǎn)力矩；沒有磨損，不必調(diào)整；沒有摩擦發(fā)熱；傳動無滑差；脫開快；能干濕兩用。</p&g

101、t;<p>　　缺點：一般在停車中接合，接合時沒有摩擦片式的緩沖作用，有沖擊。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 允許停車接合或負載力矩及慣量很小的場合；</p><p>　　2. 不希望有空轉(zhuǎn)力矩的場合；</p><p>　　3. 要求無滑差傳動的場合。</p

102、><p>　?。ㄎ澹袷綗o滑環(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　這種離合器與有滑環(huán)離合器相比有如下特點：</p><p>　　1. 線圈處于固定靜止?fàn)顟B(tài)，能不間斷平穩(wěn)地引入電流，減少了元件的轉(zhuǎn)動慣量，特別有利于勵磁電路和控制電路的設(shè)計與布置；</p><p>　　2. 可避免電刷與滑環(huán)接觸時所產(chǎn)生的火花現(xiàn)象，因而較有滑環(huán)式安全可靠，特別是

103、能符合防爆安全的使用條件；</p><p>　　3. 和有滑環(huán)相比不怕振動，不怕高速磨損，因而不需要更換電刷和滑環(huán)，特別適合于不宜拆裝的位置；</p><p>　　4. 由于磁性組件與傳動部分之間保持著氣隙，對離合器的斷開特性有很大好處；</p><p>　　5. 必須在有潤滑油的情況下使用。潤滑方式可以用外滴油法、油霧法及由</p><p>

104、;<b>　　軸心供油的辦法等。</b></p><p>　　由于這種離合器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，操作方便，運行可靠，故被廣泛應(yīng)用于機床、紡織、造紙、化工等工業(yè)部門和機械傳動裝置中，大大地提高了機械自動化水平。</p><p>　?。┺D(zhuǎn)差式電磁離合器</p><p>　　這種離合器啟動平穩(wěn)，可以用來限制由電動機傳給從動軸的力矩振動，平穩(wěn)接通及斷

105、開運動鏈，又可作為制動裝置和安全保護裝置。在具有通風(fēng)機負載的深度調(diào)節(jié)問題上，這種離合器提供了解決的途徑。若改變接入的勵磁電流，輸出力矩便改變，轉(zhuǎn)差也隨之改變，所以可用于普通機床的主傳動中，還可以用于壓力機、拉絲機等專用機床上。</p><p>　?。ㄆ撸┐欧凼诫姶烹x合器</p><p><b>　　特點：</b></p><p>　　1. 輸出

106、力矩與它的轉(zhuǎn)速無關(guān)；</p><p>　　2. 在整個工作范圍內(nèi)，力矩隨勵磁電流成線性地變化，因此具有很大的調(diào)整倍數(shù)；</p><p>　　3. 電磁時間常數(shù)最?。s毫秒級），沒有機械移動的過渡過程，從動部分慣性??；</p><p>　　4. 接通及控制無沖擊；</p><p>　　5. 所有滑動都被局限在工作氣隙中，因此接合面能自動地防磨損

107、；</p><p>　　6. 在整個工作過程中，不需調(diào)整氣隙。</p><p>　　除了具有摩擦式電磁離合器的功用外，磁粉式電磁離合器還特別適用于連續(xù)滑動工作。所以，它可以組成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)無級變速。但在使用過程中要特別注意磁粉老化、高溫和密封三個問題。</p><p>　　上面敘述了各種電磁離合器的一般使用范圍，但選型時應(yīng)該全面地掌握各種電磁離合器的結(jié)構(gòu)性能，按

108、照用途和使用目的進行綜合考慮，選定合適的電磁離合器，才能有效地達到預(yù)期使用效果。</p><p>　　5.3.4 電磁離合器在機械傳動裝置上的應(yīng)用形式 </p><p>　　電磁離合器的應(yīng)用已經(jīng)遍及所有機械行業(yè)。小到儀表系統(tǒng)的調(diào)速，大到軋鋼機的動力傳動，都有電磁離合器的身影出現(xiàn)。在機械裝置中，電磁離合器的應(yīng)用形式主要有以下幾種：</p><p><b>

109、　?。ㄒ唬┳鳛閯恿B接</b></p><p>　　所謂動力連接時指將電磁離合器設(shè)置在同一中心線上的兩根軸之間，在對接狀態(tài)下將兩根軸連接起來，也能自由地分離開，以此為主要目的的作用叫連接。</p><p><b>　　（二）用作傳動離合</b></p><p>　　離合是這樣一種作用，在一根軸上用電磁離合器來控制著傳遞給其它軸的動力

110、。</p><p>　　這種作用的離合器結(jié)構(gòu)如圖5.2所示，它用兩個離合器互相連接在一起，并與負載軸組裝成一體，磁軛與軸固定，“聯(lián)結(jié)”與軸滑動，通斷離合器的電源就能變換傳動的動力。</p><p>　　傳動離合器可以實現(xiàn)分支驅(qū)動，即在一個動力源通過電磁離合器驅(qū)動幾個機構(gòu)的體系中，可以任意地或者根據(jù)規(guī)定的程序驅(qū)動其中一部分機構(gòu)運動或停止。</p><p>　　這種形式

111、的離合器將在本課程設(shè)計中得到應(yīng)用。</p><p><b>　　（三）用作制動</b></p><p>　　當(dāng)離合器電源切斷時，在彈簧力的作用下實現(xiàn)制動。離合器電源接通，電磁力克服彈簧力，使原動機軸呈自由狀態(tài)而運轉(zhuǎn)。</p><p><b>　?。ㄋ模┯糜谡崔D(zhuǎn)</b></p><p>　　在這種形

112、式的應(yīng)用中，主動軸沿一定方向旋轉(zhuǎn)，用兩個電磁離合器與其組合起來，由電磁離合器的離合作用使負載的驅(qū)動軸實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。</p><p>　　利用電磁離合器實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，與利用電機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)相比，有如下優(yōu)點：</p><p>　　1. 此結(jié)構(gòu)僅將需要反轉(zhuǎn)的部分加以反轉(zhuǎn)，故正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動慣量小，可快速實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； </p><p>　　2. 可以任取正反轉(zhuǎn)速比；</p&

113、gt;<p>　　3. 可以利用電動機的慣性，使所需電機的容量小，電機不因反轉(zhuǎn)時過載電流而升溫；</p><p>　　4. 不需要用特殊電機，使用普通電機就能獲得良好的正反轉(zhuǎn)效果；</p><p><b>　　5. 耗能少。 </b></p><p>　　除了上述電磁離合器的主要用途外，電磁離合器還用于變速、高頻度運轉(zhuǎn)及過載保護等

114、?？傊姶烹x合器非常實用，用處也非常廣泛。 </p><p>　　5.3.5 電磁離合器的選擇 </p><p>　　1-固定磁軛；2-中間導(dǎo)磁體；3-永久磁鐵組；4-膜片彈簧；5-繞繩輪；6-軸</p><p>　　在緩降器性能試驗機設(shè)計中，要求用兩個電磁離合器相互連接在一起，裝在同一根軸上，一開一合地分別控制繞在離合器繞繩輪上的緩降繩的上升與下降。當(dāng)左側(cè)離合

115、器與軸連接時，右側(cè)離合器則與軸脫離，緩降繩按逆時針方向運動；反之，當(dāng)左側(cè)離合器與軸脫離時，右側(cè)離合器則與軸連接，緩降繩按順時針方向運動。這樣，可實現(xiàn)往復(fù)循環(huán)測試，從而能夠節(jié)省時間，提高測試的效率。</p><p>　　根據(jù)這一原理，我們選擇無滑環(huán)帶永久磁鐵的電磁離合器。因為，第一，它可以將兩個同樣類型的離合器相互連接地裝在同一根軸上，實現(xiàn)交互控制，循環(huán)使用；第二，可以將其結(jié)構(gòu)改進，將原來的帶輪結(jié)構(gòu)改換成繞繩輪結(jié)構(gòu)

116、，從而實現(xiàn)繞繩控制功能；第三，其結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，制造較為簡單，成本較低；第四，它的工作原理淺顯易懂，符合設(shè)計要求。</p><p>　　下面介紹一下這種離合器的工作原理：</p><p>　　磁軛1及線圈固定不動，當(dāng)線圈未通電時，永久磁鐵組3與中間導(dǎo)磁體2吸合，主動軸6與件2以鍵連接，輸入的動力同過膜片彈簧4傳到繞繩輪5。當(dāng)線圈通電后，建立與永久磁鐵組相反的磁場，而排斥永久磁鐵，線圈產(chǎn)生的

117、磁場通過件2形成閉合回路，而永久磁鐵組的磁力線在其內(nèi)部形成閉合回路，離合器分離。</p><p>　　5.4 傳感器的選擇</p><p>　　5.4.1 傳感器的分類</p><p>　　通常，人們把能使物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚ɑ螂姶帕浚┑钠骷蛟凶鰝鞲衅?。傳感器也叫換能器或探測器。</p><p>　　傳感器的分類方法很多，通常

118、采用以下兩種方法分類傳感器。</p><p>　　第一種是按照傳感器的結(jié)構(gòu)特點或物理效應(yīng)分類。主要有應(yīng)變式（將被測量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電阻輸出）、電容式（利用彈性電極在輸入作用下產(chǎn)生位移，使電容量變化而輸出）、壓電式（利用壓電材料的物質(zhì)效應(yīng)，將被測量轉(zhuǎn)換成電荷輸出）、壓阻式（利用半導(dǎo)體材料和集成電路等先進工藝制成的一種輸出電阻變化的固體傳感器）等傳感器。</p><p>　　第二種是按照傳感器的使

119、用來分類。主要有壓力傳感器（測量各種壓力）、測力傳感器（測定靜壓力、動壓力、拉壓力等）、振動傳感器（測量振幅、速度、加速度等）、溫度傳感器（測量各種溫度）等。</p><p>　　5.4.2 傳感器的選擇 </p><p>　　在緩降器性能試驗機設(shè)計中，需測定緩降繩所受的拉力變化，故選擇測力傳感器，型號為型拉力傳感器。</p><p>　　工作時，傳感器將感應(yīng)到的

120、緩降繩的拉力變化轉(zhuǎn)化為電量的變化，通過宏拓7484采集卡，將電量的變化傳遞到微機上，顯示出來。</p><p>　　6 數(shù)據(jù)采集與處理</p><p>　　在緩降器性能試驗機系統(tǒng)中，拉力傳感器感應(yīng)并將采集到的信息傳遞到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，其目的是：</p><p>　　將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機可以接收的離散數(shù)據(jù)信號。</p>

121、<p>　　還原采集到的電信號的物理意義。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被采集的物理量</p><p>　?。囟取毫?、流量等）經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后變成電量，因而采集到的數(shù)據(jù)是以電量的形式表現(xiàn)的。它雖然含有被采集物理量的信息，但沒有明確的物理意義，不便于處理和使用，必須把它還原成原來對應(yīng)的物理量。</p><p>　　消除數(shù)據(jù)中的干擾信號。在數(shù)據(jù)的采集、傳送和轉(zhuǎn)換過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部和外部干擾

122、和噪聲的影響，會在采集的數(shù)據(jù)中混入干擾信號，因而應(yīng)采用各種方法最大限度地消除混入數(shù)據(jù)中的干擾信號，以保證采集數(shù)據(jù)的精度。</p><p>　　分析數(shù)據(jù)的內(nèi)在特征。通過對采集到的數(shù)據(jù)進行變換加工，或在有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間進行某些相互的運算，以得到能表達數(shù)據(jù)內(nèi)在特征的二次數(shù)據(jù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理有多種類型。按處理的方式劃分，數(shù)據(jù)處理可分為實時處理、在線</p><p

123、>　　處理和離線處理。一般來說，實時處理或在線處理由于處理時間受到限制，因而只能對有限的數(shù)據(jù)進行一些簡單、基本的處理；而離線處理由于處理時間不受限制，因而可以做各種復(fù)雜的處理。按處理的性質(zhì)劃分，數(shù)據(jù)處理可分為預(yù)處理和二次處理兩種。預(yù)處理通常是剔出數(shù)據(jù)奇異項、去除數(shù)據(jù)趨勢項，對數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波和轉(zhuǎn)換等。二次處理有各種數(shù)學(xué)運算，如微分、積分、傅立葉變換和小波變換等。對數(shù)據(jù)進行二次處理之前應(yīng)先對采集到的數(shù)據(jù)做某些預(yù)處理，使信號得到一次增

124、強或凈化，從而使分析處理獲得高質(zhì)量的有用信號或更準(zhǔn)確的特征信息。</p><p>　　6.1 數(shù)據(jù)采集原理</p><p>　　計算機是一臺數(shù)字化設(shè)備，它只能處理數(shù)字信息，故使用計算機處理信號時必須將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，即模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換或數(shù)據(jù)采集。將連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成計算機可以接收的離散數(shù)字信號，需要兩個環(huán)節(jié)：首先是采集，由連續(xù)的模擬信號得到離散信號；然后再通過A/D轉(zhuǎn)換，變

125、為數(shù)字信號。模擬信號的數(shù)字化過程如圖6.1所示。</p><p>　　6.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)據(jù)采集就是將被測對象的各種參量通過各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到計算機進行數(shù)據(jù)處理或存儲記錄的過程。用于數(shù)據(jù)采集的成套設(shè)備稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（data acquisition system, DAS）,它是計算機與外部世界聯(lián)系得橋

126、梁，是獲取信息的重要途徑。</p><p>　　6.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成 </p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如圖6.2所示，它的輸入信號分為模擬信號和數(shù)字信號兩類。模擬信號由模擬類的傳感器輸出信號經(jīng)調(diào)理后得到，數(shù)字信號則由數(shù)字類傳感器輸出的數(shù)字信號或開關(guān)信號得到。</p><p>　　傳感器的作用是把非電量轉(zhuǎn)變成電量（如電壓、電流或頻率）。在本課程設(shè)

127、</p><p>　　計中，我們使用的是拉力傳感器，其作用是將拉力的變化轉(zhuǎn)變成電量的變化，輸出到A/D轉(zhuǎn)換器中。</p><p>　　放大器用來放大和緩沖輸入信號。由于傳感器輸出的信號較小，需要將其</p><p>　　放大，以滿足大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器的滿量程輸入要求。此外，某些傳感器內(nèi)阻比較大,輸出功率較小，這樣，放大器還起到了阻抗變換器的作用，用來緩沖輸入信號。常

128、用的放大器有差分放大器、儀器放大器和隔離放大器等。</p><p>　　在傳感器和電路中的器件常會產(chǎn)生噪聲，人為的發(fā)射源也會通過各種耦合渠道使信號通道感染上噪聲，這種噪聲可以用濾波器來衰減，以提高模擬輸入信號的信噪比。</p><p>　　在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，往往要對多個物理量進行采集，即多路巡回檢測，這可以通過多路模擬開關(guān)來實現(xiàn)。多路模擬開關(guān)可以分時選通來自多個輸入通道的某一信號。<