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摘 要： 根据现代机械传动教学研究的需要，本文提出了一种多功能机械传动测试平台。该平台以齿轮传动、带传动和链传动为研究对象，快速实现不同类型传动装置的拆装和调节，最终完成对各种传动装置传动性能的测试。以不同机械传动装置为基础，搭建了模块化的多功能试验平台，通过试验得到了预期的效果。
关键词： 测试平台；传动性能；模块化；多功能
中图分类号：TH132 文献标识码：A
1引言
机械传动装置是实际工程应用中最为普遍的一类关键零部件。随着现代机电一体化技术的进步，机械传动系统在各方面参数性能上都得到了极大的优化，使得产品可以符合不同实际工况下人们对传动装置性能的要求。工程技术人员都希望能设计出一台振动小、噪声低、效率高的机械，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，为后期产品的优化以及运动分析提供实验依据及参考，因此具有十分重要的意义[1]。
2多功能机械传动测试平台设计方案及工作原理
根据对传统测试平台的分析和改进，本文提出了一种新型开放功率式测试平台。开放功率式测试平台是指功率从动力模块输出后，经过机械传动模块产生消耗，最后传到加载模块，加载模块把传递的功率消耗掉，因此其中能量或者说功率是开放的。其结构原理图如图1所示。
开放功率式测试平台的特点是制造、安装便捷，加工成本低廉，结构紧凑，加载相对灵活，对测试装置要求相对不高，满足实际应用要求。
图2为多功能机械传动测试平台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。本文采用了两种磁粉制动器，一种为单轴，一种为双轴，它们的安装定位尺寸一样。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，通过灯泡的亮度直观反映负载变化情况，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。因此，本机械传动测试平台既能完成单一的齿轮传动、带传动和链传动的测试，也能通过部件模块化拆装，便捷地完成多级传动的综合性能测试实验。
3 多功能机械传动测试平台测试内容
多功能機械传动测试平台可以完成对传动装置多方面性能的测试，包括齿轮传动的性能测试以及带、链传动的性能测试。主要包括以下几个方面。
（1）跑合实验：测试正反转的跑合，包括高低速跑合和空载、负载情况下的跑合，主要观察传动相关部位热现象，监测有无异常现象。
（2）温升实验：温度的测试是针对齿轮传动的，主要测试齿轮传动过程的相关部位的温度变化。将温度传感器置于传动装置箱体的润滑油中，测试油温变化；采用非接触式的红外温度传感器测试输入轴、输出轴轴承端的温度。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各传动装置输入轴、输出轴的转矩和转速数据，通信传输给上位机，结合理论公式并经过数据处理从而确定出不同工况下的传动效率。
（4）齿轮的接触疲劳强度实验：根据标准号为GB/T 14229-1993的《齿轮接触疲劳强度试验方法》，通过对被测传动装置进行负荷运转实验，可以测试齿轮的接触疲劳强度。
（5）振动噪声实验：齿轮、带、链在传动过程中都有周期性啮合的特点，振动和噪音是必然的，利用振动和噪音测试仪器可以便捷测出数据。
（6）带传动滑差率实验：带的打滑是带传动的一个特性，通过逐步加载实验可以观察并分析带的弹性滑动及打滑现象，绘制出滑差率曲线。
（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）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各自的角位移，与理论值相比较，通过数据处理得到其回程误差[2-3]。
4 结束语
本文的多功能机械传动测试平台整合了齿轮传动、链传动和带传动的三大传动，相对于市面上常见的单一测试平台有巨大优势。其中齿轮传动包括各种中心距、不同类型的减速器，并且测试不同的待测减速器时不用另加垫块，安装调节十分方便；带传动包括普通平带、V带、同步带，每种类型的带的传动比、中心距也有不同的变化；链传动包括滚子链和齿型链，也有不同中心距，不同的传动比。总之，可测项目多，基本可满足实际教学科研需要。
本文中的测试平台采用可自主拼接的结构，采用多种类型的电机、机械传动装置、加载装置、传感器和工控机等模块组成。实验人员还可以通过不同类型的实验，选择合适的加载设备或被测实验对象，进行相关控制实验、原理验证性实验、综合性实验、创新性实验等，因此具有很好的科研价值。■
参考文献
[1]楼红伟，马振书，孙华刚. 大型多功能机械传动试验台[J]. 机械传动，2013，37（09）：136-139.
[2]孙孟琴. 机械传动性能的实验教学[J]. 科技视界，2015（31）：141.
[3]温虎，向中凡，姚红梅. 一种新型多功能机械传动试验台的设计[J]. 机械传动，2004（02）：58-60.
关键词： 测试平台；传动性能；模块化；多功能
中图分类号：TH132 文献标识码：A
1引言
机械传动装置是实际工程应用中最为普遍的一类关键零部件。随着现代机电一体化技术的进步，机械传动系统在各方面参数性能上都得到了极大的优化，使得产品可以符合不同实际工况下人们对传动装置性能的要求。工程技术人员都希望能设计出一台振动小、噪声低、效率高的机械，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，为后期产品的优化以及运动分析提供实验依据及参考，因此具有十分重要的意义[1]。
2多功能机械传动测试平台设计方案及工作原理
根据对传统测试平台的分析和改进，本文提出了一种新型开放功率式测试平台。开放功率式测试平台是指功率从动力模块输出后，经过机械传动模块产生消耗，最后传到加载模块，加载模块把传递的功率消耗掉，因此其中能量或者说功率是开放的。其结构原理图如图1所示。
开放功率式测试平台的特点是制造、安装便捷，加工成本低廉，结构紧凑，加载相对灵活，对测试装置要求相对不高，满足实际应用要求。
图2为多功能机械传动测试平台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。本文采用了两种磁粉制动器，一种为单轴，一种为双轴，它们的安装定位尺寸一样。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，通过灯泡的亮度直观反映负载变化情况，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。因此，本机械传动测试平台既能完成单一的齿轮传动、带传动和链传动的测试，也能通过部件模块化拆装，便捷地完成多级传动的综合性能测试实验。
3 多功能机械传动测试平台测试内容
多功能機械传动测试平台可以完成对传动装置多方面性能的测试，包括齿轮传动的性能测试以及带、链传动的性能测试。主要包括以下几个方面。
（1）跑合实验：测试正反转的跑合，包括高低速跑合和空载、负载情况下的跑合，主要观察传动相关部位热现象，监测有无异常现象。
（2）温升实验：温度的测试是针对齿轮传动的，主要测试齿轮传动过程的相关部位的温度变化。将温度传感器置于传动装置箱体的润滑油中，测试油温变化；采用非接触式的红外温度传感器测试输入轴、输出轴轴承端的温度。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各传动装置输入轴、输出轴的转矩和转速数据，通信传输给上位机，结合理论公式并经过数据处理从而确定出不同工况下的传动效率。
（4）齿轮的接触疲劳强度实验：根据标准号为GB/T 14229-1993的《齿轮接触疲劳强度试验方法》，通过对被测传动装置进行负荷运转实验，可以测试齿轮的接触疲劳强度。
（5）振动噪声实验：齿轮、带、链在传动过程中都有周期性啮合的特点，振动和噪音是必然的，利用振动和噪音测试仪器可以便捷测出数据。
（6）带传动滑差率实验：带的打滑是带传动的一个特性，通过逐步加载实验可以观察并分析带的弹性滑动及打滑现象，绘制出滑差率曲线。
（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）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各自的角位移，与理论值相比较，通过数据处理得到其回程误差[2-3]。
4 结束语
本文的多功能机械传动测试平台整合了齿轮传动、链传动和带传动的三大传动，相对于市面上常见的单一测试平台有巨大优势。其中齿轮传动包括各种中心距、不同类型的减速器，并且测试不同的待测减速器时不用另加垫块，安装调节十分方便；带传动包括普通平带、V带、同步带，每种类型的带的传动比、中心距也有不同的变化；链传动包括滚子链和齿型链，也有不同中心距，不同的传动比。总之，可测项目多，基本可满足实际教学科研需要。
本文中的测试平台采用可自主拼接的结构，采用多种类型的电机、机械传动装置、加载装置、传感器和工控机等模块组成。实验人员还可以通过不同类型的实验，选择合适的加载设备或被测实验对象，进行相关控制实验、原理验证性实验、综合性实验、创新性实验等，因此具有很好的科研价值。■
参考文献
[1]楼红伟，马振书，孙华刚. 大型多功能机械传动试验台[J]. 机械传动，2013，37（09）：136-139.
[2]孙孟琴. 机械传动性能的实验教学[J]. 科技视界，2015（31）：141.
[3]温虎，向中凡，姚红梅. 一种新型多功能机械传动试验台的设计[J]. 机械传动，2004（02）：58-60.