帶傳動實驗臺的設(shè)計

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告書2010年01月20日院（系） 機電工程系專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化姓 名學(xué) 號論文（設(shè)計）題目帶傳動實驗臺的設(shè)計一、選題目的和意義帶傳動是機械傳動中重要的傳動形式，由于它具有傳動中心距靈活、結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉、不需潤滑以及緩沖吸振，且有過載保護作用等特點，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。帶傳動實驗臺是研究帶傳動運動規(guī)律、測量滑動率和傳動效率的重要工具，也是工科院校機械專業(yè)必備的實驗教學(xué)設(shè)備。實驗室原有帶傳動實驗臺的數(shù)據(jù)測試方法落后，整個實驗過程需要人為干預(yù)、測試數(shù)據(jù)耗時、精度較低，已不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)實驗的要求。本文根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件和改造的要求，該實驗臺可以實

2、現(xiàn)實驗臺轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號的計算機測量以及轉(zhuǎn)矩加載的計算機控制，能夠動態(tài)描繪出帶傳動的滑動率和效率隨有效拉力變化的曲線，并自動生成實驗報告、存儲和打印，將會進一步提高帶的性能和質(zhì)量。 二、本選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢近幾年來，市場上出現(xiàn)了許多類型的帶傳動實驗臺，大都向微型化、智能化方向發(fā)展，通過數(shù)字控制技術(shù)控制電機，設(shè)計了專用的軟件，使實驗臺具有數(shù)據(jù)采集、顯示等功能。但大多數(shù)仍停留在生產(chǎn)過程控制級，基本上為單機控制，不利于構(gòu)成計算機集散型控制系統(tǒng)。集散型控制系統(tǒng)是一種適合整個企業(yè)綜合管理控制的系統(tǒng)，應(yīng)用集散型控制系統(tǒng)將帶傳動實驗、帶的設(shè)計、帶的生產(chǎn)等結(jié)合起來，將會進一步提高帶的性能和質(zhì)量。國

3、外發(fā)達國家的帶傳動實驗設(shè)備技術(shù)相當成熟，普遍采用計算機集散型控制，集生產(chǎn)、實驗、監(jiān)控、管理為一體，各個系統(tǒng)由計算機控制組成，整個系統(tǒng)形成計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成分段結(jié)構(gòu)的計算機控制系統(tǒng)。同時實驗設(shè)備的智能化與虛擬設(shè)計、虛擬制造相結(jié)合，使得操作人員少、效率高。但引進這些廠家的設(shè)備價格相當昂貴，一般為國產(chǎn)設(shè)備價格的3-10倍，從而使其在國內(nèi)推廣應(yīng)用受到約束。三、課題設(shè)計方案 本課題的研究內(nèi)容：1.了解帶傳動實驗臺的組成以及主要設(shè)計參數(shù)2.帶傳動實驗臺的工作原理，了解各種帶傳動實驗臺的主要結(jié)構(gòu)3.帶傳動實驗臺對控制系統(tǒng)的要求以及對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的要求4.帶傳動實驗臺的軟件設(shè)計。研究途徑： 1.到學(xué)校圖書館

4、、上網(wǎng)查閱資料。2.咨詢指導(dǎo)老師和其他專業(yè)老師及同學(xué)之間展開討論。3.總結(jié)。四、計劃進度安排 起止時間：2010年1月至2010年5月2010年1月中旬：搜集資料，制定設(shè)計方案。2010年1月下旬：進行開題報告陳述并提交導(dǎo)師評閱。2010年3月下旬：在導(dǎo)師的指導(dǎo)下撰寫論文初稿，并提交指導(dǎo)老師評閱。2010年4月上旬：根據(jù)導(dǎo)師提出的論文修改和完善意見，對論文做進一步的充實，修改與完善。2010年4月下旬：根據(jù)導(dǎo)師提出的定稿意見做最后的完善，檢查論文的格式和文字等細節(jié)，按照現(xiàn)有條件的統(tǒng)一格式排版并將最終的論文定稿打印、裝訂，同時提交論文定稿的電子版給導(dǎo)師。 2010年5月上旬：參加論文答辯。五、主

5、要參考文獻1顧繩谷.電機及拖動基礎(chǔ).北京:機械工業(yè)出版社,20062王毅,趙凱岐,徐殿國.基于dsp的三相異步電機軟起動控制器.能源技術(shù).2001.3羅善明, 郭迎福, 陳安華. 磁力金屬帶傳動的傳動特性分析.中國工程科學(xué), 2005,7 4秦書安. 帶傳動技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景.機械傳動,2002,26 (4) 5羅善明,余以道,郭迎福等. 帶傳動理論與新型帶傳動.北京:國防工業(yè)出版社,2006指導(dǎo)教師意見及建議： 簽名： 年 月 日教學(xué)單位領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見： 組長簽名： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表院(系)： 機電工程系 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 2010年 04 月 14 日畢業(yè)

6、論文（設(shè)計）題目：帶傳動實驗臺的設(shè)計學(xué)生姓名 學(xué) 號指導(dǎo)教師職 稱計劃完成時間： 2010 年05月 07日 畢業(yè)論文（設(shè)計）的進度計劃：2010年1月中旬：搜集資料，制定設(shè)計方案。2010年1月下旬：進行開題報告陳述并提交導(dǎo)師評閱。2010年3月下旬：在導(dǎo)師的指導(dǎo)下撰寫論文初稿，并提交指導(dǎo)老師評閱。2010年4月上旬：根據(jù)導(dǎo)師提出的論文修改和完善意見，對論文做進一步的充實，修改與完善。2010年4月下旬：根據(jù)導(dǎo)師提出的定稿意見做最后的完善，檢查論文的格式和文字等細節(jié)，按照現(xiàn)有條件的統(tǒng)一格式排版并將最終的論文定稿打印、裝訂，同時提交論文定稿的電子版給導(dǎo)師。 2010年5月上旬：參加論文答辯。完

7、成情況：到現(xiàn)在為止，查閱了大量相關(guān)文獻，學(xué)習(xí)了相關(guān)專業(yè)理論知識，確定了設(shè)計思路和論文得整體框架。通過自己的努力和輔導(dǎo)老師的幫助，到現(xiàn)在已近完成了畢業(yè)論文的大部分，論文的大體概況已經(jīng)基本完成，在以后的一段時間還需要對設(shè)計進一步得進行修改、完善。指導(dǎo)教師評議 評議人： 年 月 日備注：目 錄摘要及關(guān)鍵詞11 引言 12帶傳動實驗臺的組成及設(shè)計參數(shù)22.1帶傳動實驗臺的分類22.2帶傳動實驗臺的組成42.3帶傳動實驗臺的主要設(shè)計參數(shù)43帶傳動實驗臺的工作原理及主要結(jié)構(gòu)43.1帶傳動實驗臺的工作原理43.2帶傳動實驗臺的主要結(jié)構(gòu)84帶傳動實驗臺控制系統(tǒng)的設(shè)計94.1 對控制系統(tǒng)的要求94.2 對數(shù)據(jù)處

8、理系統(tǒng)的要求104.3 接口的設(shè)計104.4 軟件的設(shè)計125結(jié)論14參考文獻16謝 辭18帶傳動實驗臺的設(shè)計王玉杰 （德州學(xué)院機電系，山東德州 253023） 摘要：帶傳動實驗是工科學(xué)校機械設(shè)計和機械設(shè)計基礎(chǔ)兩門課程的重要教學(xué)實驗之一。學(xué)生通過帶傳動實驗可以進一步理解帶傳動的工作原理，了解其工作性能，為今后的應(yīng)用實踐打下良好的基礎(chǔ)。但是實驗室原有的帶傳動實驗臺由于實驗精度低、效率差，已不能適應(yīng)教學(xué)改革的需要，為此本人就是以此實驗臺為研究課題，詳細論述了整個實驗臺的設(shè)計方法和過程。 關(guān)鍵詞：帶傳動；實驗臺；機構(gòu)設(shè)計1 引言帶傳動是機械傳動中重要的傳動形式，由于它具有傳動中心距靈活、結(jié)構(gòu)簡單、傳

9、動平穩(wěn)、造價低廉、不需潤滑以及緩沖吸振，且有過載保護作用等特點，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。帶傳動實驗臺是研究帶傳動運動規(guī)律、測量滑動率和傳動效率的重要工具，也是工科院校機械專業(yè)必備的實驗教學(xué)設(shè)備。實驗室原有帶傳動實驗臺的數(shù)據(jù)測試方法落后，整個實驗過程需要人為干預(yù)、測試數(shù)據(jù)耗時、精度較低，已不能適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)實驗的要求。目前國內(nèi)帶傳動實驗臺的類型較多，使用的技術(shù)差別很大。許多帶傳動實驗臺都是通過手動操作來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和負載。也有一些成型的設(shè)備，但大多數(shù)仍停留在生產(chǎn)過程控制級，基本上為單機控制，不利于構(gòu)成計算機集散型控制系統(tǒng)。很多帶的生產(chǎn)廠家對于實驗設(shè)備的應(yīng)用也不重視，使用的帶傳動實驗設(shè)備技術(shù)很落后，不利于通

10、過帶傳動實驗來改進皮帶的設(shè)計。集散型控制系統(tǒng)是一種適合整個企業(yè)綜合管理控制的系統(tǒng)，應(yīng)用集散型控制系統(tǒng)將帶傳動實驗、帶的設(shè)計、帶的生產(chǎn)等結(jié)合起來，將會進一步提高帶的性能和質(zhì)量。國外的帶傳動實驗設(shè)備技術(shù)相當成熟，現(xiàn)在主要發(fā)展方向是計算機集散型控制。集生產(chǎn)、實驗、監(jiān)控、管理為一體，各個系統(tǒng)由計算機控制組成，整個系統(tǒng)形成計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成分段結(jié)構(gòu)的計算機控制系統(tǒng)。同時實驗設(shè)備的智能化與虛擬設(shè)計、虛擬制造相結(jié)合。由于變頻技術(shù)的成熟為交流調(diào)速開拓了廣闊的天地，國外交流調(diào)速在電氣傳動行業(yè)中已占絕對優(yōu)勢，同時矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)也廣泛得到應(yīng)用。國內(nèi)在交流調(diào)速技術(shù)方面的研究起步較晚，與國外有一定的差距

11、，但具有廣闊的發(fā)展前景。本文根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件和改造的要求，該實驗臺可以實現(xiàn)實驗臺轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號的計算機測量以及轉(zhuǎn)矩加載的計算機控制，能夠動態(tài)描繪出帶傳動的滑動率和效率隨有效拉力變化的曲線，并自動生成實驗報告、存儲和打印。改造后的實驗臺不但滿足了帶傳動實驗的要求，同時可以進行綜合性實驗，對各種帶型進行測試。新的帶傳動實驗臺是機電一體化的設(shè)備，參加實驗的學(xué)生不但能夠順利的完成實驗，同時也會對本實驗設(shè)備有所了解，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機械知識的同時還增長了計算機控制、機電一體化等方面的知識。本實驗臺對于帶生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測也具有很強的現(xiàn)實意義。2帶傳動實驗臺的組成及設(shè)計參數(shù) 2.1 帶傳動實驗臺的分類

12、 帶傳動實驗臺主要有兩種形式，開式和閉式帶傳動實驗臺。閉式又分電封閉式和機械封閉式兩種。2.1.1開式帶傳動實驗臺（如圖1所示）圖 1 開式帶傳動實驗臺示意圖1-電動機； 2-發(fā)電機； 3-轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器； 4-實驗帶開式帶傳動實驗臺的實驗帶裝在電動機和直流發(fā)動機（負載機）之間，這種布置方法與帶傳動在各種機械上的實際使用狀況一致，因而可以在實驗臺上模擬交代的實際使用情況，這是該實驗臺最突出的優(yōu)點。但實驗時負載機發(fā)出的電能只有消耗掉，不能反饋給電網(wǎng)或電動機，做成能源浪費，這種浪費對大、中功率（幾十千瓦一百千瓦）的實驗臺是不能容許的。因此，開式實驗臺只能用于小功率實驗。目前國內(nèi)各高校的帶傳動教學(xué)

13、實驗臺就是開式的，其功率為三千瓦左右。2.1.2電封閉帶傳動實驗臺（如圖2所示）1-實驗帶 2-電動機 3-發(fā)電機 4-可調(diào)電阻圖 2 電封閉帶傳動實驗臺示意圖電封閉實驗臺的機械部分與開式實驗臺基本相似，不同的是負載發(fā)電機發(fā)出的電能可以反饋給電網(wǎng)或電動機，這樣可以回收一部分電能，其能量轉(zhuǎn)換路線(如圖3所示）：圖3 能量轉(zhuǎn)換路線整個系統(tǒng)是一個電能轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)姆忾]環(huán)，所以稱為“電封閉”。這種實驗臺的電能是封閉的，而帶傳動仍然是開放式的，所以它也具有能模擬帶傳動實際工作狀況的優(yōu)點。據(jù)有關(guān)資料記載，電封閉實驗臺電能的消耗約等于封閉功率的37%，與開式實驗臺比較 ，可以少消耗60%的電能，而它需要一套電

14、反饋系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)的可靠程度和精確程度如何，也能對效果和實驗精度有較大影響，而效果也不如機械封閉式帶傳動實驗臺顯著。2.2帶傳動實驗臺的組成 實驗臺主要由主機部分和控制部分組成。主機部分包括：驅(qū)動電機、加載機構(gòu)、傳動軸、傳動軸、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、軸滾動支撐、平衡機構(gòu)、預(yù)拉力施加機構(gòu)、實驗帶輪、輔助帶輪、磁電轉(zhuǎn)速傳感器等?？刂撇糠职ǎ何⑻幚頇C、驅(qū)動電源、步進電機、控制箱、打印機、繪圖機、穩(wěn)壓電源、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀、轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀等。2.3帶傳動實驗臺的主要設(shè)計參數(shù)主要技術(shù)指標：系統(tǒng)最大封閉功率：110kw；軸扭矩范圍：0200kgm；實驗帶輪直徑范圍：100630mm；實驗帶長度范圍：25001100

15、0mm；實驗臺轉(zhuǎn)速范圍：601300r/min；系統(tǒng)可測滑動范圍：05.5%；實驗臺可對普通v帶的b、c、d、e和窄v帶的zv15(5v）、zv25(8v)以及spb、spc等較大型號規(guī)格進行傳動性能測試和質(zhì)量檢測等。測試參數(shù)：1）單根功率值（kw）；2）滑動率（%）；3）線速度v（m/s）；4）圓周力f（kg）；3帶傳動實驗臺的工作原理及主要結(jié)構(gòu)3.1帶傳動實驗臺的工作原理實驗臺結(jié)構(gòu)與傳動示意圖見圖 4。1. 滑動率的計算v帶是靠摩擦力來實現(xiàn)傳動的,在傳動中存在一個特有現(xiàn)象彈性滑動,它是由于傳動中緊松邊的拉力造成的,滑動率%來表示彈性滑動的大小。從膠帶的變形關(guān)系可推出滑動率原理 (1） 1.

16、驅(qū)動電機 2.加載機構(gòu) 5.轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 6.實驗帶a 11.預(yù)拉力施加機構(gòu) 15.齒輪 標注的不全圖 4 實驗臺結(jié)構(gòu)與傳動示意圖 式中：緊邊拉力 松邊拉力 f 有效圓周力 e 帶的彈性模量 a 帶的橫截面積滑動率也可用帶輪的線速度變化率表示： （2）式中：主動帶輪的線速度； 被動帶輪的線速度； 主動帶輪的轉(zhuǎn)速； 被動帶輪的轉(zhuǎn)速； 主動帶輪的直徑； 被動帶輪的直徑；由（1）式可見，緊邊拉力和松邊拉力之差（即有效圓周力）越大 ,則彈性滑動越大,滑動率%也就越大。有效圓周力即為帶傳動中的載荷,所以滑動率%越大,帶傳動中的載荷也越大。實驗帶的滑動率： （3）輔助帶的滑動率： （4）在實驗過程中,始

17、終等于,當起動實驗臺,達到預(yù)定轉(zhuǎn)速后,逐漸減小，造成人為滑動,的減小量越大 ,人為滑動越大,載荷加得也越大。（3）式可以寫成： (5)將（4）式與（5）式聯(lián)立，可解得： (6)（6） 式為整個系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的一般條件式。本實驗臺選擇為加載帶輪，改變后與比較有三種情況1) 當時，帶入（6）式得 (7)滿足（7）式得基本條件必須是，此情況正事整個系統(tǒng)處于空載運行的狀態(tài)，此時沒有力流產(chǎn)生，載荷為零，兒系統(tǒng)的運動為軸通過a和b兩邊的傳動同時傳給軸，和均為主動輪，和均為被動輪。2） 當時，此時（6）式可以寫成 (8)由（8）式可知，滿足上述條件必須是。此時整個系統(tǒng)已處于負載狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，整個系統(tǒng)按順時針

18、方向流動，成為順流封閉系統(tǒng)。3）當時，此時（6）式可寫成： (9)由（9）式可知，滿足上述條件必須是。封閉力流將從輔助邊按逆時針方向流動，稱為逆流封閉系統(tǒng)。我們實驗臺采用順流封閉系統(tǒng)，這是因為所測扭矩直接為實驗帶的扭矩值，而滑動值意味著在測試中可保證實驗帶先期大話，而不受輔助帶打滑的影響，所得到的滑動率更為準確，并且主加載機構(gòu)可使加載帶輪在分離減小帶輪直徑時容易實現(xiàn)。在實驗臺中，加載機構(gòu)是實驗臺結(jié)構(gòu)的主要部件，它的性能直接關(guān)系到實驗臺的測試精度和性能。2.效率的計算電動機輸出扭矩t1（即主動輪扭矩）和發(fā)電機負載扭矩t2（即從動輪扭矩）采用平衡法來測定。電動機或發(fā)電機的定子外殼（即機殼）支承在支

19、座的滾動軸承中，并可繞與轉(zhuǎn)子相重合的軸線任意擺動。當主動電機啟動和從動電機帶負載后，由于定子磁場和電樞轉(zhuǎn)子間的電磁力的相互作用，主動電動機外殼將向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反方向轉(zhuǎn)動，從動發(fā)電機外殼將向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相同方向轉(zhuǎn)動，為了阻止外殼轉(zhuǎn)動，它們的轉(zhuǎn)動力矩分別通過固定在外殼上的壓力傳感器所產(chǎn)生的力矩來平衡。由于作用于定子上的力矩與轉(zhuǎn)子上的力矩是大小相等方向相反的，因此主動輪轉(zhuǎn)矩 從動輪轉(zhuǎn)矩 其中，為主從動輪壓力傳感器測得的數(shù)值， 為兩個力臂，且主從動輪轉(zhuǎn)速和壓力傳感器產(chǎn)生的壓力可通過面板直接讀出。帶的有效拉力： 其中為主動輪轉(zhuǎn)矩，為主動輪直徑為，可得 式中： 為主動、從動輪上的功率， 為主動、從動輪的

20、轉(zhuǎn)速。3.2帶傳動實驗臺的主要結(jié)構(gòu)3.2.1加載原理根據(jù)實驗臺工作原理 ,要求加載帶輪的直徑能夠改變 ,實現(xiàn)這一機構(gòu)的方法很多,但對帶傳動來說,采用軸向半輪必須克服膠帶在包角內(nèi)由于膠帶的楔角所產(chǎn)生的分力對帶輪槽角的影響,為此 ,我們采用籠式加載機構(gòu)（見圖 5）,其工作原理如下：圖 5 加載原理示意圖當步進電機1從微機控制系統(tǒng)中得到轉(zhuǎn)動信號后通過齒輪2減速帶動蝸桿3，再帶動蝸輪4旋轉(zhuǎn),蝸輪4與正反螺套5是用鍵聯(lián)接在一起的,蝸輪旋轉(zhuǎn)使正反螺套旋轉(zhuǎn),正反螺母6、7在固定支架8的支承下只能作軸向移動,軸承外圈9與10分別與螺母6和7聯(lián)接在一起,而9和10可以隨帶輪轉(zhuǎn)動。當螺套轉(zhuǎn)動時,螺母6和7相對移動

21、（或靠近或離開）,使9和10也相對移動,當9和10靠近運動時，分別通過螺桿11、12和隔套13、14帶動兩帶輪的左右半帶輪向離開方向運動，使槽寬加大，膠帶向中心移動，使帶輪直徑減少,反之如螺母6和7向離開方向移動,兩帶輪的槽寬減少,帶輪直徑增加。該機構(gòu)為圖5中的主加載機構(gòu)。根據(jù)實驗臺工作原理 ,當變化時系統(tǒng)便起到加載作用,當恢復(fù)到與相等時,便起到卸載作用。3.2.2加載帶輪的直徑變化規(guī)律 加載步進電機步距角選擇,刻度盤格數(shù)選為26格?？潭缺P每轉(zhuǎn)一格,步進電機所需脈沖信號數(shù)n為： （次） （10）式中：減速齒輪傳動比； 蝸輪蝸桿傳動比；相應(yīng)直徑的變化量 （mm） （11）式中：槽輪的槽角本實驗臺

22、槽角共有三種：、直徑變化范圍034.84mm。如果考慮軸的輔助加載帶輪,那么整個系統(tǒng)的加載帶輪直徑變化范圍為069.68mm。4帶傳動實驗臺控制系統(tǒng)的設(shè)計 實驗臺控制系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。4.1 對控制系統(tǒng)的要求微機按輸入指令, 自動地調(diào)節(jié)步進電機, 使轉(zhuǎn)速達到特定值, 通過軟件編程使轉(zhuǎn)速始終維持在所要求的精度范圍內(nèi), 并通過程序控制使步進電機驅(qū)動電源輸出其運行所要求的脈沖序列, 實現(xiàn)自動加載和卸載。該系統(tǒng)具有人工立即制動的功能, 并提示有關(guān)出錯信息。（見圖 6）調(diào)速電機調(diào)速控制器步進電機驅(qū)動電源步進電機驅(qū)動電源轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀m、n1轉(zhuǎn)速儀n2串并轉(zhuǎn)換接口電平轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)速傳感器i/

23、o接口apple微機打印機繪圖儀帶輪1傳動v帶帶輪2加載步進電機調(diào)諧電機apple總成圖 6 控制系統(tǒng)示意圖4.2 對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的要求微機能在規(guī)定的條件下, 準確地自動采集轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀的數(shù)據(jù)（m、）, 分析處理采集來的數(shù)據(jù), 經(jīng)過計算后, 在繪圖機上繪出滑動功率曲線（p), 并通過打印機印出具有漢字和英文顯示的實驗表格。4.3 接口的設(shè)計 接口是計算機與外部設(shè)備連接的關(guān)鍵部件。該實驗臺的接口有開關(guān)量輸入輸出接口；微機與步進電機的接口；微機與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀的接口；電平轉(zhuǎn)換接口及串變并轉(zhuǎn)換接口。開關(guān)量輸入輸出接口采用6500系列的接口片6522芯片,該芯片完全與apple中的系列兼容,由于兼容性好,比

24、較容易構(gòu)成系統(tǒng)。當我們把該接口板插在apple的槽中時,其四塊6522的地址將全部定下來,用basic語言可容易的編出程序。微機與步進電機的接口。諧步進電機與加載步進電機均采用三相繞組形式,對三相步進電機共有3種通電方式,見（圖 7）。圖 7 三相步進電機三種通電方式 對于加載步進電機,要求加載過程快一些 ,所以采用步距角較大的第一種三相單三拍或第二種三相雙三拍方式工作,對于調(diào)諧步進電機要求調(diào)節(jié)精度高,可以采用步距角小的第三種三相六拍方式工作。為了提高微機的抗干擾能力,不因接地不好或驅(qū)動電源的電流變化而影響微機的工作。調(diào)速步進電機驅(qū)動電路和加載步進電機驅(qū)動電路均采用電耦合器件。由于來自轉(zhuǎn)速儀的

25、信號均不符合微機輸入的要求,為此就需要電平轉(zhuǎn)換的接口,其線路見（如圖8所示）。圖 8 電平轉(zhuǎn)換接口4.4 軟件的設(shè)計本系統(tǒng)測試軟件程序采用vb6.0可視化編程語言,可以實現(xiàn)這幾個功能數(shù)據(jù)的輸人、采集、處理、存貯；自動加載、卸載；自動調(diào)速、穩(wěn)速；系統(tǒng)自檢等。為了便于操作，系統(tǒng)設(shè)計了若干用戶界面，即vb環(huán)境下的窗體。每一個窗體完成不同的功能。每一個窗體上包含數(shù)量適當?shù)目丶?。在輸入原始?shù)據(jù)的窗體上，把有聯(lián)系的幾個控件分割開，便于操作者分清數(shù)據(jù)的類別。各個窗體之間的順序是按照設(shè)計計算的先后順序來安排的，從而保證設(shè)計過程的連續(xù)性。4.4.1.封面設(shè)計 圖 9 封面設(shè)計4.4.2.主界面設(shè)計 圖 10 主

26、界面4.4.3 編程部分1）穩(wěn)定測試的程序private sub command1_click()dim n1 as doubledim n2 as doubledim f1 as doubledim f2 as doubledim e as doubledim g as doublen1 = val(form2.text3.text)n2 = val(form2.text4.text)f1 = val(form2.text5.text)f2 = val(form2.text6.text)e = (n1 - n2) * 100 / n1g = f2 * n2 / f1 * n1form2.te

27、xt8.text = str(e)form2.text9.text = str(g)end sub2)實測曲線的程序private sub command2_click()dim n1 as doubledim n2 as doubledim f1 as doubledim f2 as doubledim e as doubledim g as doubledim t as singledim xh as singlexh= val(form2.text7.text)for at= 0 to xh step 1n1 = val(form2.text3.text)n2 = val(form2.t

28、ext4.text)f1 = val(form2.text5.text)f2 = val(form2.text6.text)e = (n1 - n2) * 100 / n1g = f2 * n2 / f1 * n1form2.text7.text = str(e)form2.text8.text = str(g)picture2.pset (16t, e), qbcolor(10)picture2.pset (16t, g), qbcolor(12)next tend sub4.4.4運行情況1）打開計算機，單擊“帶傳動”圖標，進入帶傳動的封面。單擊左鍵，進入帶傳動實驗說明界面。2）按操作規(guī)程

29、緩慢啟動實驗臺的電動機，將轉(zhuǎn)速調(diào)至n=1100轉(zhuǎn)，待帶傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進行帶傳動實驗。3）在帶傳動實驗說明界面下方單擊“實驗”鍵，進入帶傳動實驗分析界面。確定帶的初拉力值。根據(jù)初拉力的大小決定法碼14的重量，將傳動帶張緊。4）檢查調(diào)速旋紐，確保其初始狀態(tài)為速度最小處。在空載狀態(tài)下，單擊“穩(wěn)定測試”，記錄下帶傳動初始值。5）通過測試界面的“加載”按鈕逐級改變發(fā)電機負載，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，依次記錄各級負載下的轉(zhuǎn)速和力的值，同時單擊“穩(wěn)定測試”，穩(wěn)定記錄帶傳動的實測結(jié)果。6）依次做到帶在帶輪上接近打滑時為止（滑動率約為10%即可），單擊“實測曲線”鍵，顯示帶傳動滑動曲線和效率曲線。停止實驗，卸去負載。測

30、得的數(shù)據(jù)應(yīng)不少于68點。實測曲線（如圖 11）所示 圖 11 結(jié)果界面5結(jié)論本文根據(jù)實驗室現(xiàn)有的條件和改造的要求，該實驗臺可以實現(xiàn)實驗臺轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號的計算機測量以及轉(zhuǎn)矩加載的計算機控制，能夠動態(tài)描繪出帶傳動的滑動率和效率隨有效拉力變化的曲線，并自動生成實驗報告、存儲和打印。改造后的實驗臺不但滿足了帶傳動實驗的要求，同時可以進行綜合性實驗，對各種帶型進行測試。新的帶傳動實驗臺是機電一體化的設(shè)備，參加實驗的學(xué)生不但能夠順利的完成實驗，同時也會對本實驗設(shè)備有所了解，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機械知識的同時還增長了計算機控制、機電一體化等方面的知識。本實驗臺對于帶生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測也具有很強的現(xiàn)實意義。參考文

31、獻1顧繩谷，電機及拖動基礎(chǔ)m，北京，機械工業(yè)出版社,1996. 801002王毅，趙凱岐，徐殿國，基于dsp的三相異步電機軟起動控制器j，能源技術(shù)，2001.3易立成，機械傳動封閉實驗臺，四川省機械工程學(xué)會傳動專業(yè)委員會.4榮樹熙，張開敬， 微處理機及其應(yīng)用m，北京：北京師范大學(xué)出版社.2006.5羅善明，余以道，郭迎福等，帶傳動理論與新型帶傳動m，北京：國防工業(yè)出版社，2006.6羅善明，郭迎福，陳安華，磁力金屬帶傳動的傳動特性分析j，中國工程科學(xué)，2005，7 (7) .7秦書安，帶傳動技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景j，機械傳動，2002，26(4) .8張囤雄，金篆芷測控電路m，機械工業(yè)出版社，2001，10.9李廣弟，朱月秀，王秀山單片機基礎(chǔ)m,北京航奪航天大學(xué)出版社,2000,6. the design of belt-drive tablewang yujie () abstract:belt-drive experiment is one of the most important experiments in the tw