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電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)設(shè)計(jì)
摘要：研究了電磁離合器的組成和工作原理，對(duì)它各方面的工作特性進(jìn)行了理論上的研究，從小型化、智能化和實(shí)用化的角度進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以完成對(duì)電磁離合器所有性能的的模擬檢驗(yàn)與測(cè)試。
關(guān)鍵詞：電磁離合器，測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)試臺(tái)
Electromagnetic Clutch Performance Test Bed
ABSTRACT: Go deep into the structure and principle of the friction electromagnetic clutch，carry on the theories analysis and study of it's working characteristic, then to make a small，intelligent，practicality simulating tester based on the mechanism structure design, which can do all the tests the national standard requests．
Key words：electromagnetic clutch，simulating tester, testing system.
目錄
第一章 緒論 1
1.1電磁離合器概述 1
1.2電磁離合器試驗(yàn)臺(tái)研究的目的和現(xiàn)實(shí)意義 1
1.3 電磁離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理 1
1.3.1結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)（摩擦片式電磁離合器） 1
1.3.2動(dòng)作原理分析 2
1.4電磁離合器的作用 2
1.4.1 保證機(jī)床起步平穩(wěn) 2
1.4.2 方便換檔 3
1.4.3 防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載 3
1.5 電磁離合器試驗(yàn)臺(tái)的研究概況 3
1.6 本課題研究的內(nèi)容 4
1.7預(yù)計(jì)達(dá)到的目標(biāo) 4
第二章 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 4
2.1 離合器要求 4
2.2 一個(gè)供研究和考核離合器試驗(yàn)臺(tái)要求 5
2.3 關(guān)鍵理論和技術(shù) 5
2.4 技術(shù)指標(biāo) 5
2.5電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)總體方案設(shè)計(jì) 5
2.6 電磁離合器測(cè)試臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5
2.7 試驗(yàn)臺(tái)的工作周期分析 6
第三章 電磁離合器性能測(cè)試的具體方案 7
3.1 溫度特性 7
3.1.1 電磁離合器溫升測(cè)量的實(shí)現(xiàn)方案 7
3.1.2 實(shí)驗(yàn)的軟件實(shí)現(xiàn)方法 7
3.1.3系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度的考慮 7
3.2 電磁離合器的轉(zhuǎn)矩特性 8
3.2.1靜力矩的測(cè)定 8
3.2.2 測(cè)試動(dòng)力矩 8
3.2.3測(cè)定空轉(zhuǎn)力矩 9
3.3 動(dòng)作特性 9
3.4壽命的測(cè)試 9
第四章 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和選取 10
4.1 電機(jī)的選擇 10
4.1.1 電機(jī)類(lèi)型選擇 10
4.1.2 確定電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速 10
4.2 軸的設(shè)計(jì) 12
4.2.1軸的材料 12
4.2.2 最小軸徑的確定 13
4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.3 飛輪的設(shè)計(jì) 15
4.3.1 1飛輪的動(dòng)力學(xué)計(jì)算 15
4.3.2 飛輪的尺寸設(shè)計(jì) 17
4.4 聯(lián)軸器 17
4.4.1 聯(lián)軸器類(lèi)型的選擇 17
4.4.2 確定聯(lián)軸器的型號(hào) 18
4.5 軸承的選擇 19
4.5.1 滾動(dòng)軸承的作用 19
4.5.2滾動(dòng)軸承的分類(lèi) 20
4.5.3 滾動(dòng)軸承類(lèi)型的選擇 20
4.6 電磁離合器和制動(dòng)器的選擇 20
4.6.1電磁離合器分類(lèi) 20
4.6.2 電磁離合器結(jié)構(gòu)和工作原理 21
4.6.3 選擇電磁離合器的類(lèi)型 21
4.6.4 電磁離合器的型號(hào)及尺寸 21
4.6.5 電磁制動(dòng)器的選擇 23
4.7 傳感器的選擇 23
4.8 鍵的選擇和校核 23
4.8.1 鍵的類(lèi)型選擇 24
4.8.2 鍵的尺寸選擇 24
4.8.3 鍵的校核 24
第五章 總結(jié)和致謝 25
5.1 總結(jié) 25
5.2 致謝 26
第一章 緒論
1.1電磁離合器概述
電磁離合器目前大多是運(yùn)用于機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中，離合器能夠?qū)崿F(xiàn)在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，使主動(dòng)部分與從動(dòng)部分隨時(shí)結(jié)合和分離，電磁離合器顧名思義就是通過(guò)電磁線圈的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)離合盤(pán)的分離與吸和，他有著響應(yīng)高速，耐久性強(qiáng)，組裝維護(hù)簡(jiǎn)單，動(dòng)作確實(shí)，使用操作容易等優(yōu)點(diǎn)，按工作原理和是否吧離合器浸入潤(rùn)滑油中工作來(lái)分，電磁離合器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)分，可分為磁粉離合器，干式多片電磁離合器，，轉(zhuǎn)差式電磁離合器，濕式多片電磁離合器，轉(zhuǎn)差式電磁離合器。電磁離合器的按工作方式來(lái)分又分為通電結(jié)合和斷電時(shí)才結(jié)合。
1.2電磁離合器試驗(yàn)臺(tái)研究的目的和現(xiàn)實(shí)意義
電磁離合器是現(xiàn)代辦公機(jī)械，機(jī)床，印刷設(shè)備不可缺少的部件，作為傳動(dòng)系統(tǒng)的主打部件，具體工作狀況多變，怎樣去評(píng)估一個(gè)電磁離合器的性能特性是研究人員和生產(chǎn)廠家所必須解決的重要問(wèn)題，而各種性能的分析，只能通過(guò)在特定的測(cè)試臺(tái)上去實(shí)驗(yàn)，模擬，分析。通過(guò)離合器測(cè)試臺(tái)的分析和實(shí)驗(yàn)，可以盡早了解到離合器在運(yùn)行過(guò)程的可能存在的各種隱患，減少維修費(fèi)用，防止出現(xiàn)事故，從而增加了電磁離合器使用的可靠性，安全性，和經(jīng)濟(jì)效益，故而電磁離合器測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程變得非常重要，他的性能優(yōu)劣直接聯(lián)系到被測(cè)的電磁離合器的各種性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果，如何進(jìn)一步優(yōu)化測(cè)試臺(tái)的設(shè)計(jì)，是我們當(dāng)前研究所需要解決的重要問(wèn)題，為了實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁離合器的操縱性能和安全性能，完成對(duì)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，溫升等方面的測(cè)定，現(xiàn)代企業(yè)和研發(fā)部門(mén)都在研究離合器試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)測(cè)試臺(tái)對(duì)離合器進(jìn)行探討，以掌握離合器的各種性能。
1.3 電磁離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理
電磁離合器的是借由其從動(dòng)部分和主動(dòng)部分接觸面的摩擦作用，利用磁力傳動(dòng)來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，讓主動(dòng)部分與從動(dòng)部分既可以分離，又可以慢慢結(jié)合。
1.3.1結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)（摩擦片式電磁離合器）
電磁離合器的結(jié)構(gòu)圖如圖1-1所示。主要由銜鐵8、鐵芯7、摩擦片2和3以及激磁線圈6還有連接件等組成。一般采用直流24V作為供電電源。
圖1—1
1.3.2動(dòng)作原理分析
主軸1的花鍵的軸端，裝有主動(dòng)摩擦片2，因?yàn)槭腔ㄦI連接的關(guān)系，摩擦片可以隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。又因?yàn)閺膭?dòng)摩擦片和主動(dòng)摩擦片的裝疊是交替的，它的外緣凸起部分卡在套筒5內(nèi)，套筒與從動(dòng)輪又是固定在一起的，所以，從動(dòng)摩擦片是跟著從動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)摩擦片保持不轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈6通電后，鐵芯7將摩擦片通過(guò)磁力吸住，銜鐵8也被鐵芯緊緊吸住，從而壓住各摩擦片。依靠主、從動(dòng)摩擦片之間產(chǎn)生的的摩擦力，使主軸帶動(dòng)從動(dòng)齒輪。線圈斷電時(shí)，由于內(nèi)外摩擦片中彈簧的恢復(fù)作用，讓摩擦片和銜鐵都恢復(fù)到了原來(lái)的位置，電磁離合器的力矩作用消失。直流電流從線圈其中一端的滑環(huán)和電刷輸入，而另一端接地即可。
1.4電磁離合器的作用
磁離合器是一種自動(dòng)化執(zhí)行元件，它通過(guò)電磁力的作用在傳動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)扭矩的傳遞。
1.4.1 保證機(jī)床起步平穩(wěn)
機(jī)床由靜止到行駛的過(guò)程，機(jī)床的速度由零慢慢變大，有了離合器后，在機(jī)床起步時(shí)離合器會(huì)逐漸參與接合，如此一來(lái)，離合器所能傳遞的扭矩也就是一個(gè)逐漸增大的過(guò)程，于是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩就可以從小到大的傳給傳動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力足以克服生產(chǎn)阻力的時(shí)候，機(jī)床就有靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始緩緩加速，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起步。
1.4.2 方便換檔
在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，為了適應(yīng)工作條件的不同，變速器需要經(jīng)常更換不一樣的檔位工作，而普通齒式變速器換擋時(shí)通過(guò)撥動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在用檔位的一對(duì)齒輪副退出嚙合，待用檔位的一對(duì)齒輪副進(jìn)入嚙合，換擋時(shí)，在用檔位的齒輪副之間的壓力往往很大，難以脫離，而又因?yàn)榕c待用檔位的齒輪副的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不一致，使得嚙合過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)，就算僥幸達(dá)到嚙合，也是以出現(xiàn)巨大的沖擊和噪聲為代價(jià)，對(duì)機(jī)件造成損壞。裝備了離合器后，換擋之前先使離合器分離，暫時(shí)切斷傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)之后再換擋，這樣就保證換擋操作的過(guò)程順利進(jìn)行，并減輕或消除換擋所帶來(lái)的沖擊。