链传动速度波动测试装置开发与链传动多边形效应的实验研究

论文摘要

当前,对机械产品高速、高效、精密、可靠、低振动、低噪声、轻量化和自动化的要求越来越高。作为机械系统的重要组成部分,链传动广泛应用在农业、矿山、起重动输、冶金、建筑、石油、化工等机械行业。滚子链传动是链传动中应用最广的一种。它由链条和主、从动链轮所组成。滚子链轮上制有特殊齿形的齿,依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。滚子链传动工作性能对整个机械系统有着至关重要的影响。普通滚子链的多边形效应,严重影响了链传动系统在高速工作状态下的平稳性和噪声,因此,提高高速工作状态下的滚子链传动系统的平稳性与降低噪声等具有重要的工程实际意义,这也是目前滚子链研究的一个难点与热点。随着现代测试测量手段的不断更新发展,为链传动多边形效应的试验研究提供了技术保障及可能。本文的主要内容是以虚拟仪器软件Lab VIEW为平台,开发了链传动速度波动测试试验装置,并利用该装置对链传动的多边形效应进行研究。论文详细的分析了链传动多边形效应研究的发展和现状,从运动学、动力学等方面对链传动的动态性能进行了研究,建立了链传动从动轮角速度不均匀系数的数学模型。通过对链传动速度波动测试装置的开发设计,拓展了链传动实验研究手段,为链传动多边形效应的试验测试及研究打下了基础。通过本文的研究,得到如下结果：1.通过链传动多边形效应实验,获得了当链传动主动轮角速度保持不变时,其从动轮角速度变化的实验曲线,该曲线呈周期性变化,类似一条余弦曲线。2.受电机速度波动的影响,当转速低于试验中合理转速范围的最低值时,链传动从动轮角速度变化的波形(频率)增加,幅度变大；而当转速高于该合理转速范围的最高值时,从动轮角速度变化的波形(频率)将减少,幅度变大。3.比较附录1、附录2的试验结果可以看出：当主动轮齿数z1相同,随着从动轮齿数的增大,链传动从动轮角速度不均匀系数变小。因此,在链传动设计中,为了减小多边形效应,应该选择齿数较多的链轮,但是,当齿数过多时,随着从动轮齿数的增加,从动轮角速度不均匀系数变化不明显,因此,在设计链传动时,考虑到传动系统的总体尺寸等因素,链轮的齿数也不宜过多。4.通过大量的试验证明,双节距滚子链链条与单节距基本链条配套的链轮配合使用效果较好,且与单节距链相比,使用双节距链时,从动链轮的角速度变化比较稳定。因此,在实际工程应用中,可以用双节距滚子链与相应的单节距链轮配套使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外链传动的研究现状
• 1.2.2 链传动运动特性（多边形效应）的研究现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第2章 链传动理论与链传动的运动学特性
• 2.1 滚子链概述
• 2.2 传动用双节距滚子链概述
• 2.3 链传动运动分析
• 2.3.1 平均速度与平均传动比
• 2.3.2 瞬时速度和瞬时传动比
• 2.5 从动链轮运动分析
• 2.5.1 从动轮的角速度变化
• 2.5.2 从动轮角速度不均匀系数
• 2.6 附加动载荷
• 2.7 链传动多边形效应
• 2.8 本章小结
• 第3章 链传动速度波动测试装置开发设计
• 3.1 链传动速度波动测试装置的总体设计
• 3.2 链传动速度波动测试装置主要功能模块的设计
• 3.2.1 链传动速度波动测试装置的动力模块设计
• 3.2.2 传动模块及支撑联接及调节模块设计
• 3.2.3 加载模块设计
• 3.2.4 测试模块设计
• 3.2.5 控制与数据处理模块设计
• 3.3 测控系统硬件组成
• 3.4 测控系统的软件设计
• 3.4.1 虚拟仪器介绍
• 3.4.1.1 虚拟仪器硬件平台设计
• 3.4.1.2 虚拟仪器软件平台设计
• 3.5 基于USB接口的LabVIEW—VISA编程
• 3.5.1 LabVIEW介绍
• 3.5.2 选用LabVIEW的原因
• 3.5.3 基于USB的VISA编程
• 3.5.3.1 USB及其在数据采集设备中的应用
• 3.5.3.2 VISA概述
• 3.5.3.3 设备驱动程序开发
• 3.5.4 测试系统的主界面及主程序的开发
• 3.5.4.1 主程序
• 3.5.4.2 主界面
• 3.6 本章小结
• 第4章 链传动多边形效应实验测试及结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验测试内容
• 4.2.1 从动轮角速度变化
• 4.2.2 从动轮角速度不均匀系数实验
• 4.3 实验条件
• 4.4 试验结果及数据分析
• 4.4.1 直流电机参数测试结果分析
• 4.4.2 从动轮角速度变化曲线及实验分析
• 4.4.3 从动轮角速度不均匀系数曲线
• 4.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 攻读硕士学位期间发表的论文