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電磁離合器性能測試臺設(shè)計
摘要：研究了電磁離合器的組成和工作原理，對它各方面的工作特性進(jìn)行了理論上的研究，從小型化、智能化和實用化的角度進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以完成對電磁離合器所有性能的的模擬檢驗與測試。
關(guān)鍵詞：電磁離合器，測試系統(tǒng)，測試臺
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電磁離合器試驗臺研究的目的和現(xiàn)實意義 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（摩擦片式電磁離合器） 1
1.3.2動作原理分析 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 防止傳動系統(tǒng)過載 3
1.5 電磁離合器試驗臺的研究概況 3
1.6 本課題研究的內(nèi)容 4
1.7預(yù)計達(dá)到的目標(biāo) 4
第二章 電磁離合器性能測試臺的總體設(shè)計 4
2.1 離合器要求 4
2.2 一個供研究和考核離合器試驗臺要求 5
2.3 關(guān)鍵理論和技術(shù) 5
2.4 技術(shù)指標(biāo) 5
2.5電磁離合器性能測試臺總體方案設(shè)計 5
2.6 電磁離合器測試臺結(jié)構(gòu)特點 5
2.7 試驗臺的工作周期分析 6
第三章 電磁離合器性能測試的具體方案 7
3.1 溫度特性 7
3.1.1 電磁離合器溫升測量的實現(xiàn)方案 7
3.1.2 實驗的軟件實現(xiàn)方法 7
3.1.3系統(tǒng)對環(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靜力矩的測定 8
3.2.2 測試動力矩 8
3.2.3測定空轉(zhuǎn)力矩 9
3.3 動作特性 9
3.4壽命的測試 9
第四章 關(guān)鍵零部件的設(shè)計和選取 10
4.1 電機(jī)的選擇 10
4.1.1 電機(jī)類型選擇 10
4.1.2 確定電動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速 10
4.2 軸的設(shè)計 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 14
4.3 飛輪的設(shè)計 15
4.3.1 1飛輪的動力學(xué)計算 15
4.3.2 飛輪的尺寸設(shè)計 17
4.4 聯(lián)軸器 17
4.4.1 聯(lián)軸器類型的選擇 17
4.4.2 確定聯(lián)軸器的型號 18
4.5 軸承的選擇 19
4.5.1 滾動軸承的作用 19
4.5.2滾動軸承的分類 20
4.5.3 滾動軸承類型的選擇 20
4.6 電磁離合器和制動器的選擇 20
4.6.1電磁離合器分類 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型 21
4.6.4 電磁離合器的型號及尺寸 21
4.6.5 電磁制動器的選擇 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)械的傳動系統(tǒng)中，離合器能夠?qū)崿F(xiàn)在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，使主動部分與從動部分隨時結(jié)合和分離，電磁離合器顧名思義就是通過電磁線圈的驅(qū)動實現(xiàn)離合盤的分離與吸和，他有著響應(yīng)高速，耐久性強(qiáng)，組裝維護(hù)簡單，動作確實，使用操作容易等優(yōu)點，按工作原理和是否吧離合器浸入潤滑油中工作來分，電磁離合器按結(jié)構(gòu)特點來分，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分又分為通電結(jié)合和斷電時才結(jié)合。
1.2電磁離合器試驗臺研究的目的和現(xiàn)實意義
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，作為傳動系統(tǒng)的主打部件，具體工作狀況多變，怎樣去評估一個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題，而各種性能的分析，只能通過在特定的測試臺上去實驗，模擬，分析。通過離合器測試臺的分析和實驗，可以盡早了解到離合器在運(yùn)行過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，故而電磁離合器測試臺的設(shè)計過程變得非常重要，他的性能優(yōu)劣直接聯(lián)系到被測的電磁離合器的各種性能指標(biāo)的測試結(jié)果，如何進(jìn)一步優(yōu)化測試臺的設(shè)計，是我們當(dāng)前研究所需要解決的重要問題，為了實時檢測電磁離合器的操縱性能和安全性能，完成對轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，溫升等方面的測定，現(xiàn)代企業(yè)和研發(fā)部門都在研究離合器試驗臺，通過測試臺對離合器進(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部分和主動部分接觸面的摩擦作用，利用磁力傳動來傳遞轉(zhuǎn)矩，讓主動部分與從動部分既可以分離，又可以慢慢結(jié)合。
1.3.1結(jié)構(gòu)認(rèn)識（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動作原理分析
主軸1的花鍵的軸端，裝有主動摩擦片2，因為是花鍵連接的關(guān)系，摩擦片可以隨著主軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。又因為從動摩擦片和主動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)，套筒與從動輪又是固定在一起的，所以，從動摩擦片是跟著從動齒輪，實現(xiàn)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時，從動摩擦片保持不轉(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、從動摩擦片之間產(chǎn)生的的摩擦力，使主軸帶動從動齒輪。線圈斷電時，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化執(zhí)行元件，它通過電磁力的作用在傳動系統(tǒng)中實現(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)床起步時離合器會逐漸參與接合，如此一來，離合器所能傳遞的扭矩也就是一個逐漸增大的過程，于是發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩就可以從小到大的傳給傳動系統(tǒng)，當(dāng)驅(qū)動力足以克服生產(chǎn)阻力的時候，機(jī)床就有靜止?fàn)顟B(tài)開始緩緩加速，從而實現(xiàn)平穩(wěn)起步。
1.4.2 方便換檔
在機(jī)床運(yùn)行過程中，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通過撥動換擋機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，即在用檔位的一對齒輪副退出嚙合，待用檔位的一對齒輪副進(jìn)入嚙合，換擋時，在用檔位的齒輪副之間的壓力往往很大，難以脫離，而又因為與待用檔位的齒輪副的轉(zhuǎn)動速度不一致，使得嚙合過程難以實現(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，對機(jī)件造成損壞。裝備了離合器后，換擋之前先使離合器分離，暫時切斷傳動系統(tǒng)的動力傳動之后再換擋，這樣就保證換擋操作的過程順利進(jìn)行，并減輕或消除換擋所帶來的沖擊。