摘 要

本文通过分析国内外减速箱试验台的发展现状，论述了当今减速箱试验台在工业乃至各行各业的重要性，按照试验台的分类和系统组成确定了主流试验台的选型方案。本文设计了一种开放功率流式单排减速箱的减速箱试验台，传动选用了电机直接传动，加载采取单轴水冷机座式磁粉制动器。在soildworks中实现了各个零件的三维建模和装配，能够清晰的观察到试验台各个结构的细节、配合、参数大小。所得到的结构、数据、三维建模对减速箱性能试验有着较好的指导作用。

关键词：减速箱试验台；转速转矩测试；磁粉制动器；三维建模

Abstract

This paper discusses the importance of gearbox test bench in industry and all walks of life by analyzing the development status of gearbox test-bed at home and abroad.According to the classification and system composition of the test bed, the selection scheme of the mainstream test-bed was determined. In this paper, an open power flow single row gearbox test bench is designed. The drive is driven directly by the motor and the magnetic powder brake is loaded with a single shaft water-cooled machine seat.In soildworks, the 3d modeling and assembly of each part can be realized, and the details, coordination and parameters of each structure of the test bed can be clearly observed.The obtained structure, data and 3d modeling can be used to guide the performance test of the gearbox.

Key Words：gearbox test bed; rotational speed torque test; magnetic powder brake; 3d modelling

目录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题的研究目的、意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.4研究目标和内容 3

1.4.1研究目标 3

1.4.2研究内容 3

第2章 试验台的总体结构设计 5

2.1减速箱试验台的分类及特点 5

2.1.1开放式齿轮试验台系统 5

2.1.2封闭式齿轮试验台系统 5

2.2减速箱试验台的结构形式 7

2.3减速箱试验台的总体方案设计 8

第3章 试验台设计计算 9

3.1驱动电机 9

3.2减速器 9

3.2.1传动件的设计计算 9

3.2.2轴的设计计算 14

第4章 试验台机械部分的结构设计 16

4.1驱动电机的选择 16

4.2加载装置的选择 16

4.3减速器的选型 17

4.4传感器的选择 17

4.5联轴器的选择 19

第5章 试验台三维模型的建立以及运动模拟 20

5.1传动部分 20

5.2加载部分 21

5.3减速箱 21

5.4总装配图 22

5.5二维图 23

第6章 总结与展望 24

6.1总结 24

6.2展望 24

参考文献 25

致谢 27

第1章 绪论

1.1引言

减速箱是一种常见的机械装置，主要功能是在进行传动的同时降低传动的转动速度，提升扭矩，经常用于不同转速的传动中。由于其广泛的应用，关于减速器的研制以及减速箱的各种性能参数的检验就显得格重要。在减速箱生产出厂的时候，对于减速箱转速转矩能否达到要求，需要研制试验台对其进行专门的试验，以便产品的质量得到保证。故减速箱试验已经成为开发生产减速箱不可或缺的一部分。

国内相比于国外对于减速箱试验台的研究相对较晚，导致国内的减速箱试验台购买价格较为昂贵。一些企业如果因为成本原因无法购买适当的减速器试验台，那么该公司的产品性能便无法得到确切的数值性能保证，产品质量无法确保会对公司的发展形成一种制约。在现代工业发展中，因为技术落后导致的较高的研制成本将会成为影响整体发展速度的主要因素。

减速箱试验台主要由机械部分、驱动部分、加载部分、控制部分和监控部分组成，是一种机电一体化检测测试设备。它对于与减速器有关的企业是不可缺少的，可以有效提高产品的质量，减少公司的成本以及人员的工作强度。主要包含机械原理、机械设计、控制工程以及传感器技术等多种学科技术知识。

本课题主要对一种减速器进行试验，我们以机械原理和机械设计为基础，主要设计出减速器试验台的机械组成部分，作为对单一型号减速器转速转矩测试的专用试验台。

1.2课题的研究目的、意义

减速箱一般由几组齿轮构成，它的内部布局设计不仅使齿轮传动的结构简化，还便于装配、更换以及检查。由于其特性，能够胜任从大动力的运输工作到小负载的精确传输，所以广泛应用在速度与扭矩的转换设备中。

为保证产品的质量，减速箱在出厂前需在试验台上进行加载测试，来判定其传动效率、振动和噪音、疲劳强度等各方面是否达到符合的标准，如果不符合则需要改进和完善产品设计和制造工艺。减速箱性能试验台的主要功能是通过动力源提供需要的转速和转矩，通过传感器和试验仪表可对相关信号进行采集、记录和处理。可以通过转速和转矩模拟各种负载来达到不同情况下的大型设备工作状况模拟，在较大领域中均可以采用，有良好的发展前景。

减速器试验台装置可通过各种试验获得数据来判断减速器设计的合理性和可靠性，能够有效的得出产品的机械性能，可以提供给生产者直接客观的设计依据^[1]。

1.3国内外研究现状

当前主要的大功率齿轮箱加载试验台可通过能源是否可以回收利用分为两大类：一类为开放式，另一类为封闭式，封闭式又根据加载方式分为机械封闭式和电封闭式(又称电回馈式)、液压封闭式三种^[2]。

相对开放式不可回收能源的形式能耗较低，可以适当节约能源，但是其缺点也较为明显：1.由于机械结构比较复杂，连接件的数量较多导致机械的振动和噪声比较大，试验台控制精度不高。2.做实验的时候必须在被试件的基础上额外加上陪试件成对进行试验，需要额外的成本和器材。为了克服缺点，国内目前也开始着手开式试验台和电封闭式试验台的研究。

国内的研究主要有: