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长春大学 毕业设计任务书 题目 同步器寿命性能试验中换档机械手结构设计 性 质: □毕业设计 □毕业论文 教 学 院 机械学院 专业班级 机械0841112 学生姓名 罗斌 下发 09年年Fm＝3500×0.1＝350N, 取μ＝0.1设丝杠平均转速n＝100r /min.每天开机6h每年300个工作日，要求工作8年，滚道硬度58-62HRC。丝杠传动精度±0.04。 6.2滚动导轨的设计 6.3步进电机选择 七、信号检测系统设计 变速箱总成中同步器寿命整体试验系统中，要求通过测量输入轴转速、输出轴转速、输入轴转矩、选挡位移、换挡位移、选挡力、换挡力、等一系列参数来考证同步器的性能。 7.1 输入轴转矩转速检测系统设计 在试验过程中，选用转矩转速测量仪来实现对变速箱输出轴转速和变速箱输出轴转矩的测量。 7.1.1 基本测量原理 7.1.1.1 测量仪转矩基本测量原理 转矩转速测量仪传感器扭矩数值的测量采用电阻应变测量原理，当应变轴受扭力影响产生微小变形后，粘贴在应变轴上的应变计阻值发生相应变化，测量仪将具有相同应变特性的应变计组成测量电桥，应变电阻的变化即可转变为电压信号的变化进行测量。图 5-1 为扭矩测量的原理框图，由于采用了能源与信号的无接触耦合，很好的解决了旋转状态下扭矩（转矩）的测量。 图5-1 扭矩传感器主要原理图 电源经过处理后送 1，经耦合将能源送到应变轴上，由 2 变成稳定电压供 给应变轴上各电子器件。3 将应变轴的微小变形转换成电信号，经过 4 放大送 到 5，经 6 输出，通过 7 整形后输出调频方波信号。信号通过 A/D、D/A 转换 板卡转换成数字量送入计算机中。 7.1.1.2 转速测量基本原理 当测速码盘连续旋转时，通过光电开关输出具有一定周期宽度的脉冲信 号，根据码盘的齿数和输出信号的频率，即可计算出相应的转速。测量到的转 速脉冲信号再经过信号处理后输送到板卡中的 8253 计数器进行计数后送入到 计算机中。 7.2 同步器电动伺服控制系统设计 7.2.1 机械构成概况 在试验系统中，采用一个机械滑台结构支撑机械构件，两个电动机十字交叉连接安置在滑台上，通过伺服系统控制丝杠分别运动，近而控制操纵杆的前进后退和左右两个方向运动，此时操纵杆的前端机构控制变速箱的选挡与换挡。在滑台机构的下层装置两个位移传感器，分别测量变速箱在选挡和换挡时，操纵杆的选挡位移和换挡位移。同时在操纵杆上装置力传感器，测量挡位任意变换时操纵杆所受到的力。 7.2.2 控制系统设计 主机发出给定信号，通过选用的 PC-1232-K 系列高性能价格比 12 位 32 通道 110KHz D/A 转换板的两个通道实现 D/A 转换，转换后的模拟信号经过放 大器的适当放大后，才能驱动伺服系统中的电磁元件，使得两个滚珠丝杠带动操 纵杆运动。如图 5-4 所示。 图5-4 控制流程框图 选用两组 200mm 大量程的差动变压器式位移传感器分别测量同步器操纵 杆运动时的选挡位移和换挡位移。采集到的位移信号反馈到伺服驱动器和工控 机，构成闭环回路，更好的控制执行机构。 7.3 其他硬件接口 在对变速器同步器进行性能和寿命试验中，要求对输出轴的转速进行测量，试验中采用光电编码器实现了对转速的很好测量。 在对变速器同步器进行性能和寿命试验中，要求当变速器运行时的噪声超过一定范围时系统要自动停机，这里通过声级计将采集到噪音通过 RS-233 串行通信接口输送到计算机中。控制试验台系统转速的丹佛斯公司 VLT5000 变频器通过 RS485（2 个导体）标准制定的串行通信母线与变频器端子 68/69（信号 P 和 N）连接。[其中信号 P 为正电势（TX+，RS+），信号 N 为负电势（TX-，RX-）]。同时为了避免屏蔽层中潜在的均衡电流，电缆线屏蔽通过端子接地，端子经 RC 与机架连接。然后 RS-485 通过 RS-485/RS-232 转换器电平转换后与RS-232 进行通信后连接到计算机中。 计算机对传感器发来的信号进行实时采集，当要求的变速箱油温、操作力值、输入轴转速等参数超限时，计算机立即通过 I/O 端口发出中断指令，控制系统的继电器开关断开，使整个试验系统停机，起到了保护试验设备的作用。 电气部分设计 一、确定硬件电路的总体方案 电气系统的硬件电路由以下几部分组成： 1）主控制器。即中央处理单元CPU 2）总线。包括数据总线，地址总线，控制总线。 3）存储器。包括只读可编程序存储器和随机读写数据存储器。 4）接口。即I/O输入输出接口。 电气系统的硬件框图