CN103292941A - 一种软式传动机构摩擦力构成分离装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空测试、机械领域，具体涉及一种软式传动机构摩擦力构成分离装置及测量方法。所述装置包括传动轮、磁力附件、支架、测力计、转矩测量装置、电磁铁、传动件和砝码，所述方法利用到所述装置。本发明软式传动机构摩擦力构成分离装置及测量方法，通过简单的装置实现软式传动摩擦力构成分离与测量，结构简单，采用常规测量仪器测量，无复杂机构和特殊设备，操作简单，无特殊专业技能要求，方法科学合理，采用的摩擦力构成分离技术解决基础机构与力学研究的一大难题，通用性好，可适用于各种软式传动机构的力学分析，成本低，均采用日常试验器材实现。
Description
技术领域
本发明属于航空测试、机械领域，具体涉及一种软式传动机构摩擦力构成分离装置及测量方法。
背景技术
目前机械设计领域中，尤其是机械传动分析领域中，经常涉及到软式传动机构，如链轮链条传动机构、带轮皮带传动机构、滑轮钢索传动机构等，对于软式传动机构，为经典机械传动方法，在现代工业设计中，如航空业、汽车制造业中，则需要对其性能进行进一步分析，在设计过程中系统和产品进行优化。对软式传动机构性能指标的研究中，分析传动摩擦力则对传动效率估算、负载估算以及机构寿命分析等工作有着巨大的推进作用。
对于软式传动机构摩擦力的分析，一般认为，摩擦力的构成主要为传动轮转轴处的摩擦力和传动机构配合面处的摩擦力，当负载力变化时，转轴处摩擦力与配合面的摩擦力对系统影响的权重也在变化，因此，需要一种装置来分离传动机构的摩擦力构成，从而得有针对性地减小传动机构转轴或配合面摩擦力造成的危害，实现对传动机构和运动系统的优化设计。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可分离的软式传动机构摩擦力构成分离装置以及测量方法，实现对传动机构中摩擦力的测量和对传动机构分析与优化设计。
本发明的技术方案是：一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，包括传动轮1、磁力附件2、支架3、测力计4、转矩测量装置5、电磁铁6、传动件7和砝码8，传动轮1通过转轴安装于支架3上能够在垂直面转动，所述支架3两端与测力计4相连，转矩测量装置5用于测量传动轮1的转动时的摩擦力矩，磁力附件2可固定于传动轮1上，与传动轮1同轴转动，传动件7可绕于传动轮1上，与传动轮1共同构成传动机构，砝码8通过挂钩连接于传动件7两端。
所述磁力附件为圆盘状或圆环状，通过螺栓或胶可固定于传动轮1上。
磁力附件5由铁或钴或镍材料制成，能够与磁铁产生磁力，支架3、测力计4、转矩测量装置5以及传动轮1与支架3的连接件均不会与磁铁产生磁力。
所述传动件7为钢索或链条或皮带，对应的传动轮1分别为滑轮或链轮或带轮。
一种软式传动机构摩擦力构成测量方法，利用到上述软式传动机构摩擦力构成分离装置，包括以下步骤：
步骤一、将磁力附件5固定于传动轮1上，使其随传动轮1同轴转动；
步骤二、将电磁铁6放置于转动轮1正下方，模拟传动轮1的负载力，调节电磁铁6的磁力，从测力计4上监控传动轮1的负载力达到指定值；
步骤三、用转矩测量装置5测得指定负载力下传动轮1的转轴处产生的摩擦力矩M1；
步骤四、移除电磁铁6和磁力附件5；
步骤五、将传动件7绕于传动轮1上，在传动件7两端挂上砝码8，调整砝码8的重量，使传动件7两端砝码8的重量相等，同时从测力计4上监控传动轮1的负载力达到指定值，将传动件7两端的砝码8高度调整至同一水平高度，用转矩测量装置5测得指定负载力下软式传动机构产生的总摩擦力矩M2；
步骤六、在指定负载力下，计算传动轮1与传动件7的配合面处产生的摩擦力矩为M2-M1。
根据实际需要，指定负载力下传动轮1的转轴处产生的摩擦力矩M1和软式传动机构产生的总摩擦力矩M2的测量顺序可以互换。
本发明所产生的有益效果：本发明软式传动机构摩擦力构成分离装置及测量方法，通过简单的装置实现软式传动摩擦力构成分离与测量，结构简单，采用常规测量仪器测量，无复杂机构和特殊设备，操作简单，无特殊专业技能要求，方法科学合理，采用的摩擦力构成分离技术解决基础机构与力学研究的一大难题，通用性好，可适用于各种软式传动机构的力学分析，成本低，均采用日常试验器材实现。
附图说明
图1是本发明分离装置结构示意图及测量传动轮转轴处摩擦力矩的原理图；
图2是本发明软式传动机构的总摩擦力矩的原理图；
其中，1-传动轮、2-磁力附件、3-支架、4-测力计、5-转矩测量装置、6-电磁铁、7-传动件、8-砝码。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1至图2。
如图1所示，一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，包括传动轮1、磁力附件2、支架3、测力计4、转矩测量装置5、电磁铁6、传动件7和砝码8，传动轮1通过转轴安装于支架3上能够在垂直面转动，所述支架3两端与测力计4相连，转矩测量装置5用于测量传动轮1的转动时的摩擦力矩，磁力附件2可固定于传动轮1上，与传动轮1同轴转动，传动件7可绕于传动轮1上，与传动轮1共同构成传动机构，砝码8通过挂钩连接于传动件7两端。实际使用时，根据测力计的类型，可以将支架3放置于测力计上方，或者将支架3挂于测力计下方。
所述磁力附件为圆盘状或圆环状，通过螺栓或胶可固定于传动轮1上，需要拆卸时将拧动螺栓或者去除胶即可实现。
磁力附件5由铁或钴或镍材料制成，能够与磁铁产生磁力，也即能够被磁铁吸附，支架3、测力计4、转矩测量装置5以及传动轮1与支架3的连接件均不会与磁铁产生磁力，避免产生干扰。
根据实际需要，所述传动件7为钢索或链条或皮带，对应的传动轮1分别为滑轮或链轮或带轮。
一种软式传动机构摩擦力构成测量方法，利用到上述软式传动机构摩擦力构成分离装置，包括以下步骤：
步骤一、将磁力附件5固定于传动轮1上，使其随传动轮1同轴转动；
步骤二、将电磁铁6放置于转动轮1正下方并固定，用于模拟传动轮1的负载力，调节电磁铁6的磁力，同时从测力计4上监控传动轮1的负载力，直至达到指定值；
步骤三、用转矩测量装置5测得指定负载力下传动轮1的转轴处产生的摩擦力矩M1；
步骤四、移除电磁铁6和磁力附件5；
步骤五、将传动件7绕于传动轮1上，在传动件7两端挂上砝码8，调整砝码8的重量，使传动件7两端砝码8的重量相等，同时从测力计4上监控传动轮1的负载力达到指定值，将传动件7两端的砝码8高度调整至同一水平高度，用转矩测量装置5测得指定负载力下软式传动机构产生的总摩擦力矩M2；
步骤六、在指定负载力下，计算传动轮1与传动件7的配合面处产生的摩擦力矩为M2-M1。
上述步骤先考虑测量指定负载力下传动轮1的转轴处产生的摩擦力矩M1，再测量软式传动机构产生的总摩擦力矩M2，进而计算获得传动轮1与传动件7的配合面处产生的摩擦力矩为M2-M1，根据实际需要，也可以先测量指定负载力下传动轮1的转轴处产生的摩擦力矩M1，再测量软式传动机构产生的总摩擦力矩M2。
实施例一：
本实施例是一种用来分离钢索滑轮机构摩擦力构成分离装置及测量方法，此时传动轮1为滑轮，传动件7为钢索，测量方法与上述方法一致。
实施例二：
本实施例是一种用来分离链条链轮机构摩擦力构成分离装置及测量方法，此时传动轮1为链轮，传动件7为链条，测量方法与上述方法一致。
实施例三：
本实施例是一种用来分离皮带带轮机构摩擦力构成分离装置及测量方法，此时传动轮1为带轮，传动件7为皮带，测量方法与上述方法一致。
Claims (6)
1.一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，其特征在于：包括传动轮[1]、磁力附件[2]、支架[3]、测力计[4]、转矩测量装置[5]、电磁铁[6]、传动件[7]和砝码[8]，传动轮[1]通过转轴安装于支架[3]上能够在垂直面转动，所述支架[3]两端与测力计[4]相连，转矩测量装置[5]用于测量传动轮[1]的转动时的摩擦力矩，磁力附件[2]可固定于传动轮[1]上，与传动轮[1]同轴转动，传动件[7]可绕于传动轮[1]上，与传动轮[1]共同构成传动机构，砝码[8]通过挂钩连接于传动件[7]两端。
2.根据权利要求1所述的一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，其特征在于：所述磁力附件为圆盘状或圆环状，通过螺栓或胶可固定于传动轮[1]上。
3.根据权利要求2所述的一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，其特征在于：磁力附件[5]由铁或钴或镍材料制成，能够与磁铁产生磁力，支架[3]、测力计[4]、转矩测量装置[5]以及传动轮[1]与支架[3]的连接件均不会与磁铁产生磁力。
4.根据权利要求3所述的一种软式传动机构摩擦力构成分离装置，其特征在于：所述传动件[7]为钢索或链条或皮带，对应的传动轮[1]分别为滑轮或链轮或带轮。
5.一种软式传动机构摩擦力构成测量方法，利用到权利要求1至4任意一项所述的软式传动机构摩擦力构成分离装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将磁力附件[5]固定于传动轮[1]上，使其随传动轮[1]同轴转动；
步骤二、将电磁铁[6]放置于转动轮[1]正下方，模拟传动轮[1]的负载力，调节电磁铁[6]的磁力，从测力计[4]上监控传动轮[1]的负载力达到指定值；
步骤三、用转矩测量装置[5]测得指定负载力下传动轮[1]的转轴处产生的摩擦力矩M1；
步骤四、移除电磁铁[6]和磁力附件[5]；
步骤五、将传动件[7]绕于传动轮[1]上，在传动件[7]两端挂上砝码[8]，调整砝码[8]的重量，使传动件[7]两端砝码[8]的重量相等，同时从测力计[4]上监控传动轮[1]的负载力达到指定值，将传动件[7]两端的砝码[8]高度调整至同一水平高度，用转矩测量装置5测得指定负载力下软式传动机构产生的总摩擦力矩M2；
步骤六、在指定负载力下，计算传动轮[1]与传动件[7]的配合面处产生的摩擦力矩为M2-M1。
6.根据权利要求5所述的一种软式传动机构摩擦力构成测量方法，其特征在于，指定负载力下传动轮[1]的转轴处产生的摩擦力矩M1和软式传动机构产生的总摩擦力矩M2的测量顺序可以互换。
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