永磁联轴器静态扭矩测试装置【字数：10676】
本文首先对永磁联轴器的背景，发展状况和工作原理进行了一定的介绍。在现代的机械行业中连轴器使用广泛，在许多的行业诸如医疗，食品，电镀，化工等行业中对联轴器要求也越来越严格，永磁联轴器普遍使用满足了各行各业的需求。对与联轴器来说其扭矩的大小和测量的方式是非常重要的，一个联轴器的使用寿命长短，工作效率的高低都与其的静态扭矩有着重要的关系。通过上述相关知识的介绍，引出永磁联轴器静态扭矩的测试装置的整体结构和布局进行了详细的描述，说明了测试装置的基本要求，构成和工作原理，方便了解测试装置的具体设计思路和优缺点。在此之后对测试装置的各项环节和主要部分进行讲解说明其在装置中的作用解决了那些问题，对永磁联轴器的静态扭矩测量有哪些帮助。最后是对测试装置在对永磁联轴器测量中的使用方法和注意事项的讲解，在测试的环节中存在那些具体的问题和最后测量结果的准确性与市场现有的测试装置的不同之处，在此基础上对本装置提出的一些改进意见和发展意见。
Key Words:Permanent Magnet Coupling; Static torque; Torque measurement; Measuring device 目 录
1.绪论 1
1.1 永磁联轴器的背景及意义 1
1.2 永磁联轴器的工作原理 1
1.3 扭矩测量的发展及意义 2
1.4 扭矩传感器的分类及发展趋势 2
1.4.1 接触式扭矩传感器 2
1.4.2非接触式扭矩传感器 2
1.5 扭矩测量仪的发展 3
1.6 设计方案 3
2. 测试装置的整体方案设计 4
2.1 测试装置的设计要求和主要任务 4
2.1.1 设计要求 4
2.1.2 主要任务 4
2.2 测试装置的整体布局框图 4
2.2.1 动力部分 5
2.2.2 连接部分 5
2.2.3 测量部分 5
2.2.4 控制部分 6
2.3 测试装置的工作原理 6
2.4 测试装置的结构特点 7
3.测试装置的结构设计 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.1 蜗轮蜗杆的结构设计 8
3.2 轴的选用 11
3.2.1 初步确定轴端直径 12
3.2.2 主动轴的结构设计 12
3.2.3 键连接强度校核 12
3.2.4 主动轴扭转刚度计算 13
3.2.5 主动轴的强度校核 13
3.2.6 从动轴的结构设计 13
3.2.7 键连接强度校核 14
3.2.8 传递扭转扭转校核 14
3.2.9 传动轴的强度校核 15
3.3 三抓卡盘的安装及选型 16
3.4 箱体的设计及安装 17
3.5 滚珠丝杠的选用 17
3.5.1 位移结构的设计 17
3.5.2 滚珠丝杠副的设计和计算 18
3.6 扭矩传感器的选择 21
3.7 轴承与轴承座的选用 22
3.8 经济分析 22
4. 总结与展望 24
参考文献 26
感谢 28
1.绪论
1.1 永磁联轴器的背景及意义
永磁技术最早实在二十世纪三十年代提出的直到二十世纪七十年代稀土永磁材料的出现才使得永磁传动有了突飞猛进的发展。永磁联轴器使用磁体的磁力将原动机与工作机相连接的一种新型联轴器，其最初是为了解决危险性质的化工泄露所研制的，危险物质的泄露会造成环境的污染，若泄漏物质中含有有毒，易燃易爆物质还会造成人员的伤亡和财产的损失。永磁联轴器没有机械连接而是利用了稀土永磁体的相互作用了来进行机械能量的传递。磁力联轴器彻底解决了某些特殊场合机械传动中存在的泄露现象,在安装时对中精度没有严格的要求，使用寿命长无需任何日常维护因此永磁联轴器现以广泛应用于现代的各行各业中如煤矿的运输，化工，电镀，食品等。
永磁联轴器本身结构简单，便于密封，工艺性好在未来拥有广阔的应用前景，目前国内外的永磁联轴器的扭矩的计算并不完善，一些高精的计算公式非常的复杂，不便于在工程设计中使用且存在的误差较大。通过研究永磁联轴器的工作原理和其静态扭矩传动的特性，以此来设计一台测量永磁联轴器静态扭矩的测量装置。这个测试装置要求结构简单，使用寿命长，操作方便，价格低廉适用范围广等特点，根据选用的扭矩传感器的不同可以适用于不同转速不同精度的测量。
1.2 永磁联轴器的工作原理
磁力传动连轴器是由外磁体内磁体和隔离罩组成，内外磁体为永磁体构成隔离罩为高电阻材料制成，在静止状态时内外磁体之间的磁极相互吸引形成直线这时的转矩为零，当外磁体在主动机带动下旋转时一开始内磁体因为摩擦力和阻力还是静止的当内外磁体开始偏置一个角度时此时外磁体的两极对外磁体的相反两极产生一个拉动作用，相同的两极之间产生一个推力作用，使得内磁体有一个随之旋转的趋势，这就是永磁联轴器的工作原理。其中因为隔离罩将内外转子隔开从而可以实现了无接触的密封传动。
1.3 扭矩测量的发展及意义
扭矩测量的方法大抵可分为三类平衡力法，能量转换法和传递法。其中传递法应用最为广泛。扭矩反映了机械传动系统中的典型机械能量，扭矩的测量尤为重要，随着科技的发展为了更好的测量传动时的扭矩便有了扭矩传感器的诞生，第一台扭矩传感器和感应测量系统，是在1945年在市场上推出的由轴向扭矩产生一个转角，这个转角与扭矩成比例并可以被测量系统所测量，这样就可以在测量系统中输出结果，现今最为常用的测量方法是使用扭矩扳手这是一种最为方便的测量手段。但是现在扭矩的测量还是不能满足我们工作的需求，我们还需要加大投入去研究更为方便和快捷的扭矩测量方式。在当今工程行业中保证运输传递动力是各行各业中必不可少的一环，对于扭矩的测量与监测尤为重要，永磁联轴器在传递扭矩的方面有着它独特的作用，此测试装置可以调节永磁联轴器之间的距离测量永磁联轴器的静态扭矩操作原理简单，方便我们了解永磁联轴器静态扭矩的特性。由上可知一台可行性高的扭矩测试装置可以使我们更加深入的了解永磁联轴器传递的最大扭矩，确定适用场合和产品的优缺。通过对永磁联轴器静态扭矩的测量与分析我们还可以更好的对永磁联轴器进行优化设计以便于更好的用于需要各种不同扭矩传动的场合。
Key Words:Permanent Magnet Coupling; Static torque; Torque measurement; Measuring device 目 录
1.绪论 1
1.1 永磁联轴器的背景及意义 1
1.2 永磁联轴器的工作原理 1
1.3 扭矩测量的发展及意义 2
1.4 扭矩传感器的分类及发展趋势 2
1.4.1 接触式扭矩传感器 2
1.4.2非接触式扭矩传感器 2
1.5 扭矩测量仪的发展 3
1.6 设计方案 3
2. 测试装置的整体方案设计 4
2.1 测试装置的设计要求和主要任务 4
2.1.1 设计要求 4
2.1.2 主要任务 4
2.2 测试装置的整体布局框图 4
2.2.1 动力部分 5
2.2.2 连接部分 5
2.2.3 测量部分 5
2.2.4 控制部分 6
2.3 测试装置的工作原理 6
2.4 测试装置的结构特点 7
3.测试装置的结构设计 8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.1 蜗轮蜗杆的结构设计 8
3.2 轴的选用 11
3.2.1 初步确定轴端直径 12
3.2.2 主动轴的结构设计 12
3.2.3 键连接强度校核 12
3.2.4 主动轴扭转刚度计算 13
3.2.5 主动轴的强度校核 13
3.2.6 从动轴的结构设计 13
3.2.7 键连接强度校核 14
3.2.8 传递扭转扭转校核 14
3.2.9 传动轴的强度校核 15
3.3 三抓卡盘的安装及选型 16
3.4 箱体的设计及安装 17
3.5 滚珠丝杠的选用 17
3.5.1 位移结构的设计 17
3.5.2 滚珠丝杠副的设计和计算 18
3.6 扭矩传感器的选择 21
3.7 轴承与轴承座的选用 22
3.8 经济分析 22
4. 总结与展望 24
参考文献 26
感谢 28
1.绪论
1.1 永磁联轴器的背景及意义
永磁技术最早实在二十世纪三十年代提出的直到二十世纪七十年代稀土永磁材料的出现才使得永磁传动有了突飞猛进的发展。永磁联轴器使用磁体的磁力将原动机与工作机相连接的一种新型联轴器，其最初是为了解决危险性质的化工泄露所研制的，危险物质的泄露会造成环境的污染，若泄漏物质中含有有毒，易燃易爆物质还会造成人员的伤亡和财产的损失。永磁联轴器没有机械连接而是利用了稀土永磁体的相互作用了来进行机械能量的传递。磁力联轴器彻底解决了某些特殊场合机械传动中存在的泄露现象,在安装时对中精度没有严格的要求，使用寿命长无需任何日常维护因此永磁联轴器现以广泛应用于现代的各行各业中如煤矿的运输，化工，电镀，食品等。
永磁联轴器本身结构简单，便于密封，工艺性好在未来拥有广阔的应用前景，目前国内外的永磁联轴器的扭矩的计算并不完善，一些高精的计算公式非常的复杂，不便于在工程设计中使用且存在的误差较大。通过研究永磁联轴器的工作原理和其静态扭矩传动的特性，以此来设计一台测量永磁联轴器静态扭矩的测量装置。这个测试装置要求结构简单，使用寿命长，操作方便，价格低廉适用范围广等特点，根据选用的扭矩传感器的不同可以适用于不同转速不同精度的测量。
1.2 永磁联轴器的工作原理
磁力传动连轴器是由外磁体内磁体和隔离罩组成，内外磁体为永磁体构成隔离罩为高电阻材料制成，在静止状态时内外磁体之间的磁极相互吸引形成直线这时的转矩为零，当外磁体在主动机带动下旋转时一开始内磁体因为摩擦力和阻力还是静止的当内外磁体开始偏置一个角度时此时外磁体的两极对外磁体的相反两极产生一个拉动作用，相同的两极之间产生一个推力作用，使得内磁体有一个随之旋转的趋势，这就是永磁联轴器的工作原理。其中因为隔离罩将内外转子隔开从而可以实现了无接触的密封传动。
1.3 扭矩测量的发展及意义
扭矩测量的方法大抵可分为三类平衡力法，能量转换法和传递法。其中传递法应用最为广泛。扭矩反映了机械传动系统中的典型机械能量，扭矩的测量尤为重要，随着科技的发展为了更好的测量传动时的扭矩便有了扭矩传感器的诞生，第一台扭矩传感器和感应测量系统，是在1945年在市场上推出的由轴向扭矩产生一个转角，这个转角与扭矩成比例并可以被测量系统所测量，这样就可以在测量系统中输出结果，现今最为常用的测量方法是使用扭矩扳手这是一种最为方便的测量手段。但是现在扭矩的测量还是不能满足我们工作的需求，我们还需要加大投入去研究更为方便和快捷的扭矩测量方式。在当今工程行业中保证运输传递动力是各行各业中必不可少的一环，对于扭矩的测量与监测尤为重要，永磁联轴器在传递扭矩的方面有着它独特的作用，此测试装置可以调节永磁联轴器之间的距离测量永磁联轴器的静态扭矩操作原理简单，方便我们了解永磁联轴器静态扭矩的特性。由上可知一台可行性高的扭矩测试装置可以使我们更加深入的了解永磁联轴器传递的最大扭矩，确定适用场合和产品的优缺。通过对永磁联轴器静态扭矩的测量与分析我们还可以更好的对永磁联轴器进行优化设计以便于更好的用于需要各种不同扭矩传动的场合。
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