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    优点: 曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而在包括煤矿机械在内的各类机械中得到了广泛的应用,如自动送料机构、冲床、内燃机空气压缩机等。可实现高速化,结构紧凑,可靠性高。

    缺点:是不可变,不能变更动作时间(角度),点、线接触易磨损、凸轮轮廓加工困难、行程不大。

     (4)齿轮齿条

    优点:齿轮齿条,承载力大,传动精度较高,可达0.1mm,可无限长度对接延续,传动速度可以很高,>2m/s。 

    缺点:若加工安装精度差,传动噪音大 

    3.1.4机械传动的特点

    传统的机械传动是一种技术成熟,质量可靠的传动方式。其效率高而且稳定、工作可靠。但它也有体积庞大,制造成本高,维修困难,动作反应迟钝,产品升级自动化控制难度大等众多缺点。

    3.1.5各机构的比较与取舍

    首先弹簧碰珠组件寿命测试机需要同时测试9个弹簧碰珠,需要比较大的传递动力、较大的行程、上千万次的测试,长时间的工作,比较长的寿命、机器额定工况1M处噪音小于50dB.。偏心轮机构、凸轮机构、齿轮齿条传动都有或多或少不适合。偏心轮、凸轮点线接触易磨损 、凸轮轮廓加工困难、行程不大,齿轮齿条加工安装精度差、传动噪声大。曲柄滑块机构寿命长、传动力大、低副易于加工,成本低、可实现远距离控制,虽然无法实现精确复杂的运动规律,但是弹簧碰珠组件寿命测试机只需要上下的往复运动即可,所以选择曲柄滑块机构。(演变为偏心轮机构)

    传动方案简图

    3.1.6测试头以及弹簧碰珠底座的设计

      根据设计要求机构轻巧、运行可靠以及实际情况,列以下几种设计方案,如图3.6所示。

    (1)方案一:根据实际弹簧碰珠的大小尺寸 此方案设计出的底座大小适中,结构紧凑,刚度较强。

    (2)方案二:弹簧碰珠的尺寸如下图所示弹簧碰珠尺寸

    如果并列设计,那么尺寸将会十分不适合本次设计的要求。

    (3)(4)方案三:如下图所示

    方案三设想图   

       方案3与4的设计会使整个系统的稳定性会比较差、尺寸也不够理想,弹簧碰珠也不易安装故不采用。

    所以最终方案采用方案一整体效果图如下图所示:

    方案最终设想图

      此设计的稳定性,可靠性,尺寸都基本符合本次设计要求。                

     3.2 调速系统方案设计

    (1) 改变主磁极调速 

    改变磁极对数调速,实际上是改变定子绕组的连接方法。通过改变定子绕组的级对数p以改变定子旋转磁场的同步速n1,从而实现异步电动机的调速。

    (2)改变频率调速 

    通过改变异步电动机输入电压的频率f1,以改变定子旋转磁场的同步速n1,从而实现异步电动机的调速

    (3)改变转差率s、改变电压U调速 

    改变转差率S的调速只能在绕线式转子电动机中使用,在其转子电路中串入附加电阻,便可改变转差率。

    测试速度可调(即0.5~3次/秒)即为无级调速,所以采用无段变速马达能够实现这个要求。

    根据测速度的要求选减速比为10的减速机1450转/分钟,减速机轴端输出为145转/分钟。调速器可以在0~145转/分钟范围无级调速。

          3.10无级变速马达及马达调速器

    3.3 测试机电气控制系统方案设计

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