摘 要

本文对比分析了国内外对三向测力试验台以及其增速机构的研究与发展，在LQ-18型锯链切削试验台的基础上，对试验台增速部分进行设计构思，并介绍了试验台的研究意义以及作用。

为能评定锯链切削木材时的切削性能，所设计的试验台，需能模拟锯链的工作状态，反映锯链实际的切削速度和切削效率，因此应具有较宽的切削速度调节范围和进给速度调节范围，同时应具有较大的传递扭矩，可保证大节距高效率的锯链性能测定。本文主要对试验台增速部分进行了设计构思。在设计传动部分时，先从带传动出发，后经高速齿轮箱，因为高速齿轮对冷却，润滑要求较高，所以还考虑了润滑方式和相应的冷却装置。因此该试验台可以更好的评定油锯、电链锯锯链的切削性能，即检测锯链的锋利性、进锯的轻便性、锯链运转的平稳性及锯切效率的高低。

关键词：试验台；增速机构；传感器；切削

Three to the load test rig growth mechanism design

Abstract

In this paper, comparison and analysis of three at home and abroad to the load test and its growth mechanism, research and development in the LQ - 18 chain saws cutting test-bed, on the basis of the test stand growth parts design, and introduced the research meaning of the test bench and role.

To assess chain saws cutting when the cutting performance of lumber, the designed test bench, the need to can simulate the working state of the saw chain, reflect the reality of chain saws cutting speed and cutting efficiency, and therefore should have wide speed regulation range and cutting feed speed adjusting range, at the same time should have larger torque, to ensure the high efficiency of coarse pitch saw chain performance measurement. This paper mainly on the stand growth part design. In the design of transmission part, first embarks from the tape drive, after high speed gear box, because of the high speed gear for cooling and lubricating the demand is higher, so you also consider the lubrication method and corresponding cooling device. So the test rig can better assess chain saw, electric chain saws cutting performance of saw chain, namely, detection of the saw chain sharp, into saw light, the efficiency of chain operation and the cutting of high and low.

Keyword：The test bench；growth mechanism；sensors； cutting

目 录

1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 三向测力削试验台增速机构国内外研究概况 1

1.2.1 国内研究概况 1

1.2.2 国外研究概况 3

1.3 本文设计工作要求 3

2 试验台增速机构的方案设计 4

2.1 增速机构整体方案的设计 4

2.2 电动机的类型选择 4

2.3 增速机构输入和输出连接装置的设计 5

3 增速机构结构设及计算 7

3.1带传动的设计 7

3.1.1 带传动的优点 7

3.1.2 带的选型 7

3.1.3 试验台带轮的工作情况 7

3.1.4 带的工作参数 8

3.1.5 带的计算设计 8

3.1.6 带的张紧 11

3.2 齿轮的设计 12

3.2.1 传动方式选择 12

3.2.2 齿轮工作参数 13

3.2.3 齿轮计算设计 13

3.3 齿轮轴的设计计算 19

3.3.1 低速轴的设计与计算 19

3.3.2 高速轴的设计与计算 21

3.4 轴的强度校核计算 22

3.4.1 低速轴的校核计算 22

3.5 齿轮增速箱的设计 26

3.6 冷却润滑系统的设计 28

3.6.1 冷却润滑系统的设计 28

3.6.2 冷却润滑系统俯视图 30

3.6.3 增速机构维护 31

4 结论 32

致谢 33

参考文献 34

附录 35

1 绪论

1.1 引言

目前，能较全面科学地评定锯链切削木材时切削性能锯试验台，市场上仅浙江一家企业拥有，是由我校机电院教师自主设计完成的。该锯链切削性能试验台可测定锯链锯齿上切削力的三个方向分力，即主切削力、进给力和侧向力；进给机构的进给速度；驱动链轮轴的轴功率；锯链的锯切效率。根据目前国内外现有的生产锯链品种规格差异，为了提升生产效率以及降低成本这是研究锯链切削试验台的主要目的。通过该传感器测定三个相互垂直的切削力可用来衡量刀具的切削性能（如锯链、圆锯片等），也可反应木材或金属材料的品质。同时结合转矩转速测试系统，可测定锯链或圆锯片的切削功率和切削效率。根据八角环式测力传感器的基本原理，及锯链或圆锯片切削木材时所承受的最大阻力值，即可设计出合适的八角环传感器结构。而所谓的八角环八耳式三向测力传感器是在以上的基础上设计出的一款更加灵敏、更加准确的一种传感器。通过对八角环八耳式三向测力传感器各个方向的力的标定,分析研究贴片位置对被测方向灵敏度、非线性度的影响, 以及对非被测方向交叉灵敏度的影响。比较各个方案的贴片位置, 选出灵敏度最好，交叉灵敏度最小，同时非线性度最好的方案。

1.2 三向测力试验台增速机构国内外同类研究概况

1.2.1 国内研究概况

我国自本世纪60年代以来，不断进行木材切削力的测定试验。特别是80年代以来的试验研究成果积累了许多有价值的数据。1964年中国东北林学院研制的T-1型试验台，用电阻应变片（环）和平衡重块测量切向力和法向力。这在当时的国内外已属于比较领先的技术。

高速增速系统是超速试验台的关键技术之一,从二十世纪七十年代开始浙江大学化工机械研究所高速旋转机械实验室一直从事叶轮超速试验台的研制和应用工作^［8］。