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湘 潭 大 學
畢業(yè)論文（設計）任務書
論文（設計）題目： 換向器性能測試臺設計
學號： XXXXX 姓名： XXXXX 專業(yè)： XXXXX
指導教師： XXXXX 系主任： XXXXX
一、主要內容及基本要求
研究內容：設計換向器性能測試臺，要求能自動完成換向器絕緣耐壓性能測試和超速實驗。具體內容如下：
1．換向器性能測試臺的總體方案設計
2．動力元件的選擇
3．傳動機構的設計
4．傳感器的選擇
5．其他零部件的設計
基本要求：
1．技術指標要求符合設計要求 。
2．繪制測試臺總裝配圖和主要零件圖。要求圖紙不少于2.5張A0圖紙。
3．翻譯一篇不少于3000字的外文文獻。
4．撰寫畢業(yè)設計說明書，要求不少于1萬字。
二、重點研究的問題
1．換向器性能測試臺的總體設計中測試方案的選擇?！ ?
2．關鍵零部件的計算與設計。
3．技術指標：換向器槽數33片 額定轉速：3000rpm
電壓：0-30V 外形尺寸：140*φ100*φ60(厚度*外徑*內徑)
三、進度安排
序號
各階段完成的內容
完成時間
1
查閱文獻，收集資料
第1周
2
確定總體方案
第2~3周
3
開題報告
第4周
4
主要零部件的設計與計算
第5~8周
5
中期檢查
第9周
6
完成所有零部件的設計
第10~12周
7
撰寫畢業(yè)設計說明書
第13~14周
8
準備答辯
第15周
四、應收集的資料及主要參考文獻
[1]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].8版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]孫靖民.機械優(yōu)化設計[M].4版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.
[3]郁明山.現(xiàn)代機械傳動手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996.
[4]孫桓，陳作模.機械原理[M].7版.北京：高等教育出版社，2006.
[5]武建文，李德成.電機現(xiàn)代測試技術[M].北京機械工業(yè)出版社，2005.
[6]Greg C.Stone 等著, 《旋轉電機的絕緣——設計 評估 老化 實驗 修理》
編譯組編譯.北京.中國電力出版社，2010.
[7]宋寶玉，機械設計課程設計指導書[M]，高等教育出版社，2006．
[8]聞邦椿．機械設計手冊.第五版[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2010．
[9]聞邦椿.機械設計手冊.第五版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.
[10]侯秀珍.機械系統(tǒng)設計[M].哈爾濱.哈爾冰工業(yè)大學出版社,2000.
[11]張維凱,王曙光. AutoCAD2007中文版標準教程[M]．北京.清華大學出版社，
2007.
[12]周順榮.電機學[M].北京.北京科學出版社，2002.
[13]潘成林主編.實用中小型電機手冊[M].上海.上海世界出版股份有限公司.
科學技術出版社出版、發(fā)行,2007.
湘 潭 大 學
畢業(yè)論文（設計）評閱表
學號 XXXXX 姓名 XXXXX 專業(yè) XXXXX
畢業(yè)論文（設計）題目： 換向器性能測試臺設計
評價項目
評 價 內 容
選題
能力
論文
（設計）質量
綜
合
評
價
評閱人：
年 月 日
湘 潭 大 學
畢業(yè)論文（設計）鑒定意見
學號：XXXXX 姓名：XXXXX 專業(yè)： XXXXX
畢業(yè)論文（設計說明書） 頁 圖 表 張
論文（設計）題目： 換向器性能測試臺設計
內容提要： 換向器性能測試臺設計說明書是本次設計的文字說明，包括了緒論、設計
任務書、方案設計、關鍵零部件的設計與計算、其他零部件的選取、校核、總結、文
獻及外文翻譯等。其以具體語言表達了設計內容，是設計任務的重要部分組成部分。
讀者可以根據說明書對設計內容一目了然。
試驗，屬于多功能測試平臺。測試臺臺采用電機驅動，軌道傳輸，能完成換向器
3000~6000rpm的高速測試。平臺通過電機調速器調速達到多個速度，并選擇耐壓測試
儀。主要設計部件有換向器轉軸、聯(lián)軸器、轉軸支承、耐壓儀器支承、頂尖設計及軌
道設計，內容涉及廣泛。其中軌道設計等特色設計方案為性能測試臺實現(xiàn)多功能提供
了重要保證。
工作平臺外型美觀，節(jié)省材料。可以先安裝幻想器，手動頂尖固定轉軸，打開電
源轉軸即轉動即可實現(xiàn)換向器超速實驗；當選擇表筆固定支撐移向換向器，打開耐壓
測試儀，便可取得不同電壓，實現(xiàn)其耐壓實驗，在耐壓測試儀上讀出其數據。
該生在畢業(yè)設計期間，態(tài)度非常認真，基本能獨立思考解決問題，查閱參考資料，但綜合運用能力和設計繪圖能力一般，積極進取，遇到不會的問題能夠及時找老師和同學尋找?guī)椭厴I(yè)設計說明書格式基本正確，文字基本通順，但圖紙中存在一些錯誤。
同意其參加答辯，建議成績評定為 中等 。
指導教師：
2014年 5 月 日
答辯簡要情況及評語
答辯小組組長：
2014年 月 日
答辯委員會意見
答辯委員會主任：
2014年 月 日
（請雙面打印。）
目錄
第一章、 緒論…………………………………………………………10
第二章、 關鍵零部件的設計與計算…………………………………13
1、軸的設計 ………………………………………………………13
2、聯(lián)軸器的設計 …………………………………………………14
3、軸端擋圈與銷孔設計 …………………………………………16
4、軸支撐架的設計 …………………………………………… 16
5、測試儀探頭固定架的設計……………………………………… 17
6、頂尖設計…………………………………………………… 18
7、軌道設計 …………………………………………………… 20
第三章、 其他零部件的選取…………………………………………20
1、電機的選取………………………………………………………20
2、耐壓測試儀的選取 …………………………………………… 17
3、直流調速器的選取 …………………………………………… 25
4、軸承的選取…………………………………………………… 26
5、螺栓的選取…………………………………………………… 27
第四章、 校核…………………………………………………………27
1、軸的校核 ………………………………………………………28
2、鍵的校核 ………………………………………………………31
3、螺栓的校核…………………………………………………… 32
總結…………………………………………………………………… 33
致謝…………………………………………………………………… 35
參考文獻……………………………………………………………… 37
附錄…………………………………………………………………… 30
1、譯文原文……………………………………………………… 38
2、譯文…………………………………………………………… 52
換向器性能測試臺設計
摘要 換向器性能測試臺設計實現(xiàn)了換向器超速與耐壓實驗等多功能平臺設計。換向器是組成電機必不可少的部件，也是電機能持續(xù)運行的保證。如果沒有換向器，電機只能轉不到半圈就卡死了。換向器在現(xiàn)代電機中扮演著舉足輕重的角色，所以換向器的性能測試是人類科學發(fā)展的重要內容。工作平臺外型美觀，節(jié)省材料?？梢韵劝惭b換向器器，手動頂尖固定轉軸，打開電源轉軸即轉動即可實現(xiàn)換向器超速實驗；當選擇表筆固定支撐移向換向器，打開耐壓測試儀，便可取得不同電壓，實現(xiàn)其耐壓實驗，在耐壓測試儀上讀出其數據。
關鍵詞 換向器 超速 耐壓測試 軌道 頂尖
Commutator test bench design
Summary：Commutator test bench designed to achieve a commutator speeding and other multi-platform design pressure experiments. Commutator motor is composed of essential components, but also to ensure continuity of operation of the motor. If there is no commutator, the motor can only turn less than a half circle on the card died. Commutator plays an important role in modern motor, so the commutator performance testing is an important part of human science. Working platform appearance, material savings. You can install the commutator, manual top fixed shaft, turn the power shaft that is rotating commutator speeding experiment can be realized; When choosing a fixed support toward the commutator pen, turn pressure tester, you can get a different voltage, achieve its pressure experiments, which reads the data on the pressure tester.
第1章 緒論
1.1研究背景
社會發(fā)展迅速，科技日新月異。
人類文明經過蠻長發(fā)展，科技在歷史進程中起著至關重要的作用。不置可否，科學技術是第一生產力。十八、十九、二十世界以來，科學更是以全新面目展現(xiàn)在世界面前，因為科學，這個世界瞬息變遷。馬克思在其名著《資本論》中高度強調了發(fā)展科學的重要性?，F(xiàn)代化經濟、國防及民用生活用品無不需要科學研究作為先驅，我們活在一個充滿著活力的世界，我們也一刻不能離開科學產品。無論是今天人們津津樂道的iphone，還是美國投在長崎、廣島的原子彈，盡管有著不同用途與巨大差別，其實都屬于科學研究，都來源于科學先驅的貢獻。我們在享受這個文明時代到來的同時，也要心懷感恩，感謝那些孜孜不倦、貢獻社會的先驅者。
受封建社會的影響，中國的現(xiàn)代科技時代貌似來得晚了些。中國從改革開放后，就積極引進國外先進技術與資金，迅速發(fā)展國民經濟。不論西部大開發(fā)，還是深圳從一個小漁村變成現(xiàn)代經濟聚焦的貿易大都市，科技力量在其中都扮演者重要角色。
當我們走出去，車水馬龍，人來人往。交通工具是人們史無前例地提高了辦事速度和效率，我們不再像以往一樣寸步難行。然而各種設備中很多都用到了電機驅動，電機包括發(fā)電機和電動機，其原理剛好互補。各類水電站中用到的都是發(fā)電機，其利用水的勢能驅動電機，使之切割磁感線，達到勢能轉化為動能的目的。電機也分為很多種類，按交直流形勢有交流電機和直流電機，按相角有三相電機、兩相或單相電機等等分類。
直流電機的結構由定子和轉子兩部分組成，定子的主要作用是產生磁場，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。工作時轉動的部分稱為轉子，其主要作用為產生電磁轉矩和感應電動勢。換向器是組成電機必不可少的部件，也是電機能持續(xù)運行的保證。如果沒有換向器，電機轉不到半圈就卡死了。換向器在現(xiàn)代電機中扮演著舉足輕重的角色，所以換向器的性能測試是人類科學發(fā)展的重要內容。
從十九世界以來，電機及其部件換向器一直在人類文明進程中發(fā)揮重大作用。隨著工業(yè)化進程與國民經濟的日益發(fā)展以及科學技術與工業(yè)的高發(fā)展，電機的應用已深入到交通運輸、工業(yè)、航空航天、農業(yè)、辦公自動化、醫(yī)療器械、國防現(xiàn)代化等領域之中，而換向器性能的鑒定與實驗越來越成為換向器繼續(xù)發(fā)展的突破性因素。特別是自20世界以來，隨著設計實驗方法的改善，原材料性能和制造工藝水平的提高，利用計算機技術、微電子技術和電力電子技術等高科技領域發(fā)展相結合，換向器研究與換向器實驗得到了更快更長足的發(fā)展，不斷滿足國民經濟中個行業(yè)每日劇增的多樣化的需求。
1.2課題意義
在使用過程中，原本生產的換向器不一定具備完好功能滿足于我們的需求，因此我們需要對其性能進行評估。通常我們選擇測試耐壓性能和做超速實驗，而換向器的性能實驗工作臺就成了必不可少的實驗設備。其檢測實驗必不可少，也為換向器發(fā)展、電機發(fā)展和經濟發(fā)展做出重要貢獻。
現(xiàn)代信息技術的三大基礎是信息的傳輸、采集和處理，即稱為通信技術、傳感技術和計算機處理技術。目前國內外關于換向器測試的技術一般都會用到這幾種技術，有的公司為了檢測換向器性能，自制簡單粗糙換向器檢測機器，因此換向器性能檢測工作臺是一項有開發(fā)空間的項目，值得更多經濟資金的投入。
國外很多公司在電子測量儀方面已經做到高可靠性、高精度、高分辨率的程度。例如如日本IMADA公司與德國的MAHR公司和EPK公司等等。這些發(fā)達國家的相關技術領域研究水平已遠遠超越于中國，其芯片技術、傳感技術均有很先進的發(fā)展。
1.3設計內容
12