成都理工大學
學士學位**
學位申請人：郭忠海
學生學號：200206040113
學科專業：機械工程及其自動化
指導教師：劉大海
目錄1. 前言 2
2. 機械傳動裝置設計 3
2.1 內燃機試驗原理 3
2.2 傳動方案設計 4
2.3 傳動方案的比較 5
2.4 電動機的選擇 7
2.4.1 選擇電動機的容量 7
2.4.2 確定電動機的轉速 9
2.5 傳動部件的設計與選擇 9
3．電氣控制迴路設計 11
3.1 電機的點動控制 11
3.2 電機的保護 11
3.3 電機的正反轉控制 12
3.4 對水溫的控制 14
3.5 對水溫的監測 15
3.6 對水位的控制 15
3.7 行程的控制 16
4. 控制台的設計 17
4.1 儀表面板設計 17
4.1.1 儀表面板的區域劃分以及其空間分布 18
4.1.2 儀表的種類、數量及選擇 20
4.1.3 儀表面板的布置 21
4.2 控制面板的設計 22
4.2.1 控制開關和指示燈的選擇 22
4.2.2 控制面板的空間布置設計原則 24
4.2.3 控制面板的空間布置 25
4.3 控制台身形狀設計 27
4.3.1 控制台尺寸結構設計 28
4.3.2 控制台各項資料設計 28
結論 32
致謝 33
參考文獻 34
在內燃機試驗中，內燃機輸出的功率必須用能量轉換方式進行吸收，通過一定的手段測試內燃機的各種效能，獲取各種試驗資料，從而對試驗物件進行研究。
df7型電傳動內燃機車柴油機裝車功率為1470kw，最大速度為100km/h，如此之大的功率如果採用一般負載的測功率方法顯然是行不通的。實驗是以水阻作為負載，同時模擬機車的各種工作狀況，檢查通過組裝後的機車是否滿足設計要求，以確保機車的組裝正確，動作可靠，執行安全。為了讓內燃機車牽引柴油機發電機組的輸出功率符合設計要求，達到穩定功率輸出，必須進行大功率校核，目前國內採用較多的是水電阻和幹電阻消耗功率的方式。
該設計就根據這個問題，以df7型內燃機車柴油發電機組技術引數為基礎，採用水電阻消耗功率的方式來進行大功率校核，對柴油發電機組穩定功率水電阻試驗站中電路部分的設計，使它能夠達到穩定功率輸出的要求。
目前，我國鐵路部門內燃機車的電力測功裝置大多數是水電阻，均採用人工控制。其原理當測功裝置活動極板下降時，埋入水中的面積增大，水電阻減小，電流便隨之增大；反之極板上公升時，埋入水中的面積減小，水電阻增大，電流便隨之減小。在進行機車負載特性試驗時，通過人工控制活動極板的公升降來給定機車主發電機的電流，然後觀察主發電機的電壓、勵磁系統電引數及其它有關引數，人工計算電功率等，依此來分析判斷，到機車上尋找有關電器元件進行調整，以滿足機車牽引特性要求
為了使內燃機車的牽引柴油機組的輸出功率符合設計要求，達到恆功率輸出，就必須進行功率校核。目前國內採用的是用水電阻作負載消耗功率用水電阻作為負載有以下優點：採用水做可變電阻，水的導電性較小，由於是為火車提供動力電源，電源電壓較高，所以電流通過電阻器產生的熱量較多，若利用固體可變電阻器，產生的熱量不宜揮發，且所需其他的冷卻裝置，造成整體體積增大，不利於使用。
若採用水做可變電阻器，可利用水的蒸發、增加冷水、攪動水迴圈以降低變阻器的溫度便於操作與控制，而且減小了裝置體積，降低了成本。
當置於水中的電極間有電流通過時，系統會發生複雜的物理化學反應。水被電解,陰極附近的氫離子就會與電極上的電子結合,被還原而放出氫氣;而陽極附近的氫氧根將放出電子給正極,發生氧化反應而形成水同時析出氧氣，兩極上發生氧化還原變化, 分別放出或消耗電子, 其效果就好像在陰極有電子進入了溶液,而陽極得到了從溶液中跑出來的電子一樣,如此反覆使電流在電極與溶液介面處得以連續。兩電極間的外電路導線上靠電子遷移導電, 這樣就構了整個迴路中連續的電流。
在電場力的作用下,溶液中的離子向兩極遷移。電池中的反應都在電極的金屬(溶液) 介面進行。反應速率直接與電流相聯絡,反應進行的量直接與電池中通過的電量相聯絡,反應的推動力與電源電壓有關, 反應消耗的能量與水電阻和電解液的溫度和濃度等因素有關。
在用水電阻法對發電機功率進行吸收時，會伴隨著水或電解液的電解和分解。在水電阻池中，原動機輸送來的電能大部分由水的溫公升將能量帶走，而另一部分能量則是由水或電解液的電解和分解消耗。
水電阻實驗裝置主要由水阻槽、傳動裝置和監控裝置等組成。在水阻槽中注入水作為電阻，利用極板改變電阻的大小，從而達到測量的目的。
改變電阻大小的依據
兩極板之間的距離；s兩極板的正對面積；在一定溫度範圍下的電阻率
改變水電阻的大小就涉及到了水的電阻率：水的導電性能，與水的電阻值大小有關，電阻值大，導電性能差，電阻值小，導電性能就良好。根據電阻公式，在水溫一定的情況下，水的電阻值大小與電極的垂直截面積成反比，與電極之間的距離成正比。
在水溫基本恆定的情況下，我們一般可以通過改變兩極板正對的面積和極板之間的距離來改變水的電阻。採用改變極板間的距離來改變水電阻的大小，則要求電阻水箱的體積將會很大。一方面會浪費大量的用水，另一方面，設計過程中的很多資料的取值都將會非常的大。
而改變極板之間正對面積的大小就相對容易些，設計中將整塊極板分成面積大小相等的若干小面積極板，正負極相互隔開放置在水中。改變極板間距離的方法；一，旋轉浸入水電阻箱內水面以下的正負兩極極板，形成一定角度；二，選擇吊起乙個單獨的極板（通常選擇正極），這樣，在吊起極板時，可以減少鋼絲繩的受力大小，同時，也可相應減小平衡鐵的用量，在選用吊起極板的橫樑時，也可以減小其型號。
綜上所述，述要改變水電阻的大小只要改變極板的相對面積的大小，極板分為上、下兩部分，下部極板固定在水阻槽中，上部極板可以上下移動。上部極板作為陽極，接電流正極；下部極板作為陰極，接電流負極。
通過上極板的上下移動，來改變極板間的相對面積，這樣便可以改變電阻。這就是設計傳動裝置的依據。上極板的上下移動是通過傳動裝置實現的，包括滑輪組、捲揚機和電動機等裝置。
監控裝置就是對試驗站的控制和對各項資料監測，主要監測主發電機的輸出電壓、電流、主發電機的勵磁電壓，電流。
傳動原理圖如下：
圖 2－1
1、2、極板 3、平衡塊 4、滑輪 5、鋼絲繩 6、捲筒7、減速器 8、電動機 9、水槽
實驗中傳動機構需要實現的功能，極板的上下移動是通過滑輪組用纜繩連線，纜繩的另一端由電機來帶動，從而使活動極板能夠以一定的速度v上公升下降。
整套傳動機構由電動機、減速器和捲筒組成。合理的傳動方案首先要滿足機器的功能要求，例如傳動功率的大小，轉速和運動形式。此外還要適應工作條件，滿足工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護便利、工藝性和經濟性合理等要求。
方案一：採用兩極展開式圓柱齒輪減速器構成傳動系統。圓柱齒輪減速器機構簡單，效率高，容易控制，使用壽命長，維護方便，由於電動機，減速器與滾筒並列，導致橫向尺寸較大，機器不緊湊。
圖2－2（a）
1—電動機 2—連軸器 3—制動器 4—二級圓柱齒輪減速器
5—捲筒 6—軸承 7—齒輪
方案二採用蝸桿—齒輪減速器，這類減速器在絕大多數情況下，都是把蝸桿傳動作為高速級蝸桿傳動的效率較高，它所使用的傳動比一般在50~100的應用範圍內，最高可達250。蝸桿—齒輪傳動的傳動比大，結構緊湊，尺寸小，重量輕。但製造安裝較困難，傳動效率高。
蝸輪輪緣需用有色金屬製造，機器總體布置尺寸緊湊。如圖：
圖 2－2（b）
1—電動機2—連軸器3—齒輪-蝸桿減速器
4—捲筒5—軸承6—齒輪
方案的對比選定：方案一的兩級圓柱齒輪減速器在通常情況下被廣泛的使用。它具有很多的優點，但其結構布置較大，不太緊湊，且傳動比較小。
在8~50之間。方案二的蝸桿—齒輪減速器，其結構緊湊，尺寸小，傳動效率高，傳動比大的優點，而且不許要採用制動器。總體效能較高。
因此經對比確定採用蝸桿—齒輪傳動較合適。
設計中，極板分為上下兩組，一組極板固定在水阻槽中,另一組極板可以上下移動,在水箱裡加入適當水,通過上極板的上下移動,來改變極板間的正對面積,這樣便可以改變電阻.上極板的上下移動是通過傳動裝置實現的。
內燃機原理
2 1 內燃機的動力效能和經濟效能指標為什麼要分為指示指標和有效指標兩大類？表示動力效能的指標有哪些？它們的物理意義是什麼？它們之間的關係是什麼？表示經濟效能的指標有哪些？它們的物理意義是什麼？它們之間的關係是什麼？答 1 指示效能指標是以工質對活塞做功為基礎的指標。能評定工作迴圈進行的好壞。有效效...
內燃機溫度測量
測量專案 測量儀表 測量位置 精度 環境溫度 進氣溫度 液體溫度計 熱電偶溫度計 熱電阻溫度計 中小功率內燃機在離進氣管150mm處以內測量，大功率內燃機離進氣管1.5m以內測量。感測器逆氣流安裝，測量端位於氣流中心 2 排氣總管或渦輪增壓器後的排氣溫度 高溫熱電偶 熱電阻溫度計 離排氣總管出口或渦...
十內燃機技術
1 什麼是發動機正時 一台發動機要能正確的運轉，所有零件都要能在正確的時間和正確的位置做正確的事，在最佳的協調下，發揮應有的效能。這就是 正時 發動機最主要的轉動是曲軸，所以所有的正時都以曲軸旋轉角度做為基準。以乙個單缸發動機為例，當活塞在上死點時為0度，到了下死點時為180度，四行程發動機以720...