齿轮传动效率测定与分析
实验3 齿轮传动效率测定与分析
3.1 实验目的
1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法；
2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率；
3. 了解封闭加载原理。
3.2 实验设备和工具
1. 齿轮传动效率试验台；
2. 测力计；
3. 数据处理与分析软件；
4. 计算机、打印机。
3.3 实验原理和方法
1. 齿轮传动的效率及其测定方法
齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。
表3.1 齿轮传动的平均效率
测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。
设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为
)kW ( 9550
5
55n M N =
若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为
)kW ( 9550/5
551η
η?=
=n M N N
式中η为传动系统的效率。
而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩
4M )m N (?，其封闭功率为
)kW ( 9550
4
44n M N =
该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为
)kW ( /441
N N N -='η 由此可见，11
N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。
图3.1 加载系统 图3.2 试验台结构
3. 效率计算
要计算效率，应先决定被试齿轮2处于主动还是被动。在齿轮传动中，主动轮的转向与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相反，而从动轮的转向则与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相同。如图3.1所示，由电机联轴器1决定的方向与齿轮2所受扭矩方向相反，所以持论2为主动轮。设齿轮2、3间的传动效率为32-η，齿轮6、5间的传动效率为56-η（均含支承轴承效率及搅油损失，以便于计算），则电机供给功率可计算如下
)kW ( 45
6324
1N N N -=
'--ηη 电机力矩
45
6324
1M M M -=
--ηη
当设==--5632ηη平均效率η时，由上式可得
1
44
M M M +=
η
若电机转向与图3.1中所示的由联轴器力矩1表示的方向相反（本实验所采用的试验台便是这种情况），砝码形成的负荷将保持捏合面不变。从齿轮2的转向来判断，转向与所承受轮齿啮合力的扭矩方向相同，所以齿轮2即为被动轮，而齿轮3和5就成为主动轮，功率流的方向变为5→6→3→2。此时功率流功率4N 大于传出的功率，则电机供给的摩擦功率为
)1()1(24652346523441ηηηηη-=-=-=----N N N N N
所以 )1(2
41η-=M M
则平均效率为
4
1
4M M M -=
η
4. 试验台结构
试验台结构如图3.2所示。其中电机1悬挂式安装，2是重锤式测力计，3是两套相同传动比的齿轮减速器，通过联轴器和加载器4组成封闭加载回路，5是机架，6是电器控制箱。 若测力计的读数为f (mN)，测力矩臂长为l =195mm ，则功耗力矩为
)m N ( 10195.01000195.01000
3
2
??===
-f f lf M f 减速器采用了螺旋槽加载机构，如图3.3所示。其螺旋角?=14.11β。当砝码1的重量G (N)经
动滑轮2施加于滑架3时，滑架即在滑轨4上移动。由于螺旋槽的作用，此时销轴5不动，而槽体产生旋转，带动轴6旋转而产生加载力。加载受力情况如图3.3的上图所示。Q 为螺旋槽压在销轴上的载荷，其分力Q '与加载砝码重量相平衡，即G Q 2='；分力Q ''则为圆周力，它乘以作用半径r 即为作用在封闭系统内的封闭力矩B M 。
图3.3 螺旋槽加载机构
)m N ( 1000
14.112 /???='=''tg r
G
M tg Q Q B β
当mm 5.21=r 时，)m N (22.0?=G M B 。 测力计的结构和作用原理见实验12。
3.4 实验步骤和要求
1. 脱开测力计挂钩并调零。判断电机转向应为测力杆向下回转。
2. 卸去所有砝码，使加载器销轴处于轴向移动起点附近约2~3mm 处。
3. 手扶测力杆，启动电机，空转一分钟。
4. 将测力杆挂上测力计挂钩，读出空载下功耗力矩的力。（该力矩是与载荷无关的因素所引起的损失，如轴承的空载阻力，密封件阻力，箱体内的搅油损失等）。
5. 逐步加载到砝码重250N ，每次加载后运转5~10min 使趋于稳定状态，记录砝码重及测力计读数，同时注意此两数之间是否大致保持相应关系。如有明显不正常，则应查明原因采取措施后重做一遍。数据正常则停机。
6. 将数据输入计算机，打印出加载力矩B M 、功耗力矩f M 及传动效率η诸值，并作出B f M M -曲线和B M -η曲线图。
3.5 思考题与实验报告
1. 思考题
(1) 为什么B f M M -基本为直线关系，而B M -η则为曲线关系？ (2) 油温对传动效率将有何影响？
(3) 加载力矩的测量值介入了哪些误差？
2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容
实验3：齿轮传动效率测定与分析实验报告
注：)m N (22.0?=G M B ；)m N (1000
195
.0?=
f M f ； B
f
B M M M -=
η（电机转向使砝码下落时），f
B B
M M M +=
η（电机转向使砝码提升时）
实测曲线： (1) f B M M -曲线
(2) η-B M 曲线
(2) 思考题讨论
(3) 实验心得和建议
齿轮传动效率测定
验证性实验指导书 实验名称：齿轮传动效率测定 实验简介：齿轮是重要的机械传动零件，所以对齿轮传动的理论和实验研究都是很必要的。齿轮传动往往要进行轮齿静强度、齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度、齿面磨损、齿面胶合和影响齿轮传动性能的因素（如材料、制造工艺、热处理工艺、润滑、轮齿载荷分布等）的试验，以及对齿轮传动性能（如传动效率、动载荷、噪声、工作温度等）的测定。为此，人们采用了许多试验方法和试验设备。本实验是针对齿轮传动的效率进行验证性测定。 适用课程：机械设计 实验目的：A了解电功率封闭式齿轮传动试验台的基本原理、结构及特点；B掌握功率流分析、效率测定的方法；C测量单级圆柱齿轮减速器的传动效率，画出它的效率曲线；D初步了解拟定实验方案、设计实验装置和数据测量等方面的知识。。面向专业：机械类 实验项目性质：验证性（课内选做） 计划学时： 2学时 实验分组：4人/组 实验照片：
《机械设计》课程实验 实验二齿轮传动效率测定 齿轮是重要的机械传动零件，所以对齿轮传动的理论和实验研究都是很必要的。齿轮传动往往要进行轮齿静强度、齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度、齿面磨损、齿面胶合和影响齿轮传动性能的因素（如材料、制造工艺、热处理工艺、润滑、轮齿载荷分布等）的试验，以及对齿轮传动性能（如传动效率、动载荷、噪声、工作温度等）的测定。为此，人们采用了许多试验方法和试验设备。本实验是针对齿轮传动的效率进行验证性测定。 一、实验目的 1. 了解电功率封闭式齿轮传动试验台的基本原理、结构及特点； 2.掌握功率流分析、效率测定的方法； 3.测量单级圆柱齿轮减速器的传动效率，画出它的效率曲线； 4.初步了解拟定实验方案、设计实验装置和数据测量等方面的知识。 二、实验设备和工具 1. Z-45直流电动机2台； 2. ZJ型转矩转速传感器2台； 3. ZD10型减速器2台； 4. JXW-1型机械效率仪1台； 5. TSGC-20调压器1台； 6. 加载控制箱1台； 7. CP-80打印机1台。 三、实验原理 1. 齿轮传动试验台简介 所有类型的齿转传动试验台，根据运转与否分为运转式和非运转式两大类。非运转式试验台指齿轮或齿轮副只能在静止状态下进行试验的试验台，如静态加载的齿轮静强度试验台。非运转式试验台中被测齿轮的试验状态同齿轮的实际工作状态有较大的差别，不大可能获得满意的试验结果。运转式试验台是指齿轮副能在一定转速下进行试验的设备。该类设备一般都由驱动装置、传动装置、加载装置、齿轮试件失效监护装置、润滑装置、测试装置等六部分组成。其试验能获得较接近实际的结果，运转式试验台根据试验台功率的传递原理和加载方法的不同，可分为开放功率流式和封闭功率流式两类。 （1）开放功率流式试验台 所谓开放功率流，就是齿轮传动所传递的功率由原动机传来，经过齿轮传动和试验装且中的全部传动件，最后传到耗能装置中，由耗能装置即加载装置将其全部消耗，并借助耗能装置给被测装置加载。功率传递的流向未形成封闭回路，故称其为开放功率流式试验台，图2-1为开放功率流式试验台构成原理。
()齿轮传动效率及齿轮疲劳实验(文档)
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验 （附加机械功率、效率测试实验） 一.实验目的 1.了解封闭（闭式）齿轮实验机的结构特点和工作原理。 2.了解齿轮疲劳实验的过程，及通过实验测定齿轮疲劳曲线的方法。 3.在封闭齿轮实验机上测定齿轮的传动效率。 4.介绍机械功率、效率测定开式实验台，了解一般机械功率、效率的测试方法。 二.实验设备及工作原理 1.封闭（闭式）传动系统 封闭齿轮实验机具有2个完全相同的齿轮箱（悬挂齿轮箱7和定轴齿轮箱4）,每个齿轮箱内都有2个相同的齿轮相互啮合传动（齿轮9与V,齿轮5与5'）,两个实验齿轮箱之间山两根轴（一根是用于储能的弹性扭力轴6,另一根为万向节轴10）相联，组成一个封闭的齿轮传动系统。当山电动机1驱动该传动系统运转起来后，电动机传递给系统的功率被封闭在齿轮传动系统内，既两对齿轮相互自相传动，此时若在动态下脱开电动机，如果不存在各种摩擦力（这是不可能的），且不考虑搅油及其它能量损失，该齿轮传动系统将成为永动系统; 山于存在摩擦力及其它能量损耗，在系统运转起来后，为使系统连续运转下去, 山电动机继续提供系统能耗损失的能量，此时电动机输出的功率仅为系统传动功率的20%左右。对于实验时间较长的情况，封闭式实验机是有利于节能的。 1?悬挂电动机2.转矩传感器3.转速传感器4?定轴齿轮箱5?泄轴齿轮副6.弹性扭力 轴7.悬挂齿轮箱&加载狂码9.悬挂齿轮副10.万向节轴11.转速脉冲发生器2.电动机的输出功率
电动机1为直流调速电机，电动机转子与定轴齿轮箱输入轴相联，电动机 采用外壳悬挂支承结构（既电机外壳可绕支承轴线转动）；电动机的输出转矩等于电 动机转子与定子之间相互作用的电磁力矩，与电动机外壳（定子）相联的转矩传感器2提供的外力矩与作用于定子的电磁力矩相平衡，故转矩传感器测得的力矩即为电动机的输出转矩To；电动机转速为n,电动机输出功率为P u =n? To/9550 （KW）。3.封闭系统的加载 当实验台空载时，悬挂齿轮箱的杠杆通常处于水平位置，当加上载荷W 后，对悬挂齿轮箱作用一外加力矩WL,使悬挂齿轮箱产生一定角度的翻转，使两个齿轮箱内的两对齿轮的啮合齿面鼎紧，这时在弹性扭力轴内存在一扭矩T9 （方向与外加负载力矩WL相反），在万向节轴内同样存在一扭矩TJ （方向同样与外加力矩WL相反）；若断开扭力轴和万向节轴，取悬挂齿轮箱为隔离体, 可以看出两根轴内的扭矩之和（Tg+TJ）与外加负载力矩WL平衡（即T9+T9'=WL）；乂因两轴内的两个扭矩（T9和T9'）为同一个封闭环形传动链内的扭矩，故这两个扭矩相等（T9=T9*）,即2T9=WL, T9=WL/2 （Nm）；由此可以算出该封闭系统内传递的功率为： P9=T9 n / 9550=WLn/19100 （KW） 其中：n--电动机及封闭系统的转速（rpm）； W-所加祛码的重力（N）； L—加载杠杆（力臂）的长度，L= 0.3 mo 4.单对齿轮传动效率 设封闭齿轮传动系统的总传动效率为Q ; 封闭齿轮传动系统内传递的有用功率为P9； 封闭齿轮传动系统内的功率损耗（无用功率）等于电动机输出功率Po,即： Po=（ P9 / n）-P9 n=p9 / （Po+PJ 二T9/ （T0+T9） 若忽略轴承的效率，系统总效包也含两级齿轮的传动效率，故单级齿轮的传 动效率为：7=向=｛〒务 5.封闭功率流方向""
效率实验报告
机械传动性能综合实验报告 姓名： 学号： 班级： 任课老师：
(特别提示：本报告第一、二、三部分来自试验指导书，稍有更改。) 一、实验目的 1.了解机械传动系统效率测试的工程试验手段和常用的机械效率测试设备， 掌握典型机械传动系统的效率范围，分析传动系统效率损失的原因； 2.通过对典型机械传动系统及其组合的性能测试，加深对机械传动系统性能 的认识以及对机械传动合理布置的基本原则的理解； 3.通过对实验方案的设计、组装和性能测试等训练环节，掌握计算机辅助实 验测试方法, 培养学生创新设计与实践能力。 二、实验原理及设备 1、实验原理： 机械传动性能综合测试实验台的工作原理如图1所示。通过对转矩和转速的测量，利用转矩、转速与功率的数学关系间接导出功率数值，并通过对电机和负载的相应控制观察分析转速、转矩、功率的相应变化趋势，同时通过对减速器的输入功率和输出功率的测量分析，得出减速器的效率及其随不同情况的变化所呈现的变化趋势。 2、实验设备： 机械传动性能综合测试实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。机械传动性能综合测试实验台各硬件组成部件的结构布局如图2所示。 图2(a) 实验台外观图
1-变频调速电机 2-联轴器 3-转矩转速传感器 4-试件 5-加载与制动装置 6-工控机 7-电器控制柜 8-台座实验设备包括机械传动综合效率实验台（包括台座、变频调速器、机柜、电控箱）、蜗轮蜗杆减速器、齿轮减速器、三相异步电动机、同步带传动装置、滚子链传动装置、V带传动装置、磁粉制动器、ZJ转矩转速传感器、计算机及打印机、其他零配件。典型实验装置包括齿轮减速传动装置、蜗轮蜗杆减速传动装置、V带+齿轮减速传动装置、齿轮减速+滚子链传动装置、同步带减速传动装置、V带减速传动装置、V带+同步带减速传动装置。实验装置由动力部分、测试部分、加载部分和被测部分等组成。各部分的性能参数如下： 1、动力部分 1)YP-50-0.55三相感应变频电机：额定功率0.55KW；同步转速 1500r/min；输入电压380V。 2)LS600-4001变频器：输入规格 AC 3PH 380-460V 50/60HZ；输出规格 AC 0－240V 1.7KVA 4.5A；变频范围 2～200 HZ。 2、测试部分 1)ZJ10型转矩转速传感器：额定转矩 10N.m；转速范围 0～6000r/min； 2)ZJ50型转矩转速传感器：额定转矩 50N.m；转速范围 0～5000r/min； 3)TC-1转矩转速测试卡：扭矩测试精度±0.2%FS；转速测量精度± 0.1%； 4)PC-400数据采集控制卡。 3、被测部分 1)三角带传动： 带轮基准直径 D1=70mm D2=115mm O型带L内=900mm； 带轮基准直径 D1=76mm D2=145mm O型带L内=900mm； 带轮基准直径 D1=70mm D2=88mm O型带L内=630mm。 2)链传动：链轮 Z1=17 Z2=25 滚子链 08A－1×71 滚子链 08A－1×53 滚子链 08A－1×66。
齿轮传动效率测定与分析
齿轮传动效率测定与分 析 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
实验2 齿轮传动效率测定与分析 实验目的 1.了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2.测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3.了解封闭加载原理。 实验设备和工具 1.齿轮传动效率试验台； 2.测力计； 3.数据处理与分析软件； 4.计算机、打印机。 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表所示。 表齿轮传动的平均效率
测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 )kW ( 9550 555n M N = 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为 )kW ( 9550/5 551η η?==n M N N 式中η为传动系统的效率。 而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩4M )m N (?，其封闭功率为 )kW ( 9550 444n M N = 该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为 )kW ( /441 N N N -='η 由此可见，11 N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。
机械传动性能综合测试实验
机械传动性能综合测试实验指导书 一、实验目的 1.了解机械传动效率测试的工程试验方法及常用测试设备及其精度； 2. 分析传动系统效率损失的主要原因，掌握常用传动系统的特点及其效率范围； 3. .认识智能化机械设计综合实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。 二、实验原理及设备 .本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。 机械设计综合实验台的工作原理如图1所示。 图1 实验台的工作原理 机械设计综合实验台各硬件组成部件的结构布局如图2所示。 1-变频调速电机2-联轴器3-转矩转速传感器4-试件 5-加载与制动装置6-工控机7-变频器8电器控制柜9-台座
实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。 机械设计综合实验台采用自动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果。其控制系统主界面如图2所示，软件操作指南见附件二。 图2 实验台控制系统主界面 运用“机械设计综合实验台”能完成多类实验项目（表2），可根据专业特点和实验教学改革需要指定，也可以让学生自主选择设计实验类型与实验内容。 表2
线的测试, 来分析机械传动的性能特点； 实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩T (N.m)、功率P (K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线： 传功比i=n1/n2 扭矩T=9550 P/n (Nm) 传功效率η=P2/P1= T2 n2/ T1n1 四、实验步骤
齿轮传动效率实验
齿轮传动效率实验 一. 实验目的 1. 了解封闭式齿轮试验台的基本原理及其结构。 2. 测定齿轮传动效率，掌握测试方法。 3. 本试验台可长期运行，定时观察齿面点蚀现象。 二. 实验设备及工作原理 1. 1. 试验台结构 图12－１所示为封闭式齿轮试验台的结构示意图： 1—功耗电机 2—重力测力计 3—齿轮箱 4—加载器 5—试验齿轮箱 6—砝码 7—电器控制箱 图12－1 封闭式齿轮试验台结构示意图 1是外壳浮动式功耗电机；2是重力测力计；3、5是两套完全相同的齿轮箱，两对齿轮①、②、③、④分别用两根轴I 、II 相联接，并由特殊设计的联轴器和加载器4组成机械封闭回路；6是加在加载器上的砝码，从而产生作用在封闭系统中的轴向力；7是电器控制箱。 2. 加载机构 封闭式齿轮试验台加载器有多种形式，本试验台是采用螺旋槽轴向移动而产生轴扭转的方法来实现加载的。图12－2表示螺旋槽加载器的结构，由于槽中的滚子距轴心的作用半径为d/2（d ＝43mm ），螺旋槽的螺旋角β＝11.14°，轴向力由砝码G （kgf ）通过动滑轮实现，故作用在封闭系统内的封闭力矩为： （12—1） 系统中最大封闭力矩T B ＝50 N ?m 时，砝码重量G 最大为25 kgf 左右。 T G tg G N m B =???=?22159811141000 2140....()
系统中齿轮所受负载的大小仅与加载机构施加的扭矩有关，而与封闭系统外的浮动电机无关。当电机不转时，即齿轮处于静止状态，力矩T B仍然存在，此时 T B是由齿轮①—②—③—④所组成封闭系统中的平衡内力产生，称为封闭力矩。静止时，系统中只有力矩的存在而无功率的流动和损耗。当电机运转时，带动整个系统运转，并使封闭系统产生功率流动和损耗，电动机的作用就是克服系统中各种摩擦阻力，补充摩擦功率耗损、以维持正常运转状态。由于摩擦功率损耗很小，因而电机容量很小，仅需齿轮工作功率的1/20左右。这对于长期运转的实验，其经济意义很大。本试验台的功耗电机功率仅300w左右，同步转速1000 r/min，工作时约950 r/min。 三. 封闭功率的效率计算 单纯的齿轮副的效率测定是比较困难的，这里齿轮副的效率分别为η12，η34，它包括啮合效率，轴承效率及搅油效率等。 效率是指输出功率与输入功率之比。要确定输入和输出功率，首先要判明哪个是主动轮，哪个是从动轮。判别的方法是根据加载机构产生扭矩的方向与电机的转向是否一致，若方向一致则齿轮④为主动，相反为从动，封闭功率流动的方向应由大流向小，由主动流向从动。图12－1中设电机转动的方向与螺旋加载器产生扭矩T B方向相同，则齿轮④为主动，③为从动，齿轮④的左端为封闭功率P B的输入端（功率最大），功率P B流经齿轮④→齿轮③→轴II→齿轮②→齿轮①→轴I。流动中有啮合磨损，轴承磨损，搅油损耗等，功率逐渐减少，然而经过电动机输出功率P f的弥补，则通过轴II输入齿轮④的左端时，又恢复成P B。设封闭系统中的总效率为η0，则η0＝η12?η34若η12≈η34＝η，则一对齿轮副的效率为η＝。 电动机输出功率为： P f =P B(1－η0)＝P B(1－η２) η=P-P P B f B η
传动效率实验
传动效率实验 一、实验目的： 1.把握开式功率流实验台测试齿轮传动效率的方法； 2.了解开式功率流实验台的构造、传感器工作原理以及加载器的加载方法； 3.了解齿轮传动工作载荷、转速对其效率的阻碍； 4.了解振动、噪声和温度的测量方法，以及齿轮传动工作载荷、转速对其的阻碍。 二、实验内容： 1．测定齿轮传动的效率并绘制效率曲线； 2．测定齿轮传动时的振动、噪声和轴承的温升。 三、实验仪器、设备简介： 实验台一： 名称 线路或示 图中符号型号与规格 数 量 实验室编号备注 三相交流整流子电动机1 型号JZS251—1 转速470～14 rpm 功率1～3 1 转矩转速传感器2 ZJ型额定转矩 100N·m 转速范畴0～4000 rpm 1 摆线针轮减速机3 型号BW15 速比 1:11 功率750W 1 转矩转速传感器4 ZJ型额定转矩1000N· m 转速范畴0～4000 rpm 1 磁粉制动器5 型号CZ—20 1
实验台二:
效率仪 6 MTEM－1 1 可调直流稳压、稳流电源5, 型号DF1701SB/SC 输出电压32V 输出电 流3A 1 便携式红外温 度计 WFHX－68 1 声级计HS5660A 1 四、实验用详细线路图或其他示意图： 图1实验台一简图 图2实验台二简图 图3转矩传感器工作原理图 图4磁粉制动器工作原理示意图 五、实验有关原理及原始运算数据，所应用的公式 1．实验台的组成 实验台一简图如图1 所示, 三相交流整流子电动机1 通过转矩转速传感器2与摆线针轮减速机3的输入轴相连,减速器3的输出轴再通过转矩转速传感器4与磁粉制动器5相连。转矩转速传感器(2,4)与转矩转速测量仪5 '相配套。
齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全
齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链轮传动的优缺点超全
几种传动形式之间的比较齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力 齿轮传动与带传动相比主要有以下优点： （1）传递动力大、效率高； （2）寿命长，工作平稳，可靠性高； （3）能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （2）不宜作远距离传动。 (3 ) 无过载保护 (4 ) 需专门加工设备
蜗轮蜗杆用于传递交错轴之间的回转运动和动力 带传动和链传动都是通过中间挠性件（带或链）传递运动和力的，适用于传递两轴中心距较大的场合 链传动的特点:①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;④传递效率较高,一般可达～;⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象;⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 带传动(皮带传动)特点(优点和缺点):①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合;②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振;③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用;④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 齿轮传动的特点:①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;②传递的功率和速度范围较大;③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;④传动效率高,使用寿命长;⑤齿轮的制造、安装要求较高.齿轮材料一般是铸铁等. 涡轮蜗杆传动最主要的特点就是具有反向自锁的功能，而且相比其它传动具有较大的速比，涡轮蜗杆的输入、输出轴不在同一轴线上，甚至不在同一个平面上。自身的缺点，那就是涡轮蜗杆的传动效率不够高，精度也不是很高
(效率管理)齿轮传动效率测定与分析
实验2 齿轮传动效率测定与分析 2.1 实验目的 1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3. 了解封闭加载原理。 2.2 实验设备和工具 1. 齿轮传动效率试验台； 2. 测力计； 3. 数据处理与分析软件； 4. 计算机、打印机。 2.3 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。 测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 )kW ( 9550 5 55n M N = 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为
封闭功率流式齿轮传动效率测定实验
实验三 封闭功率流式齿轮传动效率测定实验 （一）实验目的 1、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、特点和测定齿轮传动效率的方法. 2、测定齿轮传动功率和效率. （二）试验台结构及工作原理. 1、试验台结构 图1 如图1所示,齿轮固连于刚性轴A 的两端,齿轮b 套在弹性轴B 外,齿轮C 固连于弹性轴B 的左端,电机采用外壳悬挂装置,并通过齿轮、齿条机构和传感器6获得电机输出力矩, 其结构
见图4.封闭力矩的施加通过手轮7和螺旋槽加载器5获取. 加载器件5的结构见图2 所示,加载时,转动手轮7,使端头螺杆7’旋转,推动加载器的螺母套5直线左移并通过推力轴承4,使加载套3同样左移, 加载套的左移,一方面使固定于其上的销轴滚轮组2沿固定于齿轮b 上的螺旋槽套1中的槽滑移,另一方面, 加载套3弹性轴端头上的键滑移,滑移结果使得弹性轴产生相对扭转变形,从而对齿轮产生了加载力. 加载力的情况如图例 3所示. F=轴向力(N)由加载手轮7的螺杆7’产生. R=圆周力 β=斜槽螺旋角=15 。 r=d/2=16mm(螺旋槽套1的半径) 由图知 β tg F R = 则所施加的封闭力矩为 ).(1000 mm N tg r F T B ??= β F 值的确定,通过传感器6的位移量转换成电量确定电机的输出力 矩:).(1000 8 .91m N T L T ??= 式中L---电机外壳齿轮的节圆半径=(mm)， T---弹簧反力（kg ） 本装置通过应用电机转角变化的机械量转换成电量的变化，再经放大整形电路直接由数
码显示、电机的输出为力矩。其结构见图4。 2、封闭加载原理 封闭功率流式齿轮试验台，主要是通过装置系统中的一个特殊部件来加载，用以获得为平衡此弹性件的变形而产生的内力矩（封闭力矩），运转时，这内力矩相应作功而成为封闭功率，并在此封闭回路中按一定方向流动。 a 与 b 和 c 与 d 为两对具有相同速比和中心距A 的圆柱齿轮传动，并如图1所示构成了一个封闭的机械系统。系统中当螺旋槽加载器不加载时处在松开的位置，此时控制箱中的转矩显示在“0000”位置。当加载时，加载套左移，使得弹性轴产生相对扭转变形－即内力矩（封闭力矩），从而对左右两对齿轮产生了加载力，各传动元件运转时相应作功，此功率在封闭系统中按一定的方向流动，并在流动过程中不断循环。在这种情况下，由于载荷已体现为系统的内力，因此电机提供的动力，主要用于克服此系统中各传动件的摩擦阻力，其能耗远远小于开式的实验装置，因而可大大减小电机容量。 3．效率的测定 先判明齿轮的主动、从动关系，以及功率的流动方向。 根据图2的加载方向，以及齿轮的啮合情况和电机的转动方向，由图5可看出，齿轮a 为主动，a 推动b ，c 推动d ，其功率按a d c b →→→方向流动。而当电动机的回转方向相反时，齿轮d 为主动，c 为从动，功率流向也相反，因而，对于封闭试验台，可以根据加载力矩的方向和电动机转向来判明齿轮是主动或从动。 图5中，①、②、③分别表示电动机的功率在循环过程中消耗于齿轮、轴承、联轴节等的损耗。 在测定及计算效率时，常将功率转化为扭矩，并取： （1）电机的输出功率时P 1 ，完全消耗于克服封闭系统的摩擦损耗，即P 1=P 5。
齿轮传动测试实验
实验名称实验3 齿轮传动测试实验 课程名称机械设计实验时间实验地点F302 组号同组人成绩 一、实验目的： 1.圆柱齿轮减速器传动效率测试。 二、仪器设备： THMCY-2型齿轮与蜗杆传动效率综合分析实验装置 本装置主要由实验台、圆柱齿轮减速器(速比为5)、直流调速电机、磁粉制动器及一些实验所需的仪器仪表等组成。使学生掌握齿轮传动主要性能参数的测试方法。 实验台的主要技术参数 1. 输入电源：单相三线 AC220V±10% 50Hz 2. 实训台外形尺寸：750mm×600mm×1160mm 3. 圆柱齿轮减速器 1台 4. 直流调速电机1台：额定功率 355W，调速范围 0～1500r/min 5. 直流调速器1个：PWM脉宽调速，为直流电机提供可调电源 6. 恒流源1路：输出电流0～0.8A，为磁粉制动器提供工作电流 7. 磁粉制动器1台：额定转矩50N·m 三、实验原理简要：(请自行节选) (一)实验台电源仪表控制部分操作说明 本实验台由电源仪表控制部分和机械部分两部分组成。电源仪表控制部分包括电源总开关（即漏电保护器）、电源指示灯、一只数显转速表、一只数显激磁电流表、激磁电流调节旋钮和电机调速部分。 1. 实验前先将实验台左后侧的单相电源线插头与实验室内电源接通。 2. 实验台面板左侧的漏电保护器是整个实验台的电源总开关，打开后，红色指示灯亮，两只数显仪表可以正常显示。 3. 磁粉制动器加载电流的调节，是通过实验台面板上磁粉制动器方格内的“激磁电流调节”旋钮来调节。旋钮慢慢的顺时针旋转，激磁电流数显表的数值会增大，磁粉制动器的加载电流增大，即减速器输出轴的负载转矩增大，实现了减速器传动负载的变化。 4. 实验台面板右边是电机调速部分，控制直流电机的转动，由“调速开关”和“电机调速”电位器组成。按下红色“调速开关”按钮，指示灯亮，顺时针旋转“电机调速”电位器，电机会带动减速器旋转。 (二)实验台的结构特点 1. 机械结构 本实验台的机械部分，主要由直流电机、减速器、磁粉制动器组成。直流电机作为输入功率的动力装置，磁粉制动器则作为输出功率的加载装置。 对直流电机，由直流调速器供给电动机电枢以不同的电压实现无级调速。直流电机可在两电机的机座上旋转，（由于定子与转子间磁场的相互左右，电动机的外壳（定子）将朝转子回转的反向反转。）通过与摆动臂、压力传感器一起组成可测试电机转矩的装置。改变输入磁粉制动器激磁电流的大小，即可准确预定电机的转矩。 磁粉制动器，有1路恒流源通过调节磁粉制动器输入电流的大小，来调节磁粉制动器的转矩，改变输入磁粉制动器激磁电流的大小，即可准确预定磁粉制动器的转矩。 采用直流调速电路和光电测速电路，对电机进行转速控制，并以数字仪表显示。 可无级控制电机负载大小，能直观的观察到电机的功率变化。
齿轮传动效率测定与分析
齿轮传动效率测定与分析 Prepared on 22 November 2020
实验2 齿轮传动效率测定与分析 实验目的 1.了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法； 2.测定齿轮传动的传递功率和传动效率； 3.了解封闭加载原理。 实验设备和工具 1.齿轮传动效率试验台； 2.测力计； 3.数据处理与分析软件； 4.计算机、打印机。 实验原理和方法 1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表所示。 表齿轮传动的平均效率
测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理 图表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。 设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为 )kW ( 9550 555n M N = 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为 )kW ( 9550/5 551η η?==n M N N 式中η为传动系统的效率。 而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩4M )m N (?，其封闭功率为 )kW ( 9550 444n M N = 该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为 )kW ( /441 N N N -='η 由此可见，11 N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。
齿轮、带、链传动对比
齿轮传动、带传动、链传动是机械传动种比较重要的几类传动， 许多同学在学习过程中很容易混淆，那么他们各自的优缺点是什 么呢，我们来综合比较一下。 齿轮传动的特点: ①能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠 ; ②传递的功率和速度范围较大; ③结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比; ④传动效率高,使用寿命长; ⑤齿轮的制造、安装要求较高. 缺点：制造和安装精度要求较高，不能缓冲，无过载保护作用，有噪音 带传动特点: ①结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合; ②传动平稳无噪声,能缓冲、吸振; ③过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏, 起到安全保护作用; ④不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等. 有滑动，传动比不能保持恒定，外廓尺寸大，带的寿命较短（通常为3500h～5000h），由于带的摩擦起电不宜用于易燃、易爆的地方，轴和轴承上作用力大 链传动的特点: ①和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下 传递运动和动力; ②能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境 中工作; 在高温、油、酸等恶劣条件下能可靠工作，轴和轴承上的作用力 小 ③和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率
较大,且作用在轴和轴承上的力较小; ④传递效率较高,一般可达0.95～0.97; ⑤链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象; ⑥安装和维修要求较高.链轮材料一般是结构钢等. 虽然平均速比恒定，但运转时瞬时速度不均匀，有冲击、振动和噪音，寿命较低（一般为5000h～15000h） 蜗轮蜗杆传动 结构紧凑，外廓尺寸小，传动比大，传动比恒定，传动平稳，无噪音，可做成自锁机构 效率低，传递功率不宜过大，中高速需用价贵的青铜，制造精度要求高，刀具费用高 另外齿轮传动里面直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆的传动特点又不尽相同，我们在这里就不作一一论述。 带传动 缺点： 优点： 远距离传动可缓冲、减振，运转平稳过载保护结构简单, 精度低, 成本低外廓尺寸大弹性滑动，传动比不固定，效率低轴与轴承受力大寿命短需要张紧装置不宜用于高温, 易燃场合 ?带传动：?适合传动中心距较大的场合。?带具有弹性，可减缓吸振，传动平稳。?过载打滑，起过载保护作用。?结构简单、成本低廉。?链传动：?没有弹性?负载能力小
齿轮的常见种类及传动效率
齿轮的常见种类及传动效率 齿轮的常见种类及传动效率 1.平行轴之齿轮（圆柱齿轮） （1）正齿轮（直齿轮）（Spur gear ）：齿筋平行于轴心之直线圆筒齿轮。 （2）齿条( Rack )：与正齿轮咬合之直线条状齿轮，可以说是齿轮之节距在大小变成无限大时之特殊情形。 （3）内齿轮(Internal gear)：与正齿轮咬合之直线圆筒内侧齿轮。 （4）螺旋齿轮（Helical gear）：齿筋成螺旋线(helicoid)之圆筒齿轮。 （5）斜齿齿条(Helical rack)：与螺旋齿轮咬合之直线状齿轮。 （6）双螺旋齿轮(Double helical gear)：左右旋齿筋所形成之螺旋齿轮。 2.直交轴之齿轮（圆锥齿轮） （1）直齿伞形齿轮(Straight bevel gear)：齿筋与节圆锥之母线（直线）一致之伞形齿轮。（2）弯齿伞形齿轮（Spiral bevel gear）：齿筋为具有螺旋角之弯曲线的伞形齿轮。 （3）零螺旋弯齿伞形齿轮(Zerol bevel gear)：螺旋角为零之弯齿伞形齿轮。 3.错交轴之齿轮（蜗轮和蜗杆） （1）圆筒蜗轮齿轮（Worm gear）：圆筒蜗轮齿轮为蜗杆(Worm)及齿轮(Wheel)之总称。（2）错交螺旋齿轮(screw gear):此为圆筒形螺旋齿轮，利用要错交轴（又称歪斜轴）间传动时称之。 （3）其它之特殊齿轮： 面齿轮(Face gear)：为能与正齿轮或与螺旋齿轮咬合之圆盘形的面齿轮。 鼓形蜗轮齿轮(Concave worm gear)：凹鼓形蜗杆及与此咬合之齿轮的总称。 戟齿轮(Hypoid gear)：传达错交轴之圆锥状齿轮。形状类似弯齿伞形齿轮。
齿轮传动效率综合试验台
型齿轮传动效率综合试验台 一、功能简介 型试验台为小型台式封闭功率回流式齿轮试验台，采用悬挂式齿轮箱不停机加载方式，加载方便、操作简单安全，耗能少。在数据处理方面，既可直接用抄录数据手工计算方法，也可以和计算机接口组成具有数据采集处理，结果曲线显示，信息储存、打印输出等多种功能的自动化处理系统。该系统具有结构简单、操作方便、机电一体化相结合等特点。 本试验台用于机械设计等课程的教学实验。可进行齿轮传动效率试验，小模数齿轮的承载能力试验。通过试验，使学生能了解封闭功率回流式齿轮试验台的基本原理特点及齿轮传动效率的测试方法。 二、实验目的及内容 1、了解封闭功率流式齿轮实验台的结构特点和实验基本原理 2、掌握齿轮传动效率的测定方法 3、了解实验台封闭系统中各部件的名称和作用 三、性能特点： 1、在数据处理方面，既可直接用抄录数据手工计算方法，也可以和计算机接口 组成具有数据采集处理，结果曲线显示，信息储存，打印输出等多种功能的自动化处理系统。 2、该系统具有机构简单、操作方便、机电一体化 3、加载方便、操作简单安全，耗能少。 四、试验台结构特点 1、机械结构 试验台的结构如图1(a)所示，由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、双万向联轴器等组成一个封闭机械系统。结构如下图所示
图1(a) 1-底座 2-电机支承座 3-压力传感器支撑罩 4-压力传感器 5-压力杠杆6-电机悬臂套 7-直流调速电机 8-电机连接轴 9-光电测速盘 10-弹性柱销联轴器 11-齿轮箱体 12-斜齿轮 13-浮动联轴器 14-扭力轴 15-箱体支撑座16-悬挂箱体 17-加载杠杆 18-万向节联轴器 19-万向节传动轴 2、测试系统 实验台测试系统的结构框图如图2所示。
齿轮传动测试实验标准报告
《齿轮传动效率测试实验》参考实验报告 实验目的 1．了解机械传动效率测试的意义，内容和方法。 2．了解封闭功率流式齿轮试验台的基本结构、特点及测定齿轮传动效率的方法。 3．通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。输出 — 关系曲线 及η— 曲线。其中 为轮系输入扭矩(即电机输出 扭矩)， 为封闭扭矩(也即载荷扭矩 )，η为齿轮传 动效率。 实验仪器 CLS-Ⅱ传动实验台、实验仪。 实验步骤 (1) 在接通电源前，先将实验台上的转速、转矩输出信号线分别插入电测箱后面的对应输入插口，将随机携带的通讯线一端接到实验机构 RS232 插座，另一端接到计算机串行输出口(串行口1号或串行口2号均可，但无论连线或拆线，都应先关闭计算机和实验机构电源，以免烧坏接口元件)。 (2)将实验台调速电位器逆时针转到底, 使开关断开,。打开实验机构电源，按“清零”键，几秒钟后数码管显示“0”，自动校零完成。 (3)打开计算机，运
行齿轮传动实验系统，首先选择端口，然后用鼠标点击采集“数据采集”菜单，等待数据输入。 (4)顺时针转动调速将电机转速调高到700至800转/分，此时输出转矩显示应为0.3至0.4(Nm)之间。在实验台处于稳定运转后（若有较大振动，可按一下加载砝码钓钩或适当调节一下电机转速），然后在钓钩上加一块砝码，等显示值稳定后，按一下“保持”键，然后记录测量数据，记完后再按一下“加载”键使第一个加载指示灯亮，并脱离保持状态，此时第一次加载结束。然后重复上述步骤，直至加完八个砝码，等转速、转矩显示都为“8888”表明所采数据已全部送至计算机。 (5)当实验机构全部显“8888”时，计算机屏幕将显示所采集的全部八组电动机输入转矩和封闭力矩。此时应将电机调速电位器逆时针转到底，使“开关”断开。 (6)移动鼠标，选择“数据分析”功能，屏幕将显示本次实验的曲线和数据。如果在此次采集过程中采集的数据有问题，或者采不到数据, 请点击串口选择下拉菜单, 选择较高级的机型，或者选择另一端口。 (7)一次实验结束后如需继续实验, 应“关断”调速电位器,并按下实验机构的“清零”键, 进行“自
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验修订版
齿轮传动效率及齿轮疲 劳实验修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验 （附加机械功率、效率测试实验） 一．实验目的 1．了解封闭（闭式）齿轮实验机的结构特点和工作原理。 2．了解齿轮疲劳实验的过程，及通过实验测定齿轮疲劳曲线的方法。 3．在封闭齿轮实验机上测定齿轮的传动效率。 4．介绍机械功率、效率测定开式实验台，了解一般机械功率、效率的测试方法。二．实验设备及工作原理 1．封闭（闭式）传动系统 封闭齿轮实验机具有2个完全相同的齿轮箱（悬挂齿轮箱7和定轴齿轮箱4），每个齿轮箱内都有2个相同的齿轮相互啮合传动(齿轮9与9'，齿轮5与5')，两个实验齿轮箱之间由两根轴（一根是用于储能的弹性扭力轴6，另一根为万向节轴10）相联，组成一个封闭的齿轮传动系统。当由电动机1驱动该传动系统运转起来后，电动机传递给系统的功率被封闭在齿轮传动系统内，既两对齿轮相互自相传动，此时若在动态下脱开电动机，如果不存在各种摩擦力（这是不可能的），且不考虑搅油及其它能量损失，该齿轮传动系统将成为永动系统；由于存在摩擦力及其它能量损耗，在系统运转起来后，为使系统连续运转下去，由电动机继续提供系统能耗损失的能量，此时电动机输出的功率仅为系统传动功率的20%左右。对于实验时间较长的情况，封闭式实验机是有利于节能的。
P 9=T 9 n / 9550=WLn /19100 (KW) 其中：n--电动机及封闭系统的转速（rpm ）； W--所加砝码的重力（N ）； L--加载杠杆（力臂）的长度，L= 0.3 m 。 4． 单对齿轮传动效率 设封闭齿轮传动系统的总传动效率为η； 封闭齿轮传动系统内传递的有用功率为P 9； 封闭齿轮传动系统内的功率损耗（无用功率）等于电动机输出功率P 0，即： P 0=（P 9 /η）-P 9 η=P 9 /（P 0+P 9）=T 9 /（T 0+T 9 ） 若忽略轴承的效率，系统总效率η包含两级齿轮的传动效率，故单级齿轮的 传动效率为：909 1T T T +==ηη 5． 封闭功率流方向 封闭系统内功率流的方向取决于由外加力矩决定的齿轮啮合齿面间作用力的方向和由电动机转向决定的各齿轮的转向；当一个齿轮所受到的齿面作用力与其转向相反时，该齿轮为主动齿轮，而当齿轮所受到的齿面作用力与其转向相同时，则该齿轮为从动齿轮；功率流的方向从主动齿轮流向从动齿轮，并封闭成环。
带传动及齿轮传动效率实验
实验三带传动及齿轮传动效率实验 一、实验目的 1、观察带传动弹性滑动与打滑现象； 2、了解带的初拉力、带速等参数的改变对带传动能力的影响； 3、掌握摆动式电机的转矩、扭矩、转速差及带传动效率的基本测量方法。 4、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、特点及测定齿轮传动效率的方法。 5、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。 二、实验内容 1、测定不同初拉力下实验带的弹性滑动曲线（ε-F曲线）和效率曲线（η-F曲线）。 2、测定齿轮传动效率，输出T1-T9 关系曲线及η-T9 曲线。 其中：T1 为轮系输入扭矩（即电机输出扭矩）；T9为封闭扭矩（即载荷扭矩）；η为齿轮传动效率。 三、实验仪器 DCSⅡ型带传动测试系统 CLS－II型齿轮传动效率测试系统 四、实验原理 1、带传动测试系统原理 （1）调速和加载 主动电机的直流电源由可控硅整流装置供给，转动电位器可改变可控硅控制角，提供给主动电机电枢不同的端电压，以实现无级调节电机转速。本实验台中设计了粗调和细调两个电位器。可精确的调节主动电机的转速值。 加载是通过改变发电机激磁电压实现的。逐个按动实验台操作面上的“加载”按扭（即逐个并上发电机负载电阻），使发电机激磁电压加大，电枢电流增大，随之电磁转矩增大。由于电动机与发电机产生相反的电磁转矩，发电机的电磁转矩对电动机而言，即为负载转矩。所以改变发电机的激磁电压，也就实现了负载的改变。 本实验台由两台直流电机组成，左边一台是直流电动机，产生主动转矩，通过皮带，带动右边的直流发电机。直流发电机的输出电压通过面板的“加载”按键控制电子开关，逐级接通并联的负载电阻（采用电烙铁的内芯电阻），使发电机的输出功率逐级增加，也即改变了皮带传送的功率大小，使主动直流电动机的负载功率逐级增加。