齿轮传动效率测试试验台设计说明书
实验二齿轮传动效率测试实验指导书 (1)

实验二齿轮传动效率测试实验指导书一.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。
二.实验原理齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台,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。
该系统具有重量轻、机电一体化相结合等特点。
1.实验系统组成图 1 实验系统框图2.实验台结构试验台的结构示意图如图2所示,由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、双万向连轴器等组成一个封闭机械系统。
图 2齿轮实验台结构简图1.悬挂电机 2 .转矩传感器 3.浮动连轴器 4.霍耳传感器 5.定轴齿轮副6.刚性连轴器 7.悬挂齿轮箱 8.砝码 9.悬挂齿轮副 10.扭力轴 11.万向连轴器 12.永久磁钢电机采用外壳悬挂结构,通过浮动连轴器和齿轮相连,与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电测箱,在数码显示器上直接读出。
电机转速由霍耳传感器4测出,同时送往电测箱中显示。
3.效率计算(1)封闭功率流方向的确定由图 2(b)可知,试验台空载时,悬臂齿轮箱的杠杆通常处于水平位置,当加上一定载荷之后 (通常加载砝码是05kg以上),悬臂齿轮箱会产生一定角度的翻作用于齿轮9(其方向为顺时针),万向节轴也有一转,这时扭力轴将有一力矩T9)。
当电机顺时针方力矩用于齿轮,(其方向也顺时针,如忽略磨擦, =T9与ω的方向相同, 与ω方向相反,故这时齿轮9为主向以角速度ω转动时,T9动轮,齿轮为从动轮,同理齿轮5为主动轮,齿轮为从动轮,齿轮5为从动轮,封闭功率流方向如图2所示, 其大小为:该功率流的大小决定于加载力矩和扭力轴的转速,而不是决定于电动机。
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。
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。
齿轮效率及滑动轴承实验指导书(新)

齿轮传动效率及液体动压轴承实验一、实验目的1.了解封闭式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。
2.通过改变载荷,测出主同载荷下的传动效率和功率。
输出T 1-T 9关系曲线及η- T 9曲线。
3.观察滑动轴承的动压油膜形成过程与现象;了解摩擦系数、转速等数据的测量方法。
4.通过实验数据处理,绘制出滑动轴承径向油膜压力分布曲线与承载曲线。
二、实验要求:1.效率计算:()KW P N T P a '9550999=⋅= 该功率的大小决定于加载力矩和扭力轴的转速,而不是决定于电机。
单对齿轮η(总效率):919T T T -=η 若η=95%,则是一种节能高效的实验方法。
2.封闭力矩T 9的确定:)(29m N WL T ∙= 式中:W —所加砝码重力;L —加载杠杆长度L=0.3m平均效率为:(本实验台电机为顺时针)212919WW T T T T -=-==总ηη式中:T 1--电机输出扭矩,T 9--载荷扭矩;η—齿轮传动效率。
三、实验操作步骤1.齿轮效率实验:调零及放大倍数调整结束后。
为保证加载过程中机构运转比较平稳,建议先将电机转速调低。
一般实验转速调到500-800转/分为宜。
待实验台处于稳定空载运转后(若有较大振动,要按一下加载法码吊篮或适当调节一下电机转速),在法码吊篮上加上第一个法码。
观察输出转速及转矩值,待显示稳定(一般加载后转矩显示值跳动2-3次即可达稳定值)后,按一下“保持键”,使当时的转速及转矩值稳定不变,记录下该组数值。
然后按一下“加载键”,第一个加载指示灯亮,并脱离“保持”状态,表示第一点加载结束。
在吊篮上加上第二个法码,重复上述操作,直至加上八个法码,八个加载指示灯亮,转速及转矩显示器分别显示“8888”表示实验结束。
根据所记录下的八组数据便可作出齿轮传动的传动效率η-T9曲线及T1-T9曲线。
注:在加载过程中,应始终使电机转速基本保持在预定转速左右。
齿轮效率测试试验台设计

2.实验装备型号及参数选择 电机型号 Y132M2-6 同步转速:1000r/min 额定功率: 5.5kW 满载转速: 960r/min 堵转转矩/额定转矩: 2.0 最大转矩/额定转矩:2.0 电机规格参照《机械设计课程设计》 P330
扭矩传感器(主要性能及电气指标)
扭 矩精 度: <±0.5 % F· S、<±0.3 % F· S、<±0.1 % F· S(可选) 频 率响 应: 100μ s 非 线 性: <±0.2 % F· S 重 复 性: <±0.1% F· S 回 差: <0.1 % F· S 零 点时 漂: <0.2 % F· S 零 点温 漂: <0.2 % F· S /10℃ 输 出阻 抗: 350Ω ±1Ω 、700Ω ±3Ω 、1000Ω ±5Ω (可选) 绝 缘阻 抗: >500MΩ 静 态超 载: 120 % 150% 200%(可选) 使 用温 度: -10 ~ 50℃ 储 存温 度: -20 ~ 70℃ 电 源电 压: ±15V±5% 总 消耗电流: <200mA 频率信号输出: 5KHZ—15KHZ 额 定扭 矩: 10KHZ±5kHZ (正反双向测量值) 信 号占空比: (50±10)%
实验装置设计
测试齿轮效率的实验装置主要有开式和封闭功率流式两大类。 两者区别如下:
优点 开放式 封闭式 装置简单,安装使 用方便 耗能低
缺点 能耗高,效率低 装置复杂
布局意图
动力
测试对 象
负载
测试 方法
实验参数的确定
1. 减速器参数范围: 输入端功率P1=5.5kW 转速n1=960r/min 输出端功率P2=4.58kW 转速 n2=206.9r/min 输入端理论扭矩T=52.73NM 输出端理论扭矩T=218.32NM
齿轮传动效率测试试验台设计

齿轮箱效率检测实验设计
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Contents
1 2 3 4 5 6
测定效率的方式 实验系统的技术参数 动力源 转速转矩测量 负载 完成图
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1 测定效率的方式
测定效率的方式
开放功率流式: 与实际工作情况一 致,简单易行,实 验装置安装方便
封闭功率流式: 试验台的控制复杂, 价格较高
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3 动力源
直流电动机
交流电动机
汽油机Biblioteka 柴油机调速性能好 起动力矩大
调速比 较困难
动力过于强 劲,且调速 不便
动力过于强 劲,且调速 不便
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3 动力源
减速器电动机选用 Y112M—4: 同步转速:1500r/min 满载转速为1440r/min
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4 转速转矩测量 传感器:选择两个额定转矩为500N· m的JC型 转矩转速传感器 测试系统:选用单片微机型的测试系统,具体型 号可以选用 上海良表仪器仪表有限责任公司(原 上海第二电表厂)的ZJYW—1型
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5 负载 机械制动器 测功器 磁粉制动器:CF-50磁粉制动器
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6 完成图
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6 完成图
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2实验系统的技术参数 1齿轮箱的长度:400~600mm 2齿轮箱的宽度:200~400mm 3齿轮箱的高度:300~400mm 4转速调节范围:0~1440r/min 5传动比:2~20 6功率条件范围:0~4kw 7扭矩测量范围:0~500N· m
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 βtg F R =则所施加的封闭力矩为).(1000mm N tg rF T B ⋅⨯=βF 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:).(10008.91m 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; 2取两对齿轮的效率ηηηη,==--d c b a 为平均效率当齿轮a 主动时,功率由a 流向d,由于轮d 为封闭功率流的末端输出端,则 :B i P P = ---封闭功率对于齿轮:或dc Bc T T -=η对于齿轮:a d c B a c ab b a T T T T T T --===∴ηη或dc b a Ba T T --=ηη 由于封闭功率的始端与末端的功率之差即为该系统的摩擦损耗,也就是电动机的输出功率P 1,因此从平衡电机可直接测出输出扭矩T 1,则:或1T T T B Bd c b a +=--ηη 则平均效率为1T T T B Bd c b a +==--ηηη 当齿轮d 为主动时,功率流反向,变为a b c d →→→,齿轮a 为功率流的末端,b a T T =,此时,封闭功率大于传出功率,则电机供给的摩擦功率为:或)1(21η-=B T T 则BB T T T 1-=η 由效率公式看出,只要能实际测出电机的输出扭矩及施加的封闭力矩即能测定该封闭传动装置的效率;三实验步骤:1、开启电源前先用手检查齿轮传动是否轻松,力矩输出电位器是否在原始位置;2、开启电源,指示灯亮,检查数码管是否是在“0000”位置;3、顺时针缓慢调节调速旋扭,使齿轮转速达到一适当值;一般小于1000 rpm ;4、记录第一组T 1、T B 值,T 1、T B 值通过控制箱显示面板按扭得到;5、反时针转动加载手轮7一次,施加封闭力矩后,记录第二组T 1、T B 值;6、重复转动手轮,再记录第三组,第四组….第十组T 1、T B 值,施加封闭力矩m ax B T 不宜过大,以免负荷过重损坏元件,一般m ax B T =7、顺时针转动手轮卸去载荷,使转矩T B 显示码处在最小位置; 8、降低转速至齿轮停止转动,转速显示码处在“0000”值; 9、关闭电源; 10.根据1+=B BT T η即可绘制出该齿轮传动的效率曲线. 11、如果时间有余,选做下列两种情况下的一种,并绘制曲线; 1、保持一定转速n 基本一致改变T B ,可绘制效率曲线T B --η曲线;2、在一定的T B 情况下,从低速到高速约300rpm —1100rpm 改变n,可绘制n-η曲 线;四注意事项1、 由于齿轮传动敞开,务必注意安全,当心衣帽发辨轧入齿轮;2、 调节转速时,必须缓慢进行,逐渐提高转速,以免形成冲进损坏传动元件及传感器;3、试验完后,须先卸载后停止转动;。
机械设计实验指导书(带传动与齿轮传动)

实验二带传动性能测试一、试验目的1、了解带传动试验台结构和工作原理;2、观察传动载荷对带的弹性滑动和传动效率影响,测定带传动的效率曲线和滑差率曲线。
二、试验设备JDC-II型带传动实验台、计算机、打印机1、试验台简介1、安装底板2、电源开关3、数码显示屏4、采集按钮5、调速旋钮6、直线轴承7、直线导轨8、导轨支座9、砝码支架10、砝码11、砝码吊钩12、滑轮13、滑轮销轴14、拉线支架15、传感器压杆16、驱动电机17、压力传感器18、传感器防护罩19、轴承座20、悬臂杠杆21、灯泡防护罩22、灯泡23、大功率电阻24、光电盘25、发电机26、支撑板图2-1 试验台机械结构(1)机械结构实验台机械部分,主要是由两台直流电机组成,如图1所示。
其中一台作为原动机(16),另一台则作为负载电机(25)。
对原动机,由单片机调速装置供给电动机电枢以不同的端电压,实现无级调速。
对发电机,当原动机在一速度下稳定运转时,在控制面板上按“负载”按钮,每按一次,使发电机负载增加一次,电枢电流增大,随之电磁转矩也增大,即发电机的负载转矩增大,实现了负载的改变。
两台电机均为压支承,当传递载荷时,作用于电机定子上的力矩M1(主动电机力矩)、M2(从动电机力矩)迫使压杆作用于压力传感器(17),传感器输出的电信号正比与M1、M2的原始信号。
两电机相同一侧安装有光电盘(24)可通过光电测速器实时测量电机运行时的速度。
原动机的机座设计成浮动结构,与牵引钢丝绳、定滑轮、砝码一起组成带传动预拉力形成机构,改变砝码大小,即可正确地预定带传动的预拉力F0。
(2)电测系统图2-2 系统框图电测系统安装在实验台电测箱内,如图2-2所示。
设单片机,承担数据采集、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。
通过微机接口能实时显示带传动过程中主动论转速、转矩和从动轮转速、转矩值。
(3)控制面板图2-2 系统框图通道1:直流电机转速(输入转速N1,单位:转/分钟)通道2:直流电机扭矩(输入扭矩M1,单位:牛•米)通道3:发电机转速(输出转速N2,单位:转/分钟)通道4:发电机扭矩(输出扭矩M2,单位:牛•米)通道5:加载负载三、实验操作步骤1、打开计算机,运行带传动测试软件,选择菜单“实验内容”-》“测试”-》“带传动测试”,打开测试界面,等待数据输入。
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齿轮传动效率测试试验台设计说明书
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。
当输入功率为P1,输出功率为P2时,则齿轮传动效率η可写为
12221121///P P T n T n T iT η===
式中:1T 、2T ——分别为输入轴和输出轴的转矩;
1n 、2n ——分别为输入轴和输出轴的转速;
i ——传动比,12/i n n =
利用测试手段,通过测量齿轮试验箱的输入和输出轴的转矩和转速,即可由上式迅速确定齿轮的传动效率。
一:测定效率的方式:开放功率流式和封闭功率流式
①开放功率流式: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。
一般测试对象的功率减小时多采用此种形式。
优点:与实际工作情况一致,简单易行,实验装置安装方便。
缺点:动力消耗大,对于需作较长时间实验的场合(如疲劳试验),耗费能量尤其严重。
②封闭功率流式:采用输出功率反馈给输入从而形成功率流封闭。
一般测试对象的功率较大时或需作长时间试验时多采用此种形式。
优点:电源只提供齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率,可大大地减小功耗。
缺点:试验台的控制复杂,价格较高。
鉴于在学生实验中一般都是小功率,而且不需长时间试验,所以选择开放功率流式测定效率。
二:实验系统的技术参数
1、齿轮箱的长度:400~600mm
2、齿轮箱的宽度:200~400mm
3、齿轮箱的高度:300~400mm
4、转速调节范围:0~1440r/min
5、传动比:2~20
6、功率条件范围:0~4kw
7、扭矩测量范围:0~500N·m
三:动力源
①直流电动机:将直流电能转换为机械能的转动装置。
电动机定子提供磁场,直流电源向转子的绕组提供电流,换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。
特点:
1.调速性能好。
所谓“调速性能”,是指电动机在一定负载的条件下,根据需要,人为地改变电动机的转速。
直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。
2.起动力矩大,可以均匀而经济地实现转速调节。
因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用直流电动机拖动。
②交流电动机:用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。
交流电动机由定子和转子组成,并且定子和转子是采用同一电源,所以定子和转子中电流的方向变化总是同步的,即线圈中的电流方向变了,同时电磁铁中的电流方向也变,根据左手定则,线圈所受磁力方向不变,线圈能继续转下去。
交流电机(不管是同步还是异步)的转速都受电源频率的制约。
因此,交流电机的调速比较困难,最好的办法是改变电源的频率,而以往要改变电源频率是比较复杂的。
③汽油机:以汽油为燃料,采用电点火,转速一般在3000~6000转/分,甚至高达每分万转。
功率由几百瓦至几百千瓦。
在农林方面广泛用作采茶机、割草机、机锄、喷药机、割灌机、机锯等的动力;在交通方面用作摩托车、汽车、小艇的动力。
此外,用于通信和电影放映机的小型发电机组,采矿用凿岩机、建筑用打夯机等,无不以小型汽油机作动力。
④柴油机:以柴油为燃料,利用压缩热自燃,转速一般在百余转至五、六千转每分,功率由几千瓦至数万千瓦。
广泛用作汽车、拖拉机、坦克、船舶、军舰、机车、发电机组、物料搬运机械、土方机械等的动力。
从上面的介绍可以看出,汽油机和柴油机虽然用途广泛,但是对于本实验台来说,动力过于强劲,且调速不便。
本实验台所测试的减速器,其设计时选用电机带动,电机额定功率为4kw,满载转速1440转/分。
根据本实验简单易行的原则,应该尽量使实验的环境与减速器实际工作环境保持一致,以便使测得的数据实际有效。
故选用减速器设计时的电机——Y 系列Y112M-4一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机,额定功率为4kw,满载转速1440转/分。
减速器电动机选用Y112M—4
同步转速:1500r/min,满载转速为1440r/min
四:转速转矩测量
转矩测量技术包括两方面:一是传感器,二是测试系统。
轴名
电动机轴工作轴
参数
转速n(r/min) 1440 76.39
功率P(kW) 3.44 3.06
转矩T(N·m) 22.81 382.55
⑴转矩传感器主要有两大类:第一类是以应变片作为敏感元件的传感器。
它在转轴或与转轴串联的弹性轴上安装4片应变片,应变片连接成惠登斯桥,转矩使轴的微小变形引
起应变片阻值发生变化,桥输出信号与转矩成比例。
第二类是通过磁电感应获取信号的磁(齿)栅式传感器。
这类传感器输出信号的本质是角位移信号,需对信号进行组合处理才能得到转矩信息。
它是非接触式传感器,无磨损,无摩擦,是目前应用最广泛的转矩传感器。
转速传感器,将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。
转速传感器属于间接式测量装置,可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。
按信号形式的不同,转速传感器可分为模拟式和数字式两种。
前者的输出信号值是转速的线性函数,后者的输出信号频率与转速成正比,或其信号峰值间隔与转速成反比。
转速传感器的种类繁多、应用极广,其原因是在自动控制系统和自动化仪表中大量使用各种电机,在不少场合下对低速(如每小时一转以下)、高速(如每分钟数十万转)、稳速(如误差仅为万分之几)和瞬时速度的精确测量有严格的要求。
常用的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机等。
转矩传感器,利用扭轴把转矩转换成扭应力或扭转角,再转换成与转矩成一定关系的电信号的传感器。
扭轴的形式有实心轴、空心轴、矩形轴等。
按照作用原理不同,扭应力式转矩传感器可分为电阻应变式和压磁式两种;扭转角式转矩传感器可分为振弦式、光电式和相位差式三种。
所以可以选择两个额定转矩为500N·m的JC型转矩转速传感器。
⑵测试系统的传感器都是齿栅式转矩传感器。
主要分为数字式、单片微机型、通用微机型三种。
数字式是采用中小规模集成电路和组合逻辑设计硬件系统,这是早期的测试系统,缺点是仪器系统可靠性差,功能单一,操作复杂,体积庞大。
单片微机型采用单片微机采集与处理数据,体积小、性能高,但是仪器的分析能力弱。
通用微机型利用单片微机采集数据,再把数据送到通用微机上进行离线的数据分析与处理。
本实验中只需要测定2个数据,不需要分析,故选用单片微机型的测试系统,具体型号可以选用上海良表仪器仪表有限责任公司(原上海第二电表厂)的ZJYW—1型。
五:负载
①机械制动器:由耐热、抗磨性能好的制动块及其固定与移动机构组成的,能对水轮发电机转子进行摩擦制动的装置。
②测功器:测量机械的输出扭矩或驱动扭矩的装置。
如果同时测得机械的转速,还可算出机械的输出功率或驱动功率。
测功器主要用来测定发电机、电动机、内燃机、燃气轮机和泵等机械的轴功率特性。
有些测功器既可吸收被测机械的机械能而测定其输出功率,又可放出能量测定机械的驱动功率。
③磁粉制动器:制动部件与运动部件借助于磁粉间的电磁吸力形成的磁粉链,同工作面之间的摩擦力产生制动功能的制动器。
其具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系的特点。
在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩,具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。
是一种多用途、性能优越的自动控制元件。
现已被广泛应用于造纸、印刷、塑料、橡胶、纺织、印染、电线电缆、冶金、压片机以及其他有关卷取加工行业中的放卷和收卷张力控制。
机座式磁粉制动器:CF—50
六:联轴器
输入端输入转矩为22.85N·m,故选用LT3型弹性套柱销联轴器,主动端为Z型轴孔,C型键槽,从动端J型轴孔,B型键槽,其许用转矩为31.5N·m
输出端输出转矩为382.55N·m,故选用HL3型弹性柱销联轴器,主动端为Y型轴孔,其许用转矩为630N·m。