实验四、齿轮传动效率测试实验
封闭功率流式齿轮传动效率测定实验
尝试三 封闭功率流式齿轮传动效率测定尝试〔一〕尝试目的1、了解封闭功率流式齿轮试验台的底子道理、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〕试验台布局及工作道理.1、试验台布局图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,电机采用外壳吊挂装置,并通过齿轮、齿条机构和传感器6获得电机输出力矩,其布局见图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的布局见图2 所示,加载时,动弹手轮7,使端头螺杆7’旋转,鞭策加载器的螺母套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,滑移成果使得弹性轴发生相对扭转变形,从而对齿轮发生了加载力.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’发生.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 FR =那么所施加的封闭力矩为).(1000mm N tg rF T B ⋅⨯=βF 值确实定,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=51.5(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。
其布局见图4。
2、封闭加载道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发生的内力矩〔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必然标的目的流动。
a 与b 和c 与d 为两对具有不异速比和中心距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。
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。
齿轮传动效率测定实验
齿轮传动效率测定实验2.1实验目的1．了解封闭功率式齿轮实验台的基本原理及特点。
2．了解齿轮传动效率的测试方法。
2.2实验台基本构造及工作原理2.2.1实验台的结构实验设备：CLS —II 型试验台（小型台式封闭功率流式齿轮试验台）。
实验台的结构如图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。
电机采用外壳悬挂结构，通过浮动联轴器和齿轮轴相联，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。
电机转速由测速传感器测出，同时送往电测箱中显示。
(a )(b )1—悬挂电机2—转矩传感器3—浮动联轴器4—转速传感器5—定轴齿轮副6—刚性联轴器7—悬挂齿轮箱8—砝码9—悬挂齿轮副10—万向联轴器11—脉冲发生器图1齿轮实验台结构简图2.2.2主要技术参数1）实验齿轮模数mmm 2=2）齿数381234====z z z z 3）中心距mma 76=9ˊ105ˊ11W987654321扭力轴功率流4）速比1=i 5）直流电机额定功率W P 300=电6）直流电机转速min /1100~0r n =电7）最大封闭扭矩m N T B .15=8）最大封闭功率KWP B 5.1=2.2.3效率计算（1）封闭功率流方向的确定由图1（b ）可知，实验台空载时，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（通常加载法码是0.5以上），悬臂齿轮箱会产生一定角度的翻转，这时扭力轴将有一力矩T 9作用于齿轮9（其方向为顺时针），万向节轴也有一力矩9'T 作用于齿轮9'，（其方向也为顺时针，如忽略磨擦，99T T ='）。
当电机顺时针方向以角速度ω转动时，T 9与ω方向相同，9'T 与ω方向相反，故这时齿轮9为主动轮，齿轮9'为从动轮，同理齿轮5'为主动轮，齿轮5为从动轮，封闭功率流方向如图1（a）所示，其大小为：9999550P n T P a '==（KW ）该功率流的大小决定于加载力矩和扭力轴的转速，而不是决定于电机。
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% 50Hz2. 实训台外形尺寸：750mm×600mm×1160mm3. 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/min5. 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。
封闭齿轮传动效率实验
封闭齿轮传动效率实验一．实验目的及要求1．了解封闭式齿轮试验台的基本原理及其结构，画试验台结构示意图。
2．测定齿轮传动的效率，掌握测试方法。
二．实验设备及工作原理1．封闭式齿轮试验台图1示出一种典型的封闭式齿轮试验台，齿轮箱A，B的中心距和传动比完全不相同，两对齿轮分别用两根轴（其中轴I为弹性轴）相联接，由此构成了一个封闭的机械系统，系统中C1，C2为特殊设计的加载联轴器（参见图2）。
C2外圈为蜗轮，下面有一自锁蜗杆结构与之相联，平时蜗杆与蜗轮脱离接触。
加载时，线转动与蜗杆相联的凸轮，使蜗杆升高与蜗轮相啮合，C2由于蜗杆机构的自锁而保持静止不动。
然后将联轴器联接螺栓松开，并用防转板手卡住联轴器左半C1，在防转板手的端部加上砝码载荷，产生扭距T'，使整个系统中的传动元件都将受到扭距的作用。
两对齿轮的接触表面也保持着一定的接触压力。
由于弹性轴具有较大的扭转变形，两半联轴器相对扭转一定角度。
加载后，重新将联轴器的两半C1，C2紧固，则系统中齿轮，轴等所承受的扭距就能作为内力保持下来而形成封闭力矩。
由下可知，齿轮所受负载大小仅与加载结构的扭距T有关，而与系统外的电动机5无关。
当电动机不转时，系统中只有力矩的存在而无功率的流动（功率传递）和损耗。
当电动机运转时，带动整个系统运转，并时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，补充摩阻损耗功以维持系统处于正常运转状态。
由于摩阻损耗功很小，一般仅为封闭功率的百分之几，因而是电动机容量可以很小，尤其是可以大大地节省电能，这对于重载，长期运转地试验其经济意义很大。
齿轮试验台的结构型式和加载机构种类很多，但其基本原理都是相同的。
2．齿轮传动效率的测定。
单纯的齿轮副效率测定是比较复杂的，这里的齿轮效率是指齿轮箱效率测定，它包括啮合效率，轴承效率及搅油，风阻损耗效率等。
通常，效率是根据输出功率和输入功率之比来确定的，要确定输入和输出的功率，就要先判别哪个齿轮旋转的方向是否一致，若方向一致则为主动，否则为从动。
实验四、齿轮传动效率测试实验
实验四、齿轮传动效率测试实验一、实验目的1. 了解齿轮传动实验台结构及其工作原理；2. 通过本实验加深理解齿轮传动效率与转速和载荷的关系；3. 通过齿轮传动装置的实验，进一步了解齿轮传动性能；4. 掌握转矩、转速、功率、效率的测量方法。
二、实验台结构及其工作原理齿轮传动效率测试实验台结构如图1所示：图1 齿轮传动效率测试实验台结构简图 1. 底座 2. 传感器 3. 电机 4. 轴承支架 5. 联轴器 6. 磁粉制动器 7. 齿轮传动减速器实验台的动力自一台直流调速电机3，电机的转轴由一对固定在底座1上的轴承支架4托起，因而电机的定子连同外壳可以绕转轴摆动。
转子的轴头通过联轴器5与齿轮减速器的输入轴相连，直接驱动输入轴转动。
电机机壳上装有测矩杠杆，通过输入测矩传感器2，可测出电机工作时的输出转矩（即齿轮减速器的输入转矩）。
67 4 5 3被测减速器的箱体固定在实验台底座上，齿轮减速器传动比i =5，其动力输出轴上装有磁粉制动器6，改变制动器输入电流的大小即改变负载制动力矩的大小。
实验台面板上布置或装有电机转速调节旋钮和加载按钮，以及转速和加载显示器件等，电机转速、输入及输出力矩等信号通过单片机数据采集系统输入上位机数据处理后即可显示并打印出实验结果和曲线。
实验台原理框图如图2所示：图2 齿轮传动效率测试实验台原理框图实验测试的内容与方法：1. 当齿轮传动系统工作在一定转速时，改变输出负载的大小，测定齿轮传动系统输入功率P 1和相应的输出功率P 2，从而得出其传动效率21p P η=。
功率是通过测定其转矩及转速获得的。
2. 当齿轮传动系统工作在一定负载时，改变输入轴的转速大小，测定齿轮传动系统输入功率P 1和相应的输出功率P 2，亦可得到其传动效率21p P η=。
3. 通过齿轮减速器传动效率测试实验，分析对齿轮传动性能的影响因素。
三、实验操作步骤1. 准备工作1) 将实验台与微机的串口连接线连好。
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。
图1 直流发电机加载示意图（2）转速测量两台电机的转速，分别由安装在实验台两电机带轮背后环形槽中的红外交电传感器上测出。
带轮上开有光栅槽，由光电传感器将其角位移信号转换为电脉冲输入单片计算机中计数，计算得到两电机的动态转速值，并由实验台上的LED 显示器显示上来也可通过微机接口送往PC机进一步处理。
齿轮传动实验报告
齿轮传动实验报告一、引言齿轮传动是机械传动中常用的一种形式，通过齿轮之间的啮合传递转矩和运动，被广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过实际操作，探究齿轮传动的基本原理及其特性。
二、实验目的1.了解齿轮传动的基本原理；2.掌握齿轮传动系统的组成和结构；3.熟悉实际操作中的齿轮传动装置；4.分析齿轮传动的特性及其应用。
三、实验装置和材料1.齿轮传动实验台2.不同规格的齿轮3.轴4.脚踏开关5.数码显示屏6.计时器四、实验步骤1. 实验装置搭建1.将齿轮传动实验台放置在平稳的工作台上；2.将不同规格的齿轮装上轴，并安装于实验台的相应位置；3.连接脚踏开关和数码显示屏，并确保电路连接正确。
2. 基本齿轮传动实验1.启动实验台，观察齿轮之间的运动情况；2.调整不同齿轮的位置和组合方式，记录同步运动和非同步运动的现象；3.测量不同组合方式下的转速比，计算出传动比。
3. 齿轮传动效率实验1.将实验台调整至同步运动状态，记录下输入功率和输出功率的数值；2.根据所记录的数值，计算出齿轮传动的效率；3.更换不同规格的齿轮，重复步骤1和2，比较效率的变化情况。
4. 齿轮传动应用实验1.将实验台调整至任意组合状态，观察齿轮的运动情况；2.记录不同组合方式下的齿轮传动的特点，如速度比、扭矩传递等。
五、实验数据记录与分析1. 基本齿轮传动实验数据齿轮组合方式转速比1:1 11:2 0.52:1 22:2 1根据表中数据可知，当齿轮组合方式为1:2时，转速比为0.5，即输入轴的转速是输出轴的一半。
2. 齿轮传动效率实验数据齿轮组合方式输入功率(W) 输出功率(W) 效率(%)1:1 10 8 801:2 12 6 502:1 15 13 86.72:2 20 18 90根据表中数据可知，当齿轮组合方式为1:2时，传动效率较低，为50%。
六、实验结果与讨论通过本次实验，我们对齿轮传动的基本原理和特性有了更深入的了解。
在基本齿轮传动实验中，我们观察到了不同组合方式下齿轮的同步和非同步运动现象，并计算出了转速比。
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实验四、齿轮传动效率测试实验
一、实验目的
1. 了解齿轮传动实验台结构及其工作原理；
2. 通过本实验加深理解齿轮传动效率与转速和载荷的关系；
3. 通过齿轮传动装置的实验，进一步了解齿轮传动性能；
4. 掌握转矩、转速、功率、效率的测量方法。
二、实验台结构及其工作原理
齿轮传动效率测试实验台结构如图1所示：
图1 齿轮传动效率测试实验台结构简图 1. 底座 2. 传感器 3. 电机 4. 轴承支架 5. 联轴器 6. 磁粉制动器 7. 齿轮传动减速器
实验台的动力自一台直流调速电机3，电机的转轴由一对固定在底座1上的轴承支架4托起，因而电机的定子连同外壳可以绕转轴摆动。
转子的轴头通过联轴器5与齿轮减速器的输入轴相连，直接驱动输入轴转动。
电机机壳上装有测矩杠杆，通过输入测矩传感器2，可测出电机工作时的输出转矩（即齿轮减速器的输入转矩）。
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被测减速器的箱体固定在实验台底座上，齿轮减速器传动比i =5，其动力输出轴上装有磁粉制动器6，改变制动器输入电流的大小即改变负载制动力矩的大小。
实验台面板上布置或装有电机转速调节旋钮和加载按钮，以及转速和加载显示器件等，电机转速、输入及输出力矩等信号通过单片机数据采集系统输入上位机数据处理后即可显示并打印出实验结果和曲线。
实验台原理框图如图2所示：
图2 齿轮传动效率测试实验台原理框图
实验测试的内容与方法：
1. 当齿轮传动系统工作在一定转速时，改变输出负载的大小，测定齿轮传动系统输入功率
P 1和相应的输出功率P 2，从而得出其传动效率2
1
p P η=。
功率是通过测定其转矩及转速获得的。
2. 当齿轮传动系统工作在一定负载时，改变输入轴的转速大小，测定齿轮传动系统输入功率P 1和相应的输出功率P 2，亦可得到其传动效率2
1
p P η=。
3. 通过齿轮减速器传动效率测试实验，分析对齿轮传动性能的影响因素。
三、实验操作步骤
1. 准备工作
1) 将实验台与微机的串口连接线连好。
2) 用手转动联轴器，要求转动灵活。
3) 控制面板上的电源开关放到“关”的位置，调速旋钮旋在最低点。
2. 进行实验
1) 启动微机，进入实验软件主界面，并根据实验台上的配置选择齿轮减速器。
2）接通电源，打开电源开关，数码管灯亮。
3) 缓慢顺时针旋转调节电机调速旋钮，电机启动，使转速达1000r/min 左右。
4) 待转速稳定后，可按动加载按钮加载(第1档加载系统已默认)。
5) 点击软件主界面“数据采集”按钮，电机转速、电机转矩、负载力矩等实验数据发送
到实验界面。
6) 点击软件主界面“数据分析”按钮，实验结果以及实验曲线即在相应窗口显示，点击
“保存” 。
7) 将载荷设定在某一定值，从小到大（反之亦可）调节输入转速，中间采集数据八次，
点击软件主界面，分析实验结果以及相应的实验曲线（η-T 2、η-n 1）。
8）点击软件主界面“打印”按钮，如连接打印机即可打印实验结果及实验曲线。
9) 根据实验软件界面提供的齿轮减速器参数以及实验条件，进行齿轮传动效率的理论值计算，与实测值进行比较，并进行误差分析。
四、 实验数据记录与处理
1. 实验台参数：
电机调速范围 = 转/分 电机测力杠杆臂长 = ______m 齿轮减速器传动比i =
磁粉制动器输出扭矩T 2 =______（N.m ） 2. 实验数据处理： 齿轮减速器传动效率：2
1
p p η=
式中：1）P 1——齿轮输入功率（即电机输出功率） 11
19550
T n P =
（kW ） T 1——齿轮输出转矩（即电机输出扭矩）
111T L G = （N.m ） L 1—电机测力杠杆臂长 （m ） G 1—电机测力传感器测得力值 （N ） n 1—齿轮输入转速（即电机的转速） （rpm ） 2）P 2—齿轮传动输出功率 22
29550
T n P =
（kW ） T 2—齿轮传动输出转矩（即磁粉制动器输出扭矩）（N.m ） n 2—齿轮输出转速 1
2n n i
=
（rpm ） ◄说明►
1. 实验得出的传动效率除啮合传动效率外，还包含了两对轴承的效率和搅油损失。
2. 本实验指导书仅供参考，具体实验由指导教师根据需要安排。
齿轮传动效率测试实验报告
专业班级_____________姓名____________时间_____________
同组人_____________指导教师____________成绩_____________
实验参数：速比 1：5
一、转速恒定数据
二、输出力矩恒定数据
三、实验曲线
四、数据分析结果
转速恒定最大效率：载荷恒定最大效率：
五、思考题
1. 齿轮减速器的传动效率与哪些因素有关？
2. 影响传动效率的原因是什么？。