封闭功率流式齿轮传动效率测定实验.docx

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a.d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(N)β=斜槽螺旋角=15。r=d/2=16mm(螺旋槽套1的半径)由图知则所施加的封闭力矩为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: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bc推动d其功率按a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P1完全消耗于克服封闭系统的摩擦损耗即P1=P5。(2)取两对齿轮的效率为平均效率当齿轮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:---封闭功率对于齿轮c.d:或对于齿轮a.b:或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P1因此从平衡电机可直接测出输出扭矩T1则：或则平均效率为（当齿轮d为主动时功率流反向变为齿轮a为功率流的末端此时封闭功率大于传出功率则电机供给的摩擦功率为：或则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1000rpm）。4、记录第一组T1、TB值T1、TB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T1、TB值。6、重复转动手轮再记录第三组第四组….第十组T1、TB值（施加封闭力矩不宜过大以免负荷过重损坏元件一般＝30N.M）7、顺时针转动手轮卸去载荷使转矩TB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TB可绘制效率曲线TB--η曲线。（2）、在一定的TB情况下从低速到高速(约300rpm—1100rpm)改变n可绘制n-η曲线。（四）注意事项由于齿轮传动敞开务必注意安全当心衣帽发辨轧入齿轮。调节转速时必须缓慢进行逐渐提高转速以免形成