齿轮传动效率测试试验台设计说明书
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。
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。
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
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。
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。
图2 实验台系统框图3、操作部分操作部分主要集中在实验台正面的面板上，面板的布置如图4所示：图4 面板布置图五、主要技术参数1．试验斜齿轮模数：m=2、螺旋角β=16°15′36″2．齿数：Z1=Z4=38、Z2=Z3=383．中心距：A=79.24．速比：i=15．永磁直流电动机：P=355W电=0～1200r/m6．电机调速范围：N电=12NM7．最大封闭扭矩：TB8．最大封闭功率：P=1.3KWB。
实验五齿轮传动效率实验
实验五齿轮传动效率实验一、实验目的1 了解齿轮传动实验台的基本原理及其结构，绘制实验台结构示意图；2 了解并掌握测定齿轮传动效率的方法。
二、实验设备及工作原理1 实验台的结构及组成齿轮传动实验台结构见图5-1。
图中实验台由主机和控制箱两部分组成，主机由两台异步电动机D1、D2，齿轮箱2，光电数字测速盘3，输出转矩测量器4，连轴器5及底座组成。
D1为主动电动机，D2为负载电动机。
图5-1 齿轮传动实验台结构两只电动机分别由一对滚动轴承悬架支撑，并且电动机机壳未被固定，可绕电动机转子轴自由转动，在两台电动机的机壳顶部装有计量秤，秤杆上装有游码和嵌有水平泡的平衡砣，电机底部装有平衡配重块，其目的是为了便于测定两台电动机输出的工作转距。
两台电动机的尾部装有光电式数字测速盘，测速盘上刻有60条沿圆周方向均匀分布的槽，两侧分别装有红外发光管及光敏三极管。
作为直射式红外光电传感器，测速盘每旋转一周，发出60个脉冲信号给计数器，计数器每一秒采样一次来读取计数，分别显示于控制箱上的转速表上，便于实验人员记录。
控制箱上（图5-2）分别装有两台电机输入电压的调压器B1、B2，以及电压表V1、V2，电流表A1、A2，转速表N1、N2、及启动、停止按钮.(注：下标为1的均为主动电机1的相关数据及控制，下标为2的均为从动电机2的相关数据及控制。
具体数据在实验时按控制箱实际标志而定。
)2 实验台基本工作原理两台同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联接入电网，他们的电气参数一致。
实验台在设计时已令两台电动机的转向相反，齿轮箱内与主动电动机连接的主动齿轮Z1的齿数大于与从动电机连接的从动齿轮Z2的齿数。
这样当主动电动机工作在其同步转速n1时，从动电机的转速n2因为主动齿轮的齿数Z1大于从动齿轮齿数Z2，而使从动电动机D2的转数n2大于主动电动机D1的同步转数n1，由于两台异步电动机的型号是一样的，所以它们的同步转速是一样的，因此，当n2>n1时(此时n1为两台电动机的同步转速)，从动电动机的实际转速n2是大于其自身的同步转数n1的，从而使从动电动机D2必然产生一个反向输入力矩，从而实现给电动机D1的加载。
SG-JX51齿轮传动效率测试分析实验台
SG-JX51齿轮传动效率测试分析实验台
一、简介：
齿轮传动效率测试分析实验台齿轮传动部件构成的减速器传动系统是机械设计的主要内容，因此对不同类型的齿轮减速器传动系统（包括联轴节）的动态了解将使学生对减速器的设计有更加深刻的认识，以提高学生的综合设计能力，同时煅练学生的动手能力。
二、技术参数：
直流调速电机（1台）：600W，调速范围0-1500rpm
圆柱齿轮传动（1台）:速比：6.26或0.16
蜗轮副传动（1台）：速比：1：10
摆线针轮传动（1台）：速比：1：9
称重传感器（2个）：5Kg,20Kg
旋转编码器（2个）：1000脉冲
磁粉制动器（1台）：最大制动扭矩25Nm
实验台外形尺寸：1000x600x750
三、性能特点：
1、齿轮传动效率测试分析实验台采用模块化设计，是一个开放式的测试平台，整个系统分为独立的三个模块：动力输入模块（原动件）、测试模块（被测件）、加载模块，测试模块可变换，随机包含圆柱齿轮模块，蜗轮蜗杆模块，摆线针轮模块，还可根据需要自己设计添加，动力输入模块和加载模块安装位置可根据被测件进行灵活安装调整。
2、本实验台电测系统可以检测齿轮传动的输入输出转速，输入输出扭矩，不同载荷不同转速下的传动效率，系统测试软件可实时检测各参数并以动态曲线的形式显示，方便直观。
齿轮传动效率讲解
5、齿轮传动实验仪
实验仪正面面板布置及背面板布置如图4、图5所示。实验 仪内部系统框图参见图2。
输出转速（r/m）
载 荷 指 示
输出转矩（Nm）
送数
保持
清零
加载
CLS-II齿轮传动实验仪
图4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
图3
1、调零电位器 2、转矩放大倍数电位器 3、力矩输 出接口 4、接地端子 5、转速输入接口 6、转矩输 入接口 7、RS-232接口 8、电源开关 9、电源插座
1、实验系统组成 实验系统外观如图1所示。
图1
如图2所示，实验系统由如下设备组成： （1）CLS-II型齿轮传动实验台；（2）CLS-II型齿轮传动实验仪； （3）计算机；（4）打印机。
电机转速显示
齿 轮 传 动 机 构
电机转速传感器
电机转矩传感器
单 片 微 计 算 机
电机转矩显示
转矩输出接口 RS232接口
图3
4、效率计算
（l）封闭功率流方向的确定
封闭功率流方向如图3(a)所示，其大小为： T N （KW） Pa 9 9 P9 9550 该功率的大小决定于加载力知和扭力轴的转速，而不是决 定于电动机。电机提供的功率仅为封闭传动中损耗功率， 即： 。 P1 P9 P9 故 P9 P1 T9 T1 单对齿轮 P T 9 9 T T η为总效率，若 η=95%，则电机供给的能量，其值约为封 T 闭功率值的1/10，是一种节能高效的试验方法。
CLS-II齿轮传动实验台
CLS-II齿轮传动实验仪
微计算机
CRT显示
打印机
图2
CLS-II型齿轮传动实验台指导书
CLS- II型齿轮传动效率测试系统一、实验目的CIS- U型齿轮试验台为小型台式圭寸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，既可直接抄录数据手工计算，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。
该系统具有体积小、重量轻、机电一体化相结合等特点。
本实验台用于机械设计等课程的教学实验，可以方便地完成以下实验：1、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。
2、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。
输出T1-T9关系曲线及n -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(也即载荷扭矩)。
耳为齿轮传动效率。
、实验系统1 、实验系统组成如图1所示，实验系统由如下设备组成：(1)CLS-H型齿轮传动实验台(2) CLS-H型齿轮传动实验仪(3)计算机(4)打印机2、实验机构主要技术参数(1)试验齿轮模数m = 2 (3)速比i= 1 (5)直流电机转速N = 0~1100r(2)齿数Z4 = Z3 = Z2 = Z1= 38(4)直流电机额定功率P = 300w / m( 6)最大封闭扭矩TB = 15NM(7)最大封闭功率PB = 1.5KW (8)实验台尺寸长X宽X高=900X 550 X 300(9)电源220V 交流/50Hz (10) 中心矩 A = 76mm 3、实验台结构实验台的结构如图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。
<W(a) <b)图2齿轮实验台结构简圏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。
齿轮箱测试实验台
试验示意简图
试验装置的技术参数
1．MB170 中小功率船用齿轮箱：
试验装置的技术参数
试验装置的技术参数
2．Z4-180-22
直流电机（负载）： 该直流电机可以多 功率输出，也可以 同功率不同转速输 出，可以对齿轮箱 进行多种转速、扭 矩的试验。
试验装置的技术参数
试验装置的技术参数
3．MT-1020-ZKS-60A/440V直流电机驱动： 外形尺寸：350 x 290 x 215 安装尺寸：330 x 230 电源输入：3AC 220V/190V/50Hz 电枢输出：DC0-440V/220V/60A 磁场输入：AC 220V /380V/50Hz 磁场输出：DC 220V /340V
试验原理
2.轴震动测量： 轴震动测量采用MLW-Y3300110200一体化 电涡流位移传感器，涡流式传感器具有频率范 围宽、尺寸小且对工作环境不敏感等优点，普 遍适用于齿轮装置轴震动的测量。轴的震动位 移应相对于箱体来测量，传感器安装在尽可能 靠近轴承的地方并固定在箱体刚性好的地方， 本试验选取输入轴作为测量对象。 3.温度测量： 温度测量采用丹佛斯温度传感器MBT5252 084Z3029，测量范围为-50~200℃
齿轮效率测试试验台设计
试验项目
• • • 齿轮传动效率测量 轴震动测量 齿轮温度测量
试验原理
1.齿轮传动效率： 输入功率为P1，输入功率为P2，则齿轮传动效率 η= P2 /P1=T2n2/T1n1= T2/iT1 式中：T1、T2 分别为输入轴和输出轴的转矩；n1、 n2分别为输入轴和输出轴的转速；i为传动比，i= n1/n2。 减速器的传动比是已知的，所以只要测得输入和输 出轴的转矩，就可得其传动效率。 测量力矩采用电阻应变片，其应用和测量的范围广， 分辨率和灵敏度高，结构轻巧，且对试件的影响小，选 用方便。试验时贴在齿轮箱的输出和输入轴上，能源与 信号由电刷及集流环传输。测量范围：100Nm—— 400Nm
CLS-II型 齿轮传动实验台指导书
CLS－II型齿轮传动效率测试系统一、实验目的ClS-Ⅱ型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，既可直接抄录数据手工计算，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。
该系统具有体积小、重量轻、机电一体化相结合等特点。
本实验台用于机械设计等课程的教学实验，可以方便地完成以下实验：1、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。
2、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。
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（也即载荷扭矩）。
η为齿轮传动效率。
二、实验系统1、实验系统组成如图 1 所示，实验系统由如下设备组成：（1）CLS-Ⅱ型齿轮传动实验台（2）CLS-Ⅱ型齿轮传动实验仪（3）计算机（4）打印机2、实验机构主要技术参数（1）试验齿轮模数 m = 2 （2）齿数 Z4 = Z3 = Z2 = Z1= 38 （3）速比 i= 1 （4）直流电机额定功率 P = 300w （5）直流电机转速 N = 0~1100r／m（6）最大封闭扭矩 TB = 15NM（7）最大封闭功率 PB = 1.5KW （8）实验台尺寸长×宽×高 = 900×550×300（9）电源 220V交流/50Hz （10）中心矩 A＝76mm3、实验台结构实验台的结构如图 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。
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。
齿轮轴系实验台的设计说明书
毕业设计任务书系别：专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：设计题目：齿轮轴系实验台的设计起迄日期:论文地点:指导教师:教学主任:发任务书日期: 年月日齿轮轴系实验台的设计摘要：减速器是典型的机械基础部件，被广泛应用于各种机器中。
因此减速器的结构、功能及设计一直是高校机械类专业的学生必需学习的内容。
而清楚地学习和了解其内部结构及工作原理是进一步分析和设计减速器的关键。
本次设计根据具体任务，设计了三种减速器。
设计内容包括传动系统总体方案的确定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及一些辅助零件的设计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。
初步掌握了机械设计的一般过程，提高了绘图能力以及使用AutoCAD的能力.关键词：Auto CAD，减速器，传动系统齿轮轴系实验台的设计摘要：减速器是典型的机械基础部件，被广泛应用于各种机器中。
因此减速器的结构、功能及设计一直是高校机械类专业的学生必需学习的内容。
而清楚地学习和了解其内部结构及工作原理是进一步分析和设计减速器的关键。
本次设计根据具体任务，设计了三种减速器。
设计内容包括传动系统总体方案的确定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及一些辅助零件的设计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。
初步掌握了机械设计的一般过程，提高了绘图能力以及使用AutoCAD的能力.关键词：Auto CAD，减速器，传动系统1 绪论齿轮轴系组合实验是机械设计中重要实验，齿轮传动实验台近年来无论在台位的大小、数目、类型和水平方面都得到了迅速的发展。
在功能方向, 也从为单一的特定任务设计实验台而发展到设计多用途的实验台，但是在齿轮传动过程中仍然存在着齿轮传动不平稳，传动比不精确，工作不可靠、效率低、寿命短、使用的功率、速度和尺寸范围狭窄等特点，因此为了解决这些问题以及进一步提高实验效率和效果，在研究本课题时我们应该更加注重齿轮传动过程中的优化设计，使得我们设计出来的齿轮轴系实验台满足此次设计要求。
齿轮传动效率测试试验台设计说明书
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：400～600mm2、齿轮箱的宽度：200～400mm3、齿轮箱的高度：300～400mm4、转速调节范围：0～1440r/min5、传动比：2～206、功率条件范围：0～4kw7、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。
CLS-II型齿轮传动实验台指导书
CLS－II型齿轮传动效率测试系统一、实验目的ClS-Ⅱ型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，既可直接抄录数据手工计算，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。
该系统具有体积小、重量轻、机电一体化相结合等特点。
本实验台用于机械设计等课程的教学实验，可以方便地完成以下实验：1、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。
2、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。
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（也即载荷扭矩）。
η为齿轮传动效率。
二、实验系统1、实验系统组成如图 1 所示，实验系统由如下设备组成：（1）CLS-Ⅱ型齿轮传动实验台（2）CLS-Ⅱ型齿轮传动实验仪（3）计算机（4）打印机2、实验机构主要技术参数（1）试验齿轮模数 m = 2 （2）齿数 Z4 = Z3 = Z2 = Z1= 38 （3）速比 i= 1 （4）直流电机额定功率 P = 300w （5）直流电机转速 N = 0~1100r／m（6）最大封闭扭矩 TB = 15NM （7）最大封闭功率 PB = 1.5KW （8）实验台尺寸长×宽×高 = 900×550×300（9）电源 220V交流/50Hz （10）中心矩 A＝76mm3、实验台结构实验台的结构如图 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。
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。
齿轮效率实验指导书
齿轮效率实验指导书 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998实验三 齿轮效率实验指导书一、实验目的1．了解封闭功率流式齿轮实验台的结构、工作原理及操作方法； 2．测定齿轮传动的效率。
二、实验设备及原理 (一)机械结构实验台的结构如图4—1所示，它由悬挂电机1、转矩传感器2、浮动联轴器3、转速传感器4、定轴齿轮副5、刚性联轴器6、悬挂齿轮箱7、砝码8、悬挂齿轮副9、万向联轴器10、脉冲发生器11等组成—个封闭机械系统。
图4—1 齿轮实验台结构简图电机采用外壳悬挂结构，通过浮动联轴器和齿轮轴相联，与电机悬臂相联的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台的电控箱，在数码显示器上直接读出。
电机转速由测速传感器4测出，同时送往电控箱中显示。
(二)效率计算1．封闭功率流方向的确定由图4—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，当加上一定载荷以后，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上(其方向为顺时针)。
万向联轴节的轴也有一力矩T 9，作用于齿轮9，(其方向也为顺时针，如忽略摩擦，则T 9，=T 9)。
当电机顺时针方向以角速度ω转动时，T 9与ω的方向相同，T 9，与ω的方向相反，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6—1(a)所示，其大小为：/99999550P nT P =⋅=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。
电机提供的功率仅为封闭传动中损耗的功率，即：总η991P P P -=故 919919T TT P P P -=-=总η单对齿轮919T TT -=ηη总为总效率，若η总=95％，则封闭加载的功率仅为开式加载功率的1／20，是一种节能高效的实验方法。
2．封闭力矩T 9的确定由图4—1(b)可以看出，当悬挂齿轮箱杠杆加上载荷后，齿轮9、齿轮9，就会产生扭矩，其方向都为顺时针。
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。
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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
动力源测试对象负载
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)144076.39
功率P(kW) 3.44 3.06
转矩T(N·m)22.81382.55
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
资料仅供参考!!!。