齿轮箱试验台

齿轮箱试验台

摘要：随着科学技术的不断进步,机械设备向着高性能、高效率、高自动化和高可靠性的方向发展。齿轮箱由于具有传动比固定、传动转矩大、结构紧凑等优点,被用于改变转速和传递动力的传动部件中, 它是机械设备的一个重要组成部分,本论文采用锥度轮轴连接和注油压装技术设计制造的机电相结合的齿轮箱试验台，具有结构简单、性能可靠、使用安全、迁移方便等优点，对机械制造行业具有重要的使用价值。

主要词：齿轮传动装置试验台结构分析原理设计

1 用途

本试验台适用于各种机型齿轮箱、轴承箱运行空运转试验。在不使用变速箱和皮带轮及中心距不变的条件，能实现三级变速，完成其运转状态、机油压力、噪音及温升上网测试工作，根据测试数据，可对轴承、齿轮紧固件的装配质量作出判断，并确定齿轮箱和轴承箱的运转可靠性。

2 结构

齿轮箱试验台的构建见图1，又由电气控柜（件1）、塔式皮带轮组（件2）、传动轴承箱（件3）、电机座（件4）、安全栏（件5）、电机（件6）万向节传动轴（件7）、连接法兰（件8）、T 形槽平台（件9）、齿轮箱（件10）、螺旋千斤顶（件11）、齿轮箱固定座（件12）

组成

齿轮箱固定座是根据所实验的齿轮箱的待定几何形状而设计的，不同类型的齿轮箱，要有各自的专用固定座。也能住实验室，固定座通过螺栓和螺母固定在T 形槽平台上，齿轮箱通过螺栓固定在固定座上。

3 工作原理

齿轮箱试验台的电源为380V、50Hz,电动机的启动方式为Y-△ 降压启动，控制路中采用时间继电器，用延时方法实现Y- △转换，动作时间可按公式计算,其中tq 代表电动机正常启

动时间（S）, PN代表电动机额定功率（KM）。tq也可根据实验调整确定，一般按15s—20s 控制。

电动机运转后，其动力传递方向为：电动机T塔式皮带轮组T传动轴承箱

T万向节传动轴T连接法兰T齿轮箱。

螺旋千斤顶的作用是：抵挡齿轮箱运转时作用在万向节传动轴上的反

扭矩，使齿轮箱平稳运转。在试运转过程中，若遇到齿轮箱颤动，

只要将千斤顶调整到适合高度，颤动即可消失。

4 塔式皮带轮组

4.1 数学计算

公式（1）中R与r分别为两皮带轮半径；n1与n2分别为两皮带轮转速。

公式（2）中传动皮带长度的计算公式，其中L 为皮带长度，X 为两皮带轮中心距。

式（4）为式（3）的根，即两皮带路轮中心距离X。

在设计过程中，可从机械设计手册上选取适用的三角皮带，并由此得到皮带长度L。R 与r 的确定，可根据结构空间任意假定一个皮带轮半径值，另一个皮带轮半径值即可有公式（1）推出。

R、r 及L 只确定之后，可对照公式（3）将公式（2）变成一元二次方程的标准形式，然后用公式（4）即可求得两皮带轮的中心距离。

4.2 塔式皮带轮组

塔式皮带轮组由电机皮带轮、被动皮带轮和三角皮带组成，见图2. 设计时，三角皮带轮的长度尽可能缩短

5 传动轴承箱

传动轴承箱由轴承箱壳、转轴及圆锥轴承组成。转轴与皮带轮机法兰盘连接，采用1：50 锥度静压配合，能传递交变负载。转轴两边分别与被动皮带轮和法兰盘连接。

6 电气设计齿轮箱试验台的电气部分由电动机、电气控制柜、电路板、按钮操纵盘和连接导线组成。

6.1 电路设计

图3 是为齿轮箱试验台设计的电路图。

各代号的含义分别为：QM弋表DZ10-100自动开关；KM1 KM2

KM3 KM4代表4个CJ10-100交流接触器；KR代表JR16B-150/3热继电器；SB1、SB2 SB3 SB4 SB5代表5个LA19-11A带指示灯的按钮开关；KA1 KA2 KA3 KA4代表4个JZ7-44中间继电器；KT代表JS7-2A时间继电器；TC代表BK-50控制变压器；HL1、HL6 HL7代表3 个XD1-6.3 信号灯；HL2、HL3 HL4 HL5 HL8代表5 个XZ6.3*0.15 指示灯泡；FU代表RL-15螺旋式熔断器；M代表Y200L-4电动机（30KW n=1470r/min）。

在运转食言时，个信号灯和指示灯的功用分别为：电源指示

（HL1）正转运行指示（HL2）正转点动指示灯（HL3）反转运行指示灯（HL4）、反转电动指示灯（HL5）、运行指示（HL6）启动指示（HL7）停车指示（HL8）。各交流接触器的功用分别是：正转接通与分断（KM）反转接通与分断（KM2、丫形式接通与分断（KM3、△形接通与分断

（KM4）。

6.2 电器元件布置

把电器元件布置在电路板上，并在电路板后面进行接线主回路和控制回路分别选用BV-16mm、BV-1mm的聚****乙烯绝缘铜芯线，见图4。

6.3 按钮操纵盘把指示灯的控制按钮和信号灯合理布置在操纵盘上，可操纵方便、指示分明，见图5.操纵盘上的键号分别代表：电源指示标牌（件1 ）、启动指示标牌（件2）、运行指标牌（件3）正传电动指示标牌（件4）、反转电动指示标牌（件5）、停车指示标牌（件6）、正转运行指示标牌（件7）、反转运行指示标牌（件8）。

7 润滑油齿轮箱在运转试验时，可使用SY1216-77 压缩机油，夏季使用19 号，冬季使用13 号。加油时，其用量不得超过油尺规定刻度，在冬季尤其如此。

在寒冷的地区，若遇到电动机启动困难，可先把塔式皮带轮组的三角皮带调整到底速传动级，使之运转15min-25min, 直至润滑油稀化之后，再调整三角皮带到中速传动级，按试验指标逐级提高，也可采用把润滑用桶放在暖气旁加热的方法，使润滑油稀化，再加到齿轮箱中。

8 转速、升温、压力及仪表齿轮箱或轴承箱在实验台上进行空运转试

验时，其转速可按

n=0.8n 进行匹配，n 为齿轮箱输入轴转速，n1 为电动机最大功率时的转速。各轴承的温升和润滑系统的机油压力，应正确测量。轴承温升的测量点可设在安装轴承部位的箱体外壁上，其最高温声不得超过环境温度+50C,测温仪表可选用95-B型半导体点温计(0C -100 C) 或DHS-100X红外线测温仪(-18 C-425 C)。机油压力的测量点可设在润滑油道位置高处的螺堵孔部位，即把机油压力表的螺纹连接部位紧固在润滑油道位置高处的螺纹中。分别按操纵盒上的正、反转点动指示按钮，运转试验30s后，机油压力表应有0.05 MPa-0.30 MPa的压力显示。测压仪表可选用Y-60型弹簧管压力表（0 MPa-0.6 MPa。