齿轮传动效率概要

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
3、实验台结构
实验台的结构如图3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。 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。 图3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
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。
三、实验操作步骤
1、人工记录操作方法
（1）系统联接及接通电源 齿轮实验台在接通电源前，应首先将电机调速旋扭逆时针转至 最低速“0速”位置，将传感器转矩信号输出线及转速信号输出线分 别插入电测箱后板和实验台上相应接口上，然后按电源开关接通电源。 打开实验仪后板上的电源开关，并按一下“清零键”，此时，输出转 速显示为“0”，输出转矩显示数为“．”，实验系统处于“自动校零” 状态。校零结束后，转矩显示为“0”。 （2）转矩零点及放大倍数调整 a、零点调整 在齿轮实验台不转动及空载状态下，使用万用表接入电测箱后板 力矩输出接口3（见图5）上，电压输出值应在1—1.5V范围内，否则 应调整电测箱后板上的调零电位器（若电位器带有锁紧螺母，则应先 松开锁紧螺母，调整后再锁紧）。零点调整完成后按一下“清零”键， 待转矩显示“0”后表示调整结束。
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
Байду номын сангаас、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＝Zl=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=15N.m； （7）最大封闭功率PB=1.5Kw； （8）实验台尺寸：长x宽x高=900x550x300； （9）电源220V交流/50Hz。
2）启动机械教学综合实验系统
五、实验报告
1、将实验数据填入下 表，并求出计算值， 以T9为横坐标（如 图13所示），分别 绘出传动效率η- T9 曲线和T1- T9曲线。
加载次数 实 测 值 W T1 T9 计 算 值
η
1
2
3
4
5
6
7
8
η
T1
T9
T9
图13
2、思考题 （1）试分析影响传动效率的因素和提高效率的措施。 （2）试分析封闭功率流式齿轮实验台的工作原理。
齿轮传动实验
一、实验目的


了解封闭流式实验台结构，弄懂封闭加载原理。 了解齿轮传动效率的测定原理，掌握用封闭流 式实验台测定齿轮传动效率的方法。 测定齿轮减速器的传动效率。
二、实验系统


CLS-1I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一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。
2、与计算机接口实验方法
1）连接RS232通讯线 在CLS-II型齿轮传动实验台电测箱后板上设 有RS-232接口，通过所附的通讯连接线和计算机 相联，组成智能齿轮传动实验系统。如果采用多 机通讯转换器，则需要首先将多机通讯转换器通 过RS-232通讯线连接到计算机，然后用双端插头 电话线，将CLS-1I型齿轮传动实验仪连接到多机 通讯转换器的任一个输入口。
9 1 9
（2）封闭力矩T9的确定
由图3（b）可以看出，悬挂齿轮箱杠杆加上载荷后，齿轮 9、齿轮9’就会，产生扭矩，其方向都是顺时针，对齿轮9’中心 取矩，得到封闭扭矩T9：（本实验台T9是所加载荷产生扭矩 的一半），即： （N· m） WL T9 其中： 2 W一所加砝码重力（N)； L一加载杠杆长度L=0.3m。
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
b、放大倍数调整 “调零”完成后，将实验台上的调速旋扭顺时针慢慢向“高速”方向旋 转，电机起动并逐渐增速，同时观察电测箱面板上所显示的转速值。当电机 转速达到1000转／分左右时，停止转速调节，此时输出转矩显示值应在 0.6—0.8Nm.之间（此值为出厂时标定值），否则通过电测箱后板上的转矩 放大倍数电位器加以调节。调节电位器时，转速与转矩的显示值有一段滞后 时间。一般调节后待显示器数值跳动两次即可达到稳定值。 (3)加载 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300—800转／分为宜。待实验台处 于稳定空载运转后（若有较大振动，要按一下加载砝码吊篮或适当调节一下 电机转速），在砝码吊篮上加上第一个砝码。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2一3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砝码，重复上述操作，直至加上八个砝码，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—T9曲线及T1— T9曲线。