4.7封闭式功率流齿轮传动效率测定实验
实验11 封闭功率流式齿轮试验
实验11 封闭功率流式齿轮试验CLS —Ⅱ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，即可直接用抄录数据手工计算方法，也可以计算机接口组成有数具采集处理，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，该系统具有重量轻、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。
一、 实验目的1、 了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、结构及特点2、 掌握齿轮传动效率的测试方法。
二、设备和工具（一）试验台主要技术参数 1.试验台齿轮模数 m=22.齿 数 Z 4=Z 3=Z 2=Z 1=383.中心距 A=76mm4.速比 I=15.直流电机额定功率 P 电=200W6.直流电机转速 N 电=50—2000r/m7.最大封闭扭距 T B =15NM8.最大封闭功率 P B =3KW （二）试验台机械结构试验台的结构如图11-1a 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。
(a) (b)1、 悬挂电机2、浮动联轴器3、转速传感器4/11、定轴齿轮副5、刚性联轴器6、悬挂齿轮箱7、砝码8/9、悬挂齿轮副10、万向联轴器12、脉冲发生器13、转矩传感器图11-1 试验台的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，与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电控箱，在数码显示上直接读出。
电机转速由测速传感器4测出，同时送往电控箱中显示。
（三） 实验台电子系统 1.系统框图电控箱内系统的结构框图如图11-2所示。
2345图11-2 实验台系统框图2.电控箱操作部分主要部分集中在电控箱正面的面板上，面板的布置如图11-3所示：图11-3 面板的布置图在电控箱背面备有微机RS232接口、转矩、转速输入接口等，其布置情况如图11-4示；图11-4 电控箱后板布置电源插座2、转矩增益调节电位器3、RS232接口4、转矩输入接口5、转速输入接口三、实验原理1、功率流方向的确定由图1（b）可知，试验台空载时，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（通常加载砝码是0.5kg以上）悬臂齿轮箱会产生一定角度的翻转，这时扭力轴将有一个力矩T9作为齿轮9（其方向为顺时针），万向节也有一力矩T9`作用于齿轮9`，（其方向也为顺时针，如忽略磨檫，T 9`= T 9）。
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。
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。
封闭功率流式齿轮传动效率测定实验
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 β=斜槽螺旋角=15;r=d/2=16mm 螺旋槽套1的半径由图知 βtg F R =则所施加的封闭力矩为).(1000mm N tg rF T B ⋅⨯=βF 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:).(10008.91m N T L T ⨯⨯=式中L---电机外壳齿轮的节圆半径=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b,c 推动d,其功率按a d c b →→→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P 1 ,完全消耗于克服封闭系统的摩擦损耗,即P 1=P 5; 2取两对齿轮的效率ηηηη,==--d c b a 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 :B i P P = ---封闭功率对于齿轮:或dc Bc T T -=η对于齿轮:a d c B a c ab b a T T T T T T --===∴ηη或dc b a Ba T T --=ηη 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P 1,因此从平衡电机可直接测出输出扭矩T 1,则：或1T T T B Bd c b a +=--ηη 则平均效率为1T T T B Bd c b a +==--ηηη 当齿轮d 为主动时,功率流反向,变为a b c d →→→,齿轮a 为功率流的末端,b a T T =,此时,封闭功率大于传出功率,则电机供给的摩擦功率为：或)1(21η-=B T T 则BB T T T 1-=η 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1000 rpm ;4、记录第一组T 1、T B 值,T 1、T B 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T 1、T B 值;6、重复转动手轮,再记录第三组,第四组….第十组T 1、T B 值,施加封闭力矩m ax B T 不宜过大,以免负荷过重损坏元件,一般m ax B T ＝7、顺时针转动手轮卸去载荷,使转矩T B 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1+=B BT T η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T B ,可绘制效率曲线T B --η曲线;2、在一定的T B 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1、 由于齿轮传动敞开,务必注意安全,当心衣帽发辨轧入齿轮;2、 调节转速时,必须缓慢进行,逐渐提高转速,以免形成冲进损坏传动元件及传感器;3、试验完后,须先卸载后停止转动;。
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。
实验11-封闭功率流式齿轮试验
实验11 封闭功率流式齿轮试验CLS —Ⅱ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，即可直接用抄录数据手工计算方法，也可以计算机接口组成有数具采集处理，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，该系统具有重量轻、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。
一、 实验目的1、 了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、结构及特点2、 掌握齿轮传动效率的测试方法。
二、设备和工具（一）试验台主要技术参数 1.试验台齿轮模数 m=22.齿 数 Z 4=Z 3=Z 2=Z 1=383.中心距 A=76mm4.速比 I=15.直流电机额定功率 P 电=200W6.直流电机转速 N 电=50—2000r/m7.最大封闭扭距 T B =15NM8.最大封闭功率 P B =3KW （二）试验台机械结构试验台的结构如图11-1a 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。
(a) (b)1、 悬挂电机2、浮动联轴器3、转速传感器4/11、定轴齿轮副5、刚性联轴器6、悬挂齿轮箱7、砝码8/9、悬挂齿轮副10、万向联轴器12、脉冲发生器13、转矩传感器图11-1 试验台的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，与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电控箱，在数码显示上直接读出。
电机转速由测速传感器4测出，同时送往电控箱中显示。
（三） 实验台电子系统 1.系统框图电控箱内系统的结构框图如图11-2所示。
2345图11-2 实验台系统框图2. 电控箱操作部分主要部分集中在电控箱正面的面板上，面板的布置如图11-3所示：图11-3 面板的布置图在电控箱背面备有微机RS232接口、转矩、转速输入接口等，其布置情况如图11-4示；图11-4 电控箱后板布置电源插座2、转矩增益调节电位器3、RS232接口4、转矩输入接口5、转速输入接口三、实验原理1、功率流方向的确定由图1（b）可知，试验台空载时，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（通常加载砝码是0.5kg以上）悬臂齿轮箱会产生一定角度的翻转，这时扭力轴将有一个力矩T9作为齿轮9（其方向为顺时针），万向节也有一力矩T 9`作用于齿轮9`，（其方向也为顺时针，如忽略磨檫，T 9`= T 9）。
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验
齿轮传动效率及齿轮疲劳实验（附加机械功率、效率测试实验）一．实验目的1．了解封闭（闭式）齿轮实验机的结构特点和工作原理。
2．了解齿轮疲劳实验的过程，及通过实验测定齿轮疲劳曲线的方法。
3．在封闭齿轮实验机上测定齿轮的传动效率。
4．介绍机械功率、效率测定开式实验台，了解一般机械功率、效率的测试方法。
二．实验设备及工作原理1．封闭（闭式）传动系统封闭齿轮实验机具有2个完全相同的齿轮箱（悬挂齿轮箱7和定轴齿轮箱电动机1为直流调速电机，电动机转子与定轴齿轮箱输入轴相联，电动机采用外壳悬挂支承结构（既电机外壳可绕支承轴线转动）；电动机的输出转矩等于电动机转子与定子之间相互作用的电磁力矩，与电动机外壳（定子）相联的转矩传感器2提供的外力矩与作用于定子的电磁力矩相平衡，故转矩传感器测得的力矩即为电动机的输出转矩T 0；电动机转速为n ，电动机输出功率为 Ｐ０＝n ·T 0 / 9550 （ＫＷ）。
3． 封闭系统的加载当实验台空载时，悬挂齿轮箱的杠杆通常处于水平位置，当加上载荷W 后，对悬挂齿轮箱作用一外加力矩WL ，使悬挂齿轮箱产生一定角度的翻转，使两个齿轮箱内的两对齿轮的啮合齿面靠紧，这时在弹性扭力轴内存在一扭矩T 9（方向与外加负载力矩WL 相反），在万向节轴内同样存在一扭矩T 9'（方向同样与外加力矩WL 相反）；若断开扭力轴和万向节轴，取悬挂齿轮箱为隔离体，可以看出两根轴内的扭矩之和（T 9+T 9'）与外加负载力矩WL 平衡（即T 9+T 9'=WL ）；又因两轴内的两个扭矩（T 9和T 9'）为同一个封闭环形传动链内的扭矩，故这两个扭矩相等（T 9=T 9'），即2T 9=WL ， T 9=WL/2（Nm ）；由此可以算出该封闭系统内传递的功率为：P 9=T 9 n / 9550=WLn /19100 (KW)其中：n--电动机及封闭系统的转速（rpm ）；W--所加砝码的重力（N ）；L--加载杠杆（力臂）的长度，L= 0.3 m 。
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（&-F曲线）和效率曲线（n -F 曲线）。
2、测定齿轮传动效率，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（即载荷扭矩）；n为齿轮传动效率。
三、实验仪器DC S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。
(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。
测量齿轮组的机械效率的实验报告
测量齿轮组的机械效率的实验报告
1. 实验目的
- 测量齿轮组的机械效率。
- 分析齿轮组的传递损失。
2. 实验原理
机械效率是指齿轮组传递功率与输入功率的比值，用来评估齿轮传动的效率。
在实验中，可以通过测量齿轮组的输入功率和输出功率来计算机械效率。
3. 实验设备
- 齿轮组
- 轴承
- 轴
- 电机
- 功率计
- 测力计
- 其他实验仪器
4. 实验步骤
1. 将齿轮组安装在实验台上，并连接上电机。
2. 将功率计连接到电机的输出轴上，并记录下电机的电功率输入。
3. 使用测力计测量齿轮组的输出力，并记录下来。
4. 根据测得的输出功率和输入功率计算机械效率。
5. 实验结果
根据实验数据计算得到的机械效率为 XX%。
6. 分析与讨论
通过实验结果可以得出齿轮组的机械效率，并进一步分析齿轮组的传递损失情况。
可以讨论齿轮组的结构设计、材料选择等因素对机械效率的影响。
7. 结论
本实验成功测量了齿轮组的机械效率，并对齿轮组的传递损失进行了分析。
实验结果表明齿轮组的XX%的输入功率能够转换为输出功率。
8. 参考文献
- [参考文献1]
- [参考文献2]
- [参考文献3]。
齿轮传动效率测定与分析
实验2 齿轮传动效率测定与分析2.1 实验目的1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法；2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率；3. 了解封闭加载原理。
2.2 实验设备和工具1. 齿轮传动效率试验台；2. 测力计；3. 数据处理与分析软件；4. 计算机、打印机。
2.3 实验原理和方法1. 齿轮传动的效率及其测定方法 齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。
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。
对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。
表2.1 齿轮传动的平均效率测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。
前者借助一个加载装置（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。
其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。
而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。
2. 封闭式试验台加载原理图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。
齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。
设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5⋅M ，则齿轮5处的功率为)kW ( 9550555n M N =若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为)kW ( 9550/5551ηη⨯==n M N N式中η为传动系统的效率。
而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩4M )m N (⋅，其封闭功率为)kW ( 9550444n M N =该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为)kW ( /441N N N -='η 由此可见，11N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。
齿轮效率实验报告
齿轮效率实验报告齿轮效率实验报告引言：齿轮作为一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个领域。
在工程设计中，了解齿轮的效率对于提高机械传动系统的性能至关重要。
本实验旨在通过测量齿轮传动系统的输入功率和输出功率，计算齿轮的效率，并探讨影响齿轮效率的因素。
实验材料和方法：实验所使用的材料包括两个相互啮合的齿轮、电动机、转速计、功率计等。
首先，将电动机与转速计连接，通过电动机驱动齿轮轴转动。
然后，将功率计连接到齿轮输出轴上，以测量输出功率。
在实验过程中，需要记录电动机的输入功率、转速，以及功率计的输出功率。
实验结果和分析：通过实验测量得到的数据，可以计算齿轮的效率。
齿轮的效率定义为输出功率与输入功率之比。
根据测量数据和计算公式，可以得到如下结果。
首先，我们记录了不同转速下的输入功率和输出功率。
在实验中，我们逐渐增加电动机的转速，并记录相应的输入功率和输出功率。
通过绘制输入功率和输出功率随转速的变化曲线，我们可以观察到齿轮效率随转速的变化趋势。
其次，我们还记录了不同负载下的输入功率和输出功率。
通过改变齿轮系统的负载，我们可以观察到输入功率和输出功率的变化情况。
通过绘制输入功率和输出功率随负载的变化曲线，我们可以进一步了解齿轮效率与负载之间的关系。
根据实验结果，我们可以得出以下结论。
首先，齿轮的效率随转速的增加而增加。
这是因为在高速转动时，齿轮的摩擦损失相对较小，能量传递更加高效。
然而，当转速过高时，齿轮的效率可能会受到润滑不良、过热等因素的影响而下降。
其次，齿轮的效率随负载的增加而下降。
这是因为在高负载条件下，齿轮的摩擦损失会增加，能量传递过程中会产生更多的热量。
此外，负载过大还会导致齿轮的磨损加剧，进一步降低效率。
讨论和结论：通过本次实验，我们深入了解了齿轮效率与转速、负载之间的关系。
在实际的机械传动系统设计中，我们应该根据具体的工作条件选择合适的齿轮类型和参数，以提高传动效率和性能。
然而，需要注意的是，本实验仅仅是在实验室条件下进行的简化模拟。
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、实验目的齿轮传动效率测试实验是利用齿轮传动实验台的传感器技术，微机测控技术等先进测试方法测试齿轮传动效率的智能化实验。
1．测定齿轮传动效率与转速和载荷的关系；2．掌握转矩、转速、功率、效率的测量方法。
二、实验设备CXZ—II齿轮传动实验台。
三、实验设备的结构及工作原理齿轮传动效率测试实验台如图1所示：图1 齿轮传动实验台结构简图1．底座；2．电机；3．轴承支架；4．齿轮减速器；5．联轴器；6．磁粉制动器；实验台的动力来自一台直流调速电机2，电机的转轴由一对固定在底座1上的轴承支架3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4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，可测出电机工作时的输出转矩(即齿轮减速器的输入转矩)。
被测齿轮减速器4的箱体固定在实验台底座上，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(如图3)上装有电机转速调节旋钮以及液晶显示屏，可显示转速和加载等，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。
实验台电器控制键操作面板布置如图3示。
图3 电器控制操作面板面板布置及操作按序号说明如下：1——加载负荷电流表；2——电源开关；3——液晶显示屏；4——电机速度调节；5——操作按键区。
本实验台配有专用的实验软件，可安装在计算机上，将软件安装好后，从开始里可以找到该软件的图标，点击该可执行文件就会进入齿轮效率检测实验台主界面。
打开软件后，软件界面如下：图2 齿轮效率检测实验台主界面操作说明：A 、实测窗体有“文件（F ）”、“实验项目（P ）”、“负载控制（D ）”、“操作（O ）”、“工具（T ）”、“实验分析（A ）”和“帮助（H ）”菜单。
（1）“文件（F ）”下有“新建、打开、保存、另存为图片、打印、退出”六个子菜单，它们分别有“新建一个文件、打开一个已保存文件保存实验数据为检测软件格式。
实验方法
实验背景阐述
由于齿轮传动的传动速度精确性、传动大功 率比能力以及可靠性，它在工程实际中得到 了广泛应用。而齿轮传动的效率是现在研究 的重点课题。高效率、低功损齿轮传动不仅 能提高作业效率而且能节约能源。本实验设 计致力于开发一种实用可行的齿轮传动功率 测量方式。
测量方式选定
目前应用较广的齿轮测量方式有开放功率流 式及封闭功率流式两种。 1、开放功率流式 2、封闭功率流式
测定方式 开放功率流 封闭功率流 优点 简单可靠 节能 缺点 能耗大 复杂 选择 √ ×
实验设计原理（1）
实验设计原理（2）
齿轮传动的效率即为一对齿轮中的从动轮输 出效率与主动轮输入功率之比，而功率可由 转矩和转速表示。因此只要测定转速和转矩 就可以算出效率。 测量原理框图如下：
实验所需设备
联轴器选择
刚性联轴器（顶丝固定）
第一个 d1=28mm d2=26mm
第二个 d1==26mm
第四个 d1=26mm d2=35mm
实验装置图
装置图注释
1、实验装置位置补偿方法 2、实验装置与底板固定方法
位置补偿原理
高度方向：利用调整垫片厚度补偿高度差 前后方向：利用实验装置在T型槽前后移动补 偿 前后方向：通过选择T型槽，实验装置移动， 及联轴器选择补偿误差。
齿轮箱参数及被测数据
输入端： P1=2.2kW 转速n1=940r/min 输出端： P2=2.014 n2=195.83r/min 输入端理论扭矩：21.42NM 输出端理论扭矩：98.22NM
JC系列传感器
FZ200磁粉制动器
H
L
L3
齿轮传动效率测定与分析
实验2 齿轮传动效率测定与分析2.1 实验目的1. 了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法；2. 测定齿轮传动的传递功率和传动效率；3. 了解封闭加载原理。
2.2 实验设备和工具 1. 齿轮传动效率试验台； 2. 测力计；3. 数据处理与分析软件；4. 计算机、打印机。
2.3 实验原理和方法1. 齿轮传动的效率及其测定方法齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。
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。
对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。
表2.1 齿轮传动的平均效率测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。
前者借助一个加载装置（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。
其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。
而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。
2. 封闭式试验台加载原理图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。
齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。
设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5⋅M ，则齿轮5处的功率为 若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为 式中η为传动系统的效率。
而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩4M )m N (⋅，其封闭功率为该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为由此可见，11N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。
实验11封闭功率流式齿轮试验
实验11封闭功率流式齿轮试验实验11 封闭功率流式齿轮试验CLS —Ⅱ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，即可直接⽤抄录数据⼿⼯计算⽅法，也可以计算机接⼝组成有数具采集处理，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，该系统具有重量轻、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。
⼀、实验⽬的1、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、结构及特点2、掌握齿轮传动效率的测试⽅法。
⼆、设备和⼯具（⼀）试验台主要技术参数 1.试验台齿轮模数 m=22.齿数 Z 4=Z 3=Z 2=Z 1=383.中⼼距 A=76mm4.速⽐ I=15.直流电机额定功率 P 电=200W6.直流电机转速 N 电=50—2000r/m7.最⼤封闭扭距 T B =15NM8.最⼤封闭功率 P B =3KW （⼆）试验台机械结构试验台的结构如图11-1a 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。
(a) (b)1、悬挂电机2、浮动联轴器3、转速传感器4/11、定轴齿轮副5、刚性联轴器6、悬挂齿轮箱7、砝码8/9、悬挂齿轮副10、万向联轴器12、脉冲发⽣器13、转矩传感器图11-1 试验台的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，与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送⼊实验台电控箱，在数码显⽰上直接读出。
电机转速由测速传感器4测出，同时送往电控箱中显⽰。
（三）实验台电⼦系统 1.系统框图电控箱内系统的结构框图如图11-2所⽰。
2345图11-2 实验台系统框图操作部分主要部分集中在电控箱正⾯的⾯板上，⾯板的布置如图11-3所⽰：图11-3 ⾯板的布置图在电控箱背⾯备有微机RS232接⼝、转矩、转速输⼊接⼝等，其布置情况如图11-4⽰；图11-4 电控箱后板布置电源插座2、转矩增益调节电位器3、RS232接⼝4、转矩输⼊接⼝5、转速输⼊接⼝三、实验原理1、功率流⽅向的确定由图1（b）可知，试验台空载时，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（通常加载砝码是0.5kg以上）悬臂齿轮箱会产⽣⼀定⾓度的翻转，这时扭⼒轴将有⼀个⼒矩T9作为齿轮9（其⽅向为顺时针），万向节也有⼀⼒矩T9`作⽤于齿轮9`，（其⽅向也为顺时针，如忽略磨檫，T 9`= T 9）。