实验三：齿轮传动

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1、实验二、齿轮传动（12试用）一、实验目的1．了解封闭功率流式齿轮实验台的基本原理、特点及测定齿轮传动的效率的方法。2．通过改变封闭功率流式齿轮实验台的载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。二、实验系统1．实验系统组成图1实验系统框图如图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）工控计算机（4）打印机2．设备主要技术参数（1）试验齿轮模型m=2（2）齿数Z4=Z3=Z2=Z1=38（3）中心距A=76mm（4）速此i=1（5）直流电机额定功率P＝200w（6）直流电机转速n＝50~1200r/m（

2、7）最大封闭扭矩TB＝15Nm（8）最大封闭功率PB＝1.5Kw3．实验台结构试验台的结构如图2所示，由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、双万向联轴器等组成一个封闭机械传动系统。图2齿轮实验台结构简图1.悬挂电机2.转矩传感器3.浮动联轴器4.转速（霍耳）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（永久磁钢）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。4．效率计算由

3、图2(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，这时扭力轴将有一力矩T9作用于齿轮9（其方向为顺时针），万向节轴也有一力矩T9'作用于齿轮9'，（其方向也为顺时针，如忽略摩擦，T9'＝T9）。当电机顺时针方向以角速度ω转动时，T9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2（a）所示，其大小为：（KW）该功率流的大小决定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的损

4、耗功率，即故单对齿轮η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T9的确定由图2(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。对齿轮9中心取矩，可得出封闭扭矩T9(本实验台T9为所加载荷产生扭矩的一半)，即：式中：W--所加砝码的重量(N)L一加载杠杆的长度L=0．3m平均效率为：（本实验台电机为顺时针）T1-电动机输出转矩（电测箱输出转矩显示值）5．实验仪正面面板布置及背板布置如图3、图4所示。实验仪内部系统框图参考图1.图3面板布置图图4电

5、测箱后板布置图1、调零电位器2、转矩增益调节电位器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、电源插座三、实验操作步骤（1）系统联接及接通电源在接通电源前，应首先将电机调速旋钮逆时针转至最低速“0速”位将实验台上的转矩信号输出线(较粗信号线)及转速信号输出线分别插入电控箱后板的相应输入插口上，然后按电源开关接通电源。打开试验仪面板上的电源开关，并按一下“清零鍵”。此时，输出转速显示为“0”，输出转矩显示数“.”，实验系统处于‘自动校零’状态。校零结束后（约需5秒），转矩显示为“0”。（2）转矩零点及放大倍数

6、调整（实验前已调整好此处不作详细介绍）（3）加载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“保持鍵”，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“加载鍵”，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

7、，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效率η―T9曲线及T1—T9曲线。注意：加载过程中，应始终使电机转速基本保持在预定转速左右。在记录下各组数据后，应先将电机调速至零，然后再关闭实验台电源。四、实验报告要求1．实验预习相关内容2．实验设备与实验条件3．实验数据记录1）．计算公式封闭功率电机输出功率总效率效率封闭扭矩2）．实验数据序号加载转速电机输出扭矩效率W（N）T9（N.m）n9(rpm)T1(N,m)η123456784．绘制曲线1）T1—T9曲线2）T9—η曲线5．思考题1）分析影响齿轮传动效率的主

8、要因素？