实验9 机械传动性能参数测试分析(2)重庆大学机械基础实验报告

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1、实验9机械传动性能参数测试分析9.1实验目的传动系统是机器的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到机器的性能。机械传动系统的性能主要由传动功率、转矩、转速、传动效率、振动噪声和寿命等性能参数来描述。本实验的主要目的如下：1.掌握转速、转矩、传动功率和传动效率等机械传动性能参数测试的基本原理和方法。2.了解机械传动性能参数测试实验台的基本构造及其工作原理，提高学生综合设计实验的能力。3.通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的参数曲线（速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等），加深对常见机械传动性能的认识和理解。4

2、.通过机械传动系统的拼装，培养学生的工程实践能力、动手能力及团队工作能力。9.2实验测试对象可为各种传动装置，包括直齿圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮减速器、同步带传动、V带传动、链传动等。9.3测试原理机械传动中，输入功率应等于输出功率与机械内部损耗功率之和。即：（9－1）式中：——输入功率；——输出功率；——机械内部所消耗功率。则机械效率η为：（9－2）由力学知识可知，对于机械传动若设其传动力矩为M，角速度为ω，则对应的功率为：（9－3）式中：n——传动机械的转速（r/min）所以，传动效率η可表述为：（9－4）65式中：Mi，Mo——分别为传动机械输入、输出转矩n

3、i，no——分别为传动机械输入、输出转速因此，若能利用仪器测出被测试对象的输入转矩和转速，以及其输出转矩和转速，就可以通过式（9－4）计算出其传动效率。9.4实验台的组成及主要实验测试仪器设备9.4.1实验台的类型根据测试对象的功率的大小，机械传动性能参数测试实验台可采用开放功率流式与封闭功率流式两种构造形式。开放功率流式实验台借助一个加载装置(机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器)来消耗测试对象所传递的能量。开放功率流式的优点是与实际工作情况一致，实验装置简单，安装方便；缺点是能量消耗大，对于需作较长时间试验的场合(如疲劳试验)，耗费能量尤其严重。一般测试对象的功率较小时多

4、采用此种形式。封闭功率流式实验台采用输出功率反馈给输入从而形成功率流封闭。封闭功率流式的优点是电源只供给传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大地减小功耗；缺点是实验台的控制复杂，价格较高。一般测试对象的功率较大时或需作较长时间试验时(如疲劳试验)多采用此种形式。9.4.2实验台的组成本实验台采用开放功率流式实验台，其基本构造简图如图9-1所示，其实物构成如图9-2所示。图9-1实验台的基本构造简图图中：1——变频电动机2、5、7、10——联轴器653、8——转矩转速传感器4、9——机械效率仪11——磁粉制动器12——恒流电源图9-2实验台的实物构成图本实验台采用模块化结构，机

5、械结构上它主要由输入模块、过度节模块、测试模块和加载模块组成；控制部分主要由面板控制模块、工控机程控模块组成。实验测试对象为：（1）直齿圆柱齿轮减速器：速比1：5，齿数Z1=19，Z2=95。（2）摆线针轮减速器：减速比1：9。（3）蜗轮减速器：减速比1：10，蜗杆头数Z1=1，中心距a=50ｍｍ。（4）同步带传动：L型同步带3×16×80，带轮齿数Z1=18，Z2=25，节距LP=9.525。（5）V带传动：Z型带，带轮基准直径D1=70mm，D2=115mm，L内=900mm，带轮基准直径D1=76mm，D2=145mm；带轮基准直径D1=70mm，D2=88mm；Z型

6、带L内=630mm。（6）链传动：滚子链08A-1×72，滚子链08A-1×52，滚子链08A-1×68，链轮Z1=17，Z2=2；利用以上测试对象，可以组合出26种不同的机械传动方案（见附件），学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试、进行设计性实验、综合实验或创新性实验。9.4.3磁电型转矩转速传感器的工作原理磁电65型转矩转速传感器属磁电式相位差传感器，基本原理是：通过弹性轴、两组磁电信号发生器，把被测转矩、转速转换成具有相位差的两组交流电信号，这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，而其相位差的变化部分又与被测转矩成正

7、比。将传感器的这两组电信号用专用屏蔽电缆送入转矩测量仪或机械效率仪或装有转矩卡的计算机，即可得到转矩、转速及功率的精确值。磁电转矩传感器与转矩仪配套使用，是一种测量各种动力机械转动力矩、转速及机械功率的精密仪器。其用途十分广泛，在电机、风机、水泵、齿轮及减速器、铁路机车、汽车拖拉机、飞机、船舶、矿山机械、液压气动元件等几乎所有机械制造部门及其科研院所、大专院校均有广泛的应用。图9-3是其工作原理图。在弹性轴的两端安装有两只信号齿轮，在两齿轮的上方各装有一组信号线圈，在信号线圈内均装有磁钢，与信号齿轮组成磁电信号发生