《齿轮传动效率及齿轮疲劳实验13554.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《齿轮传动效率及齿轮疲劳实验13554.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、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（闭闭式）齿齿轮实验验机的结结构特点点和工作作原理。2 了解齿轮疲疲劳实验验的过程程，及通通过实验验测定齿齿轮疲劳劳曲线的的方法。3 在封闭齿轮轮实验机机上测定定齿轮的的传动效效率。4 介绍机械功功率、效效率测定定开式实实验台，了了解一般般机械功功率、效效率的测测试方法法。二实验设设备及工工作原理理1 封闭（闭式式）传动动系统 封闭齿齿轮实验验机具有有2个完完全相同同的齿轮轮箱（悬悬挂齿轮轮箱7和和定轴齿齿轮箱44）， 每个齿齿轮箱内内都有22个相同同的齿轮轮相互啮啮合传动动(齿轮9与9，齿轮轮5与55)，两两个实验
2、验齿轮箱箱之间由由两根轴轴（一根根是用于于储能的的弹性扭扭力轴66，另一一根为万万向节轴轴10）相相联，组组成一个个封闭的的齿轮传传动系统统。当由由电动机机1驱动该该传动系系统运转转起来后后，电动动机传递递给系统统的功率率被封闭闭在齿轮轮传动系系统内，既既两对齿齿轮相互互自相传传动，此此时若在在动态下下脱开电电动机，如如果不存存在各种种摩擦力力（这是是不可能能的），且且不考虑虑搅油及及其它能能量损失失，该齿齿轮传动动系统将将成为永永动系统统；由于于存在摩摩擦力及及其它能能量损耗耗，在系系统运转转起来后后，为使使系统连连续运转转下去，由由电动机机继续提提供系统统能耗损损失的能能量，此此时电动动机
3、输出出的功率率仅为系系统传动动功率的的20%左右。对对于实验验时间较较长的情情况，封封闭式实实验机是是有利于于节能的的。1.悬挂电电动机 2.转矩传传感器 3.转速传传感器 4.定轴齿齿轮箱 5.定轴齿齿轮副 6.弹性扭扭力轴 7.悬挂齿齿轮箱 8.加载砝砝码 9.悬悬挂齿轮轮副 10.万向节节轴 111.转转速脉冲冲发生器器2 电动机的输输出功率率 电电动机11为直流流调速电电机，电电动机转转子与定定轴齿轮轮箱输入入轴相联联，电动动机采用用外壳悬悬挂支承承结构（既既电机外外壳可绕绕支承轴轴线转动动）；电电动机的的输出转转矩等于于电动机机转子与与定子之之间相互互作用的的电磁力力矩，与与电动机机
4、外壳（定定子）相相联的转转矩传感感器2提提供的外外力矩与与作用于于定子的的电磁力力矩相平平衡，故故转矩传传感器测测得的力力矩即为为电动机机的输出出转矩TT0；电动动机转速速为n，电动动机输出出功率为为 nT0/9550（）。3 封闭系统的的加载 当实验验台空载载时，悬悬挂齿轮轮箱的杠杠杆通常常处于水水平位置置，当加加上载荷荷W后，对对悬挂齿齿轮箱作作用一外外加力矩矩WL，使使悬挂齿齿轮箱产产生一定定角度的的翻转，使使两个齿齿轮箱内内的两对对齿轮的的啮合齿齿面靠紧紧，这时时在弹性性扭力轴轴内存在在一扭矩矩T9（方向向与外加加负载力力矩WLL相反），在在万向节节轴内同同样存在在一扭矩矩T9（方向向
5、同样与与外加力力矩WLL相反）；若断开开扭力轴轴和万向向节轴，取取悬挂齿齿轮箱为为隔离体体，可以以看出两两根轴内内的扭矩矩之和（TT9+T9）与外外加负载载力矩WWL平衡（即即T9+T9=WWL）；又因两两轴内的的两个扭扭矩（TT9和T9）为同同一个封封闭环形形传动链链内的扭扭矩，故故这两个个扭矩相相等（TT9=T9），即即2T99=WLL， TT9=WLL/2（NNm）；由由此可以以算出该该封闭系系统内传传递的功功率为： P9=T9n / 95550=WLnn /1191000 (KW)其中：n-电动动机及封封闭系统统的转速速（rppm）； W-所加砝砝码的重重力（NN）； L-加载杠杠杆（
6、力力臂）的的长度，LL= 00.3m。4 单对齿轮传传动效率率 设封闭闭齿轮传传动系统统的总传传动效率率为； 封闭齿齿轮传动动系统内内传递的的有用功功率为PP9； 封闭齿齿轮传动动系统内内的功率率损耗（无无用功率率）等于于电动机机输出功功率P00，即： P0=（PP9/）-P9=P9/（P00+P9）=TT9/（TT0+T9）若忽略轴承承的效率率，系统统总效率率包含两两级齿轮轮的传动动效率，故故单级齿齿轮的 传传动效率率为：5 封闭功率流流方向封闭系统内内功率流流的方向向取决于于由外加加力矩决决定的齿齿轮啮合合齿面间间作用力力的方向向和由电电动机转转向决定定的各齿齿轮的转转向；当当一个齿齿轮所
7、受受到的齿齿面作用用力与其其转向相相反时，该该齿轮为为主动齿齿轮，而而当齿轮轮所受到到的齿面面作用力力与其转转向相同同时，则则该齿轮轮为从动动齿轮；功率流流的方向向从主动动齿轮流流向从动动齿轮，并并封闭成成环。6齿轮疲疲劳试验验及疲劳劳曲线的的求法 将两对对试验齿齿轮分别别安装在在悬挂齿齿轮箱和和定轴齿齿轮箱内内，由加加载砝码码通过加加载杠杆杆施加一一定的外外载荷，在在该载荷荷下由电电动机驱驱动运转转，直至至齿轮轮轮齿发生生疲劳破破坏，记记录该载载荷（应应力）下下所对应应的运转转循环次次数；在在不同的的外载荷荷下，试试验得到到一系列列相应的的循环次次数，由由这些试试验数据据即可绘绘制出该该齿轮
8、的的疲劳曲曲线。可可以看出出，通过过试验测测定齿轮轮的疲劳劳曲线，需需要比较较长的试试验时间间，学生生实验只只体会实实验过程程。7机械功功率、效效率测定定开式实实验台简简介 开开式机械械功率、效效率实验验台的组组成如图图所示。原原动机（电电动机）为为被测机机械提供供动力，制制动器作作为被测测机械的的负载。由由原动机机输出的的动力经经被测机机械传递递到制动动器，所所传递的的能量在在制动器器“消耗掉掉”（转化化成其它它形式的的能，如如热能），形形成开式式传动系系统。开开式传动动实验台台的组成成简便灵灵活，但但能耗较较大，适适用于被被测设备备类型多多变，实实验周期期较短的的情况。 被测机械转矩转速
9、传感器转矩转速 传感器制动器原动机为了测量被被测机械械所传递递的功率率及传动动效率，将将转矩转转速传感感器串接接在被测测机械的的输入轴轴和输出出轴上，分分别测出出两轴上上所传递递的扭矩矩和转速速，即可可算出被被测机械械的输入入功率和和输出功功率，输输出功率率与输入入功率之之比即为为传动效效率。由指导教师师在开式式实验台台上演示示机械传传动效率率的测试试过程。三实验方方法及注注意事项项1 打开电源前前，应先先将电动动机调速速旋钮逆逆时针轻轻旋到头头，避免免开机时时电动机机突然启启动。2 打开电源，按按一下“清零键键”进行清清零；此此时，转转速显示示“0”，电动动机转矩矩显示“”，说明明系统处处于
10、“自动校校零”状态；校零结结束后，转转矩显示示为“0”。3 在保证卸掉掉所有加加载砝码码后，调调整电动动机调速速旋钮，使使电动机机转速为为6000 r/minn。4 在砝码吊篮篮上加上上第一个个砝码（110N），并微调转速使其始终保持在预定转速（600r/min）左右，在待显示稳定后（一般调速或加载后，转速和转矩显示值跳动2-3次即可达到稳定值），按一下“保持键”，使当时的显示值保持不变，记录该组数值；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。5 在砝码吊篮篮上加上上第二个个砝码，重重复上述述操作，直直至加上上8个砝砝码，88个加载载指示灯灯全亮，转转速及转转矩显示示器分别别显示“88888”，表示示实验结结束。6 记录下各组组数据后后，应先先将电机机转速慢慢慢调速速至零，然然后再关关闭实验验台电源源。7 由记录数据据，作出出齿轮封封闭传动动系统的的传动效效率（-T99）曲线线。四思考题题1 封闭式传动动系统为为什么能能够节能能？2 封闭齿轮传传动如何何区分主主动与被被动齿轮轮？3 欲改变功率率流方向向，采用用什么方方法？4 改变齿轮工工作面采采用什么么方法？五. 实验报告1. 记录录对应外外载荷下下的转速速n、扭扭矩T99，并计计算出系系统效率率和单对对齿轮的的效率。2. 绘制制及的变化化曲线。3. 回答答思考题题。