齿轮效率试验台说明书一、描述齿轮效率试验台能测量一定转速下，不同负载时的圆柱齿轮变速箱传动效率，增加一定附件也可做观察齿轮的点蚀等实验。试验台的效率试验采用封闭功率流行式，因而结构简单、耗能少。力矩的测量，使用专门设计的重测力器、精度高、价格低。系统中齿轮所受负载的大小仅与加载机构施加的扭矩有关，而与封闭系统外的浮动电机无关。当电机不转时，即齿轮处于静止状态，力矩TB仍然存在，此时TB是由齿轮①—②—③—④所组成封闭系统中的平衡内力产生，称为封闭力矩。静止时，系统中只有力矩的存在而无功率的流动和损耗。当电机运转时，带动整个系统运转，并使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，补充摩擦功率耗损、以维持正常运转状态。1．加载力矩：50N.m2．电机功率：300w3．加载轴转速：1000r／min4．变速箱中心矩：100mm5．传动比：2机构运动简图图SEQ图表\*ARABIC1齿轮效率试验台机构简图1—功耗电机2—重力测力计3—齿轮副4—加载器5—齿轮箱6—砝码7—电器控制箱1是外壳浮动式功耗电机；2是重力测力计；3、5是两套完全相同的齿轮箱，两对齿轮①、②、③、④分别用两根轴I、II相联接，并由特殊设计的联轴器和加载器4组成机械封闭回路；6是加在加载器上的砝码，从而产生作用在封闭系统中的轴向力；7是电器控制箱。自由度计算：F=3n—（2Pl+Ph）=3x6—（2x7+3）=1机构改进图2齿轮效率试验台改进机构简图1—功耗电机2—传感器3—齿轮副4—轴5—齿轮箱6—砝码7—传感器8—传感器改进方案中避开了加载器，使结构看起来更为简洁；对电机的转速以及加载的大小能够更细化和轻松的控制；多处使用传感器，能够更准确（减小了实验误差）和方便的控制实验过程。封闭功率的效率计算齿轮效率试验台齿轮副的效率分别为12，34，它包括啮合效率，轴承效率及搅油效率等。效率是指输出功率与输入功率之比。要确定输入和输出功率，首先要判明哪个是主动轮，哪个是从动轮。判别的方法是根据加载机构产生扭矩的方向与电机的转向是否一致，若方向一致则齿轮④为主动，相反为从动，封闭功率流动的方向应由大流向小，由主动流向从动。图1中设电机转动的方向与螺旋加载器产生扭矩TB方向相同，则齿轮④为主动，③为从动，齿轮④的左端为封闭功率PB的输入端（功率最大），功率PB流经齿轮④齿轮③轴II齿轮②齿轮①轴I。流动中有啮合磨损，轴承磨损，搅油损耗等，功率逐渐减少，然而经过电动机输出功率Pf的弥补，则通过轴II输入齿轮④的左端时，又恢复成PB。设封闭系统中的总效率为0，则0＝1234若1234＝，则一对齿轮副的效率为＝。电动机输出功率为：Pf=PB(1－0)＝PB(1－η２)η=齿轮箱中齿轮齿数Z1＝Z4，Z2＝Z3故摩擦力矩为：Tf=TB(1－η２)η=若电动机转向与施加扭矩TB的方向相反，则功率流动的方向也相反，所测齿轮传动的效率为：η=同理：η=速度及加速度计算加载轴转速：n=1000r／min即：输入角速度w=2πn=2x3.14x1000=6280rad/min=104.7rad/s电机功率：Pf=300w电动机输出功率为：Pf=PB(1－0)＝PB(1－η２)封闭系统的输出功率：P0=Pf·η２/(1-η２)螺旋槽的螺旋角=10°;槽中的滚子距轴心的作用半径为r=20mm封闭系统内的封闭力矩为：rTGtanB=2g1000F·rP0=F·v封闭系统的输出速度为：Pf·η２·tanx1000v2G·g(1-η２)由于电动机的作用就是克服系统中各种摩擦阻力，补充摩擦功率耗损、以维持正常运转状态，所以系统的运转速度不变，即加速度a=0。