齒輪傳動實驗

1、齒輪傳動實驗一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎了解封閉流式實驗臺結(jié)構(gòu)，弄懂封閉加載原理。n了解齒輪傳動效率的測定原理，掌握用封閉流式實驗臺測定齒輪傳動效率的方法。n測定齒輪減速器的傳動效率。二二、實驗系統(tǒng)實驗系統(tǒng)nCLS-1I型齒輪試驗臺為小型臺式封閉功率流式齒輪試驗臺，采用懸掛式齒輪箱不停機加載方式，加載方便、操作簡單安全、耗能少。在數(shù)據(jù)處理方面，既可直接抄錄數(shù)據(jù)手工計算，也可以和計算機接口組成具有數(shù)據(jù)采集處理，結(jié)果曲線顯示，信息儲存、打印輸出等多種功能的自動化處理系統(tǒng)。n實驗內(nèi)容： 1、了解封閉功率流式齒輪試驗臺的基本原理、特點及測定齒輪傳動效率的方法。 2、通過改變載荷，測出不同載荷下的傳動效率

2、和功率。輸出T1T9關(guān)系曲線及一T9曲線。其中T1為輪系輸入扭矩（即電機輸出扭矩），T9為封閉扭矩（也即載荷扭矩）。為齒輪傳動效率。1、實驗系統(tǒng)組成實驗系統(tǒng)組成實驗系統(tǒng)外觀如圖1所示。圖1 如圖2所示，實驗系統(tǒng)由如下設(shè)備組成：（1）CLS-II型齒輪傳動實驗臺；（2）CLS-II型齒輪傳動實驗儀；（3）計算機；（4）打印機。齒輪傳動機構(gòu)電機轉(zhuǎn)矩傳感器電機轉(zhuǎn)速傳感器微計算機CRT顯示打印機CLS-II齒輪傳動實驗臺CLS-II齒輪傳動實驗儀單 片 微 計 算 機電機轉(zhuǎn)矩顯示電機轉(zhuǎn)速顯示轉(zhuǎn)矩輸出接口RS232接口圖2 2、實驗機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)n（1）試驗齒輪模數(shù)m2； n（2）齒數(shù)Z4Z3Z2Zl

3、=38；n（3）速比i=1；n（4）直流電機額定功率P=300w；n（5）直流電機轉(zhuǎn)速N01100rm；n（6）最大封閉扭矩TB=15N.m；n（7）最大封閉功率PB=1.5Kw；n（8）實驗臺尺寸：長x寬x高=900 x550 x300；n（9）電源220V交流/50Hz。 3、實驗臺結(jié)構(gòu)、實驗臺結(jié)構(gòu) 實驗臺的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由定軸齒輪副、懸掛齒輪箱、扭力軸、雙萬向連軸器等組成一個封閉機械系統(tǒng)。 電機采用外殼懸掛結(jié)構(gòu)，通過浮動連軸器和齒輪相連，與電機懸臂相連的轉(zhuǎn)矩傳感器把電機轉(zhuǎn)矩信號送入實驗臺電測箱，在數(shù)碼顯示器上直接讀出。電機轉(zhuǎn)速由霍耳傳感器4測出，同時送往電測箱中顯示。 圖3齒輪實驗臺結(jié)

4、構(gòu)簡圖 1懸掛電機 2轉(zhuǎn)矩傳感器 3浮動連軸器 4霍耳傳感器5定軸齒輪副 6剛性連軸器 7懸掛齒輪箱8砝碼 9懸掛齒輪副 10扭力軸 11萬向連軸器 12永久磁鋼圖3 4、效率計算、效率計算（l）封閉功率流方向的確定 封閉功率流方向如圖3(a)所示，其大小為： （KW） 該功率的大小決定于加載力知和扭力軸的轉(zhuǎn)速，而不是決定于電動機。電機提供的功率僅為封閉傳動中損耗功率，即： 。 故 單對齒輪 為總效率，若=95%，則電機供給的能量，其值約為封閉功率值的1/10，是一種節(jié)能高效的試驗方法。 9999550PNTPa991PPP919919TTTPPP919TTT （2）封閉力矩T9的確定 由圖3

5、（b）可以看出，懸掛齒輪箱杠桿加上載荷后，齒輪9、齒輪9就會產(chǎn)生扭矩，其方向都是順時針，對齒輪9中心取矩，得到封閉扭矩T9：（本實驗臺T9是所加載荷產(chǎn)生扭矩的一半），即： （Nm） 其中： W一所加砝碼重力（N)； L一加載杠桿長度L=0.3m。29WLT 5、齒輪傳動實驗儀 實驗儀正面面板布置及背面板布置如圖4、圖5所示。實驗儀內(nèi)部系統(tǒng)框圖參見圖2。 輸出轉(zhuǎn)速（r/m）輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）送 數(shù)保 持清 零加 載載 荷 指 示CLS-II齒輪傳動實驗儀圖4 1、調(diào)零電位器 2、轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)電位器 3、力矩輸出接口 4、接地端子 5、轉(zhuǎn)速輸入接口 6、轉(zhuǎn)矩輸入接口 7、RS-232接口 8、電源開

6、關(guān) 9、電源插座圖3 1 2 3 45 6 7 8 9三三、實驗操作步驟實驗操作步驟1、人工記錄操作方法、人工記錄操作方法（1）系統(tǒng)連接及接通電源 齒輪實驗臺在接通電源前，應(yīng)首先將電機調(diào)速旋扭逆時針轉(zhuǎn)至最低速“0速”位置，將傳感器轉(zhuǎn)矩信號輸出線及轉(zhuǎn)速信號輸出線分別插入電測箱后板和實驗臺上相應(yīng)接口上，然后按電源開關(guān)接通電源。打開實驗儀后板上的電源開關(guān)，并按一下“清零鍵”，此時，輸出轉(zhuǎn)速顯示為“0”，輸出轉(zhuǎn)矩顯示數(shù)為“”，實驗系統(tǒng)處于“自動校零”狀態(tài)。校零結(jié)束后，轉(zhuǎn)矩顯示為“0”。（2）轉(zhuǎn)矩零點及放大倍數(shù)調(diào)整 a、零點調(diào)整 在齒輪實驗臺不轉(zhuǎn)動及空載狀態(tài)下，使用萬用表接入電測箱后板力矩輸出接口3（見

7、圖5）上，電壓輸出值應(yīng)在11.5V范圍內(nèi)，否則應(yīng)調(diào)整電測箱后板上的調(diào)零電位器（若電位器帶有鎖緊螺母，則應(yīng)先松開鎖緊螺母，調(diào)整后再鎖緊）。零點調(diào)整完成后按一下“清零”鍵，待轉(zhuǎn)矩顯示“0”后表示調(diào)整結(jié)束。 b、放大倍數(shù)調(diào)整 “調(diào)零”完成后，將實驗臺上的調(diào)速旋扭順時針慢慢向“高速”方向旋轉(zhuǎn)，電機起動并逐漸增速，同時觀察電測箱面板上所顯示的轉(zhuǎn)速值。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速達到1000轉(zhuǎn)分左右時，停止轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，此時輸出轉(zhuǎn)矩顯示值應(yīng)在0.60.8Nm.之間（此值為出廠時標(biāo)定值），否則通過電測箱后板上的轉(zhuǎn)矩放大倍數(shù)電位器加以調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器時，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的顯示值有一段滯后時間。一般調(diào)節(jié)后待顯示器數(shù)值跳動兩次即可達到穩(wěn)定值

8、。 (3)加載 調(diào)零及放大倍數(shù)調(diào)整結(jié)束后，為保證加載過程中機構(gòu)運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，建議先將電機轉(zhuǎn)速調(diào)低。一般實驗轉(zhuǎn)速調(diào)到300800轉(zhuǎn)分為宜。待實驗臺處于穩(wěn)定空載運轉(zhuǎn)后（若有較大振動，要按一下加載砝碼吊籃或適當(dāng)調(diào)節(jié)一下電機轉(zhuǎn)速），在砝碼吊籃上加上第一個砝碼。觀察輸出轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩值，待顯示穩(wěn)定（一般加載后轉(zhuǎn)矩顯示值跳動2一3次即可達穩(wěn)定值）后，按一下“保持鍵”，使當(dāng)時的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩值穩(wěn)定不變，記錄下該組數(shù)值。然后按一下“加載鍵”，第一個加載指示燈亮，并脫離“保持”狀態(tài)，表示第一點加載結(jié)束。 在吊籃上加上第二個砝碼，重復(fù)上述操作，直至加上八個砝碼，八個加載指示燈亮，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩顯示器分別顯示“8888”表示實驗結(jié)束。 根據(jù)所記錄下的八組數(shù)據(jù)便可作出齒輪傳動的傳動效率T9曲線及T1T9曲線。2、與計算機接口實驗方法1）連接RS232通訊線 在CLS-II型齒輪傳動實驗臺電測箱后板上設(shè)有RS-232接口，通過所附的通訊連接線和計算機相聯(lián)，組成智能齒輪傳動實驗系統(tǒng)。如果采用多機通訊轉(zhuǎn)換器，則需要首先將多機通訊轉(zhuǎn)換器通過RS-232通訊線連接到計算機，然后用雙端插頭電話線，將CLS-1I型齒輪傳動實驗儀連接到多機通訊轉(zhuǎn)換器的任一個輸入口。2）啟動機械教學(xué)綜合實驗系統(tǒng)五、實驗報告五、實驗報告1、將實驗數(shù)據(jù)填入下表，并求出計算值，以T9為橫坐標(biāo)（如圖13所示），分別繪出傳動效