齒輪效率實驗指導書

1、實驗三齒輪效率實驗指導書一、實驗目的.了解封閉功率流式齒輪實驗臺的結構、工作原理及操作方法；.測定齒輪傳動的效率。二、實驗設備及原理（一）機械結構實驗臺的結構如圖41所示，它由懸掛電機1、轉矩傳感器2、浮動聯(lián)軸器3、轉速傳感器4、定軸齒輪副5、剛性聯(lián)軸器6、懸掛齒輪箱7、整碼8、懸掛齒輪副9、萬向聯(lián)軸器10、脈沖發(fā)生器11等組成一個封閉機械系統(tǒng)。987654321圖41齒輪實驗臺結構簡圖電機采用外殼懸掛結構，通過浮動聯(lián)軸器和齒輪軸相聯(lián)，與電機懸臂相聯(lián)的轉矩傳感器把電機轉矩信號送入實驗臺的電控箱，在數(shù)碼顯示器上直接讀出。電機轉速由測速傳感器4測出，同時送往電控箱中顯示。（二）效率計算.封閉功率流

2、方向的確定由圖41（b）可知，實驗臺空載時，懸臂齒輪箱的杠桿通常處于水平位置，當加上一定載荷以后，懸臂齒輪箱會產生一定角度的翻轉，這時扭力軸將有一力矩T9作用于齒輪9上（其方向為順時針）。萬向聯(lián)軸節(jié)的軸也有一力矩T9,作用于齒輪9（其方向也為順時針，如忽略摩擦，則T9=T9）o當電機順時針方向以角速度轉動時，T9與的方向相同，丁9與的方向相反，故這時齒輪9為主動輪，齒輪9為從動輪。同理齒輪5為主動輪，齒輪5為從動輪，封閉功率流方向如圖61（a）所示，其大小為:P9P9/9550該功率流的大小決定于加載力矩和扭力軸的轉速，而不是決定于電機。電機提供的功率僅為封閉傳動中損耗的功率，即：PiP9P9

3、總P9PT9TiP9T9單對齒輪T9Ti,T9“總為總效率，若“總=95%,則封閉加載的功率僅為開式加載功率的1/20,是一種節(jié)能高效的實驗方法。.封閉力矩T9的確定由圖4-1（b）可以看出，當懸掛齒輪箱杠桿加上載荷后，齒輪9、齒輪9就會產生扭矩，其方向都為順時針。對齒輪9中心取矩，可得出封閉扭矩T9（本實驗臺T9為所加載荷產生扭矩的一半），即：T9W（Nmm）式中：W-所加整碼的重量（N）:L一加載杠桿的長度，L=0.3nl平均效率為:2平均效率為:2（三）電子系統(tǒng)1.系統(tǒng)框圖電控箱內電子系統(tǒng)的結構框圖如圖42所示圖42圖42實驗臺系統(tǒng)框圖2.操作部分操作部分主要集中在電控箱正面的面板上，面

4、板的布置如圖43所示轉速輸出轉矩輸出調零增益l- 轉速輸出轉矩輸出調零增益l- Sn型齒輪實驗臺控制箱電源圖43面板布置圖在電控箱背面有微機RS-232接門、轉矩、轉速輸入接口等，其布置如圖4-4所示圖44電控箱背面控制圖1電源2轉矩增益調節(jié)電位器3RS-232接口4一轉矩輸入接口5轉速輸入接口三、實驗內容及步驟（一）人工記錄操作方法.準備工作1）檢查實驗臺，使各機件處于完好狀態(tài)。2）將轉矩信號輸出線及轉速信號輸出線分別插入電控箱后板的相應輸入插口上。3）將電機調速旋鈕逆時針方向旋到底。.實驗步驟接通電源（單向220V）。2）按“清零”鍵，使單片機復位。3）在實驗臺電機“0速”及空載狀態(tài)下，調

5、節(jié)電控箱面板上的“增益”電位器（粗調）及“調零”電位器（細調），使輸山轉矩顯示值00.01N.m。一般轉動電位器后，顯示器跳動兩次即達到穩(wěn)定值。在調零過程中，若轉矩顯示為“9999”，則表示轉矩為“一”值，應逆時針旋動電位器，使其顯示值增大?！罢{零”穩(wěn)定后，將實驗臺上的調速旋鈕順時針慢慢向“高速”方向旋轉，電機由啟動逐漸增速，同時觀察電控箱面板上所顯示的轉速值，當電機轉速達到預定轉速（500800轉/分）時，停止轉速調節(jié)。此時輸出轉矩顯示值應在（0.30.4）N.m之間。否則，可通過電控箱背面的轉矩增益電位器加以調節(jié)。加載當實驗臺處于穩(wěn)定空載運轉后，在砝碼吊籃上加上第個砝碼。觀察輸出轉速及轉矩

6、值。待顯示穩(wěn)定后，按一下“保持”鍵，使當時的轉速和轉矩值穩(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)，表示第點加載結束。在吊籃上加上第二個砝碼，重復上述操作，直至加上8個砝碼，8個加載指示燈亮，轉速及轉矩顯示器分別顯示“8888”，表示實驗結束。記錄下8組數(shù)據(jù)后，應及時卸載，按“清零”鍵，將電機轉速慢慢的調至零。根據(jù)所記錄下的8組數(shù)據(jù)便可作出齒輪傳動的傳動效率曲線，即“一T9及一T9曲線。（二）實驗臺與計算機接口在CLS-II型齒輪傳動實驗臺電控箱后板上設有RS-232串行接口，可通過所附的通訊線直接和計算機相聯(lián)，組成智能齒輪傳動實驗系統(tǒng)。操作步驟為：

7、,在關電源的狀態(tài)下，將彳S號線一端接到實驗機RS-232插座，另一端接到計算機串行輸出口（串行口1#或串行口2#均可，但無論連線或拆線時，都應先關閉計算機和實驗機電源，以免燒壞接口元件）。.打開計算機，在DOS犬態(tài)下插入軟盤，運行GEAREXE文件，屏幕將提示要求輸入串行口通道號，根據(jù)通訊線所接的通道，輸入1#或2#通道，經回車確認后屏幕將出現(xiàn)功能菜單，根據(jù)菜單，選擇“輸入”功能并按回車確定，計算機將處于等待信號輸入狀態(tài)。打開實驗機電源，調整轉矩零點及放大倍數(shù)至合適位置（方法同前）4實驗臺處于空載狀態(tài)下，加上第個砝碼，待轉速和轉矩顯示穩(wěn)定后，按一下“加載”鍵，第個加載指示燈亮。加第二個砝碼，顯

8、示穩(wěn)定后再按下加載”鍵，第二個加載指示燈亮，第二次加載結束。如此反復，直至加上8個砝碼，按下8次“加載鍵，8個加載指示燈都亮。轉速、轉矩顯示器都顯示“8888”，表明所采數(shù)據(jù)已全部送至計算機。電機慢慢調速為零，并卸下所有砝碼。當實驗機全部顯示“8888”時，計算機屏幕將全部顯示所采集的8組數(shù)。移動功能菜單的光標，選擇“曲線”功能，屏幕將顯示本次實驗的曲線和數(shù)據(jù)。移動功能菜單的光標至“打印”功能，打印機將打印實驗曲線和數(shù)據(jù)。實驗過程中如需調出本次數(shù)據(jù)，只需將光標移至“輸入”功能，并回車確認，同時按下實驗機的“送數(shù)”鍵，數(shù)據(jù)即被送至計算機，可用上述6、7項操作進行畫圖打印。次實驗結束后如需繼續(xù)實驗

9、，可按下實驗機的“清零”鍵，同時將計算機屏幕上的菜單選至“輸入”，重復上述47項即可。10實驗結束后，關閉實驗機的電源，將計算機屏幕上的菜單選至“退出”，回車確認后即可退出。退出后應及時關閉計算機。四、實驗注意事項1通電前，面板上調速旋鈕逆時針旋到底位置，連接地線。通電后，轉速顯示的4位數(shù)碼管亮。此后即可按實驗指導書的要求操作。實驗報告要求1、整理實驗數(shù)據(jù)，填寫實驗報告;2、回答思考題；3、填寫對本實驗臺的改進建議及本次實驗的收獲和體會。實驗三齒輪效率實驗報告姓名班級日期同組實驗者姓名.實驗設備與實驗條件試驗機型號（或編號）實驗條件.實驗數(shù)據(jù)記錄計算公式封閉功率P9T_9(kW)9550電機輸出功率P1P9P9總總效率總P9_1T_LP9T9效率T9T1T9封閉扭矩T9W(Nm)2實