文档介绍：实验三封闭功率流式齿轮传动效率测定实验
(一)实验目的
1、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、特点和测定齿轮传动效率的方法.
2、测定齿轮传动功率和效率.
(二)试验台结构及工作原理.
1、试验台结构
图1
如图1所示,,齿轮b套在弹性轴B外,齿轮C固连于弹性轴B的左端,电机采用外壳悬挂装置,并通过齿轮、齿条机构和传感器6获得电机输出力矩,
. 加载器件5的结构见图2 所示,加载时,转动手轮7,使端头螺杆7’旋转,推动加载器的螺母套5直线左移并通过推力轴承4,使加载套3同样左移, 加载套的左移,一方面使固定于其上的销轴滚轮组2沿固定于齿轮b上的螺旋槽套1中的槽滑移,另一方面, 加载套3弹性轴端头上的键滑移,滑移结果使得弹性轴产生相对扭转变形,从而对齿轮产生了加载力.
加载力的情况如图例 3所示.
F=轴向力(N)由加载手轮7的螺杆7’产生.
R=圆周力(N)
β=斜槽螺旋角=15。
r=d/2=16mm(螺旋槽套1的半径)
由图知
则所施加的封闭力矩为
F值的确定,通过传感器6的位移量转换成电量确定电机的输出力矩:
式中L---电机外壳齿轮的节圆半径=(mm), T---弹簧反力(kg)
本装置通过应用电机转角变化的机械量转换成电量的变化,再经放大整形电路直接由数码显示、电机的输出为力矩。其结构见图4。
2、封闭加载原理
封闭功率流式齿轮试验台,主要是通过装置系统中的一个特殊部件来加载,用以获得为平衡此弹性件的变形而产生的内力矩(封闭力矩),运转时,这内力矩相应作功而成为封闭功率,并在此封闭回路中按一定方向流动。
a与b和c与d为两对具有相同速比和中心距A的圆柱齿轮传动,并如图1所示构成了一个封闭的机械系统。系统中当螺旋槽加载器不加载时处在松开的位置,此时控制箱中的转矩显示在“0000”位置。当加载时,加载套左移,使得弹性轴产生相对扭转变形-即内力矩(封闭力矩),从而对左右两对齿轮产生了加载力,各传动元件运转时相应作功,此功率在封闭系统中按一定的方向流动,并在流动过程中不断循环。在这种情况下,由于载荷已体现为系统的内力,因此电机提供的动力,主要用于克服此系统中各传动件的摩擦阻力,其能耗远远小于开式的实验装置,因而可大大减小电机容量。

先判明齿轮的主动、从动关系,以及功率的流动方向。
根据图2的加载方向,以及齿轮的啮合情况和电机的转动方向,由图5可看出,齿轮a为主动,a推动b,c推动d,其功率按a方向流动。而当电动机的回转方向相反时,齿轮d为主动,c为从动,功率流向也相反,因而,对于封闭试验台,可以根据加载力矩的方向和电动机转向来判明齿轮是主动或从动。
图5中,①、②、③分别表示电动机的功率在循环过程中消耗于齿轮、轴承、联轴节等的损耗。
在测定及计算效率时,常将功率转化为扭矩,并取:
(1)电机的输出功率时P1 ,完全消耗于克服封闭系统的摩擦损耗,即P1=P5。
(2)取两对齿轮的效率为平均效率
当齿轮a主动时,功率由a流向d,由于轮d为封闭功率流的末端(输出端),则:
---封闭功率

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或
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或