掌握转速、力矩、传动功率和传动效率等机械传动性能参数测.

1、1) 掌握转速、力矩、传动功率和传动效率等机械传掌握转速、力矩、传动功率和传动效率等机械传动性能参数测试的基本原理和方法。动性能参数测试的基本原理和方法。2) 验证在传动中存在摩擦损耗，因此，减速器的输验证在传动中存在摩擦损耗，因此，减速器的输出功率总是小于输入功率，效率总是小于出功率总是小于输入功率，效率总是小于100%100%。3) 了解机械传动性能参数测试实验台的基本构造及了解机械传动性能参数测试实验台的基本构造及其工作原理。其工作原理。 实验实验1 1 机械传动性能参数测试机械传动性能参数测试3.2 3.2 实验测试对象实验测试对象 各种传动装置，包括带传动、链传动、无级变各种传动装置

2、，包括带传动、链传动、无级变速器、减速器。速器、减速器。 1.1 1.1 实验目的实验目的1)JC1)JC型转矩转速传感器型转矩转速传感器用于测试输入输出的用于测试输入输出的转矩和转速。转矩和转速。2)PI-1002)PI-100型转矩转速测量仪型转矩转速测量仪用于显示转矩、用于显示转矩、转速和功率。转速和功率。3)3)磁粉制动器磁粉制动器用于增加载荷。用于增加载荷。4)4)电动机电动机用于驱动测试对象。用于驱动测试对象。5)CB20005)CB2000卡式扭矩仪及计算机卡式扭矩仪及计算机用于显示转矩、用于显示转矩、转速和功率。转速和功率。1.31.3实验测试仪器设备实验测试仪器设备1.4.1

3、1.4.1实验原理实验原理 机械效率机械效率为：为： iPP0 式中：式中：Pi输入功率；输入功率；Po输出功率；输出功率； 对于机械传动若设其传动转矩为对于机械传动若设其传动转矩为T，角速度，角速度为为，则对应的功率为：，则对应的功率为： TnTnTP30602 iinTnT00 1.41.4实验台的组成及测试原理实验台的组成及测试原理优点优点: (1): (1)实验装置简单，安装方便，价格较低；实验装置简单，安装方便，价格较低； (2)(2)对象的测试工作状况与实际工作情况一致。对象的测试工作状况与实际工作情况一致。缺点：能量消耗相对较大。缺点：能量消耗相对较大。使用范围：一般测试对象的功

4、率较小时多采用此种形式。使用范围：一般测试对象的功率较小时多采用此种形式。1.4.21.4.2实验台的组成实验台的组成 1.1.开放功率流式实验台开放功率流式实验台实验台构成实验台构成优点：电源只供给传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大优点：电源只供给传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大地减小功耗；地减小功耗；缺点：实验台的控制复杂，价格较高。缺点：实验台的控制复杂，价格较高。2.2.封闭功率流式实验台封闭功率流式实验台 JC JC型转矩转速传感器基本原理：通过弹性轴、两组磁型转矩转速传感器基本原理：通过弹性轴、两组磁电信号发生器，把被测转矩、转速转换成具有相位差的两电信号发生器，把被测转矩、

5、转速转换成具有相位差的两组交流电信号，这两组交流电信号的频率相同且与轴的转组交流电信号，这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。速成正比，而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。 3.4.3 JC3.4.3 JC型转矩转速传感器的工作原理型转矩转速传感器的工作原理1.1.转矩的测试转矩的测试MK1 tZUum sin1 )(sin02 tZUum受载前：受载前：0 ：齿轮的初始偏差角。：齿轮的初始偏差角。 tZUum sin1 )(sin2 tZUum受载后：受载后： 两个基本点齿轮间的偏转角度两个基本点齿轮间的偏转角度。 000 z zzz0KM

6、MzKz 1 两组交流电信号的频率相同且与齿轮的齿数两组交流电信号的频率相同且与齿轮的齿数和轴的转速成正比，因此可以用来测量转速。和轴的转速成正比，因此可以用来测量转速。 设转矩转速传感器信号齿轮的齿数为设转矩转速传感器信号齿轮的齿数为Z Z，每，每秒钟转矩转速传感器输出的脉冲数为秒钟转矩转速传感器输出的脉冲数为f f，则转速，则转速n n为：为： 60Z fn(r/min)(r/min)3 3传动功率的测试传动功率的测试 30nTMP (Kw(Kw) )2.2.转速的测试转速的测试4 4转矩转速传感器的机械结构转矩转速传感器的机械结构 转转 矩矩 转转 速速 传传 感感 器器放大整形放大整形

7、 检相器检相器 1MHz时钟脉冲时钟脉冲 与门与门1 与门与门2 分频分频转矩显示转矩显示转矩寄存器转矩寄存器转矩计数器转矩计数器初始值补偿回路初始值补偿回路转速显示转速显示转速寄存器转速寄存器转速计数器转速计数器 与门与门3放大整形放大整形 测 量 时 间测 量 时 间调节回路调节回路 内 外 转 速内 外 转 速信号选择信号选择 转矩控制门转矩控制门放大整形放大整形t3 t2外接转速外接转速 转速控制门转速控制门3.4.3 3.4.3 转矩转速测量仪的工作原理转矩转速测量仪的工作原理传感器信号放大整形后检相器后时钟脉冲输出与门1输出与门2控制门转矩信号波形 TKZZt1001 在在t t2

8、 2时间秒内总共经过的脉冲组数等于在此时间时间秒内总共经过的脉冲组数等于在此时间内齿轮所转过的齿数，即内齿轮所转过的齿数，即 在在t t1 1时间秒内经过的脉冲数等于时间秒内经过的脉冲数等于: :t1f0 22Zt在在t t2 2时间秒内所测得的总脉冲数为：时间秒内所测得的总脉冲数为： 1 1转矩的测量转矩的测量TCftZKNftCTZKZZtfTKCZtftCN 222)(121021002102010201由上式可见，由上式可见，N值并不随轴的转速而变化。而值并不随轴的转速而变化。而N0的值也可以设法把它补偿掉。因此，只要适当的值也可以设法把它补偿掉。因此，只要适当选择测量时间选择测量时间

9、t2，就可以使转矩积数器的计数值直，就可以使转矩积数器的计数值直接等于被测转矩接等于被测转矩T。 1 1转矩的测量转矩的测量转速的测量是将检相脉冲经转速的测量是将检相脉冲经“内、外转速信号内、外转速信号选择回路选择回路”后与后与“转速控制门转速控制门”的时间控制脉冲一的时间控制脉冲一起送到起送到“与门与门3”3”， “ “与门与门3”3”输出的脉冲直接送到输出的脉冲直接送到转速计数器中计数及显示。转速计数器中计数及显示。t3t3为进行一次转速测量为进行一次转速测量所需要的脉冲计数时间。所需要的脉冲计数时间。 3.PI-1003.PI-100转矩转速仪前面板图转矩转速仪前面板图2 2转速测量转速

10、测量磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递扭磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递扭矩的，它具有响应速度快、结构简单等优点，是一矩的，它具有响应速度快、结构简单等优点，是一种多用途、性能优越的自动控制元件。种多用途、性能优越的自动控制元件。定子定子转子转子图图3-8 磁粉制动器磁粉制动器1.1.磁粉磁粉 2.2.线圈线圈 3.3.定子定子 4.4.转子转子 5.5.轴承轴承 6.6.转轴转轴3.4.43.4.4磁粉制动器的工作原理磁粉制动器的工作原理激磁电流激磁电流转矩特性转矩特性 转速转速转矩特性转矩特性 磁粉制动器的特性磁粉制动器的特性思考题1 1）常见的机械传动装置的性能参数有哪些常见的机械传动装置的性能参数有哪些? ?2 2）机械传动装置的效率与所传递的功率大小有没有关系机械传动装置的效率与所传递的功率大小有没有关系? ?3 3）影响传动装置效率的因素有哪些影响传动装置效率的因素有哪些? ?4 4）常见的机械传动装置机械性能测试实验台有哪些构造类常见的机械传动装置机械性能测试实验台有哪些构造类型型? ?5 5）磁粉制动器具有哪些优缺点磁粉制动器具有哪些优缺点? ?6 6）为什么在测试转矩之前需要对转矩转速传感器进