齿轮传动效率测定与分析

1、试验 2 齿轮传动效率测定与分析2.1 试验目的3轮轴支承1.明白机械传动效率的测定原理,把握用扭矩仪测定传动效率的方法；测定齿轮传动的传递功率和传动效率；2.明白封闭加载原理；3.试验设备和工具2.2 1.齿轮传动效率试验台；测力计；2.数据处理与分析软件；3.运算机、打印机；4.试验原理和方法2.3 1. 齿轮传动的效率及其测定方法齿轮传动的功率缺失主要在于：1啮合面的摩擦缺失；2轮齿搅动润滑油时的油阻缺失；在轴承中和轴承内的摩擦缺失；齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比；对于采纳滚动轴承支承的齿轮传动,满负荷时计入上述缺失后,平均效率如表3.1 所示

2、；表 2.1 齿轮传动的平均效率传动类型齿轮精度等级与结构型式脂润滑,开式6、7 级,闭式8 级,闭式圆柱齿轮传动0.98 0.97 0.95 圆锥齿轮传动0.97 0.96 0.94 测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式；前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量；其优点是与实际工作情形一样,简洁易行,试验装置安装便利；缺点是动力消耗大,对于需作较长时间试验的场合（如疲惫试验）,消耗才能特别严峻；而后者采纳输出功率反馈给输入的方式,电源只供应齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率,可以大大减小功耗,因此这种试验方案采纳较多；2. 封闭式试验台

3、加载原理图 3.1 表示一个加载系统,电机功率通过联轴器 1 传到齿轮 2,带动齿轮 3 及同一轴上的齿轮 6,齿轮 6再带动齿轮 5；齿轮 5 的轴与齿轮 2 的轴之间以一只特别联轴器和加载器相联接；设齿轮齿数 z 2 z 3 , z 5 z 6,齿轮 5 的转速为 n r/min 、扭矩为 M 5 N m ,就齿轮 5 处的功率为如齿轮 2、5 的轴不作封闭联接,就电机的功率为式中 为传动系统的效率；而当封闭加载时,在 M 5 不变的情形下,齿轮 2 、 3 、 6、 5 形成的封闭系统的内力产生封闭力矩M 4 N m ,其封闭功率为该功率不需全部由电机供应,此时电机供应的功率仅为由此可见

4、,N 1 N 1,如 95 %,就封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的 1/20；图 2.1 加载系统 图 2.2 试验台结构3. 效率运算要运算效率,应先打算被试齿轮 2 处于主动仍是被动；在齿轮传动中,主动轮的转向与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相反,而从动轮的转向就与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相同；如图 3.1 所示,由电机联轴器 1 打算的方向与齿轮 2 所受扭矩方向相反,所以持论 2 为主动轮；设齿轮 2、3 间的传动效率为 2 3,齿轮 6、 5 间的传动效率为 6 5（均含支承轴承效率及搅油缺失,以便于运算）,就电机供应功率可运算如下电机力矩当设2365平均效率时,由上式可得

5、,如电机转向与图3.1 中所示的由联轴器力矩1 表示的方向相反 （本试验所采纳的试验台便是这种情形）砝码形成的负荷将保持捏合面不变；从齿轮2 的转一直判定,转向与所承担轮齿啮合力的扭矩方向相同,所以齿轮 2 即为被动轮,而齿轮3 和 5 就成为主动轮,功率流的方向变为5632；此时功率流功率N4大于传出的功率,就电机供应的摩擦功率为所以M1M412就平均效率为4. 试验台结构试验台结构如图 3.2 所示；其中电机 1 悬挂式安装,2 是重锤式测力计,3 是两套相同传动比的齿轮减速器,通过联轴器和加载器 4 组成封闭加载回路,5 是机架, 6 是电器掌握箱；如测力计的读数为 fmN ,测力矩臂长

6、为 l=195mm ,就功耗力矩为减速器采纳了螺旋槽加载机构,如图 3.3 所示；其螺旋角 11 . 14；当砝码 1 的重量 GN 经动滑轮 2施加于滑架 3 时,滑架即在滑轨 4 上移动；由于螺旋槽的作用,此时销轴 5 不动,而槽体产生旋转,带动轴6 旋转而产生加载力；加载受力情形如图砝码重量相平稳,即Q2G；分力 QMB；3.3 的上图所示；Q 为螺旋槽压在销轴上的载荷,其分力 Q 与加载就为圆周力,它乘以作用半径 r 即为作用在封闭系统内的封闭力矩图 2.3 螺旋槽加载机构当 r 21 . 5 mm 时,M B 0 . 22 G N m ；测力计的结构和作用原理见试验 12；2.4 试

7、验步骤和要求1. 脱开测力计挂钩并调零；判定电机转向应为测力杆向下回转；2. 卸去全部砝码,使加载器销轴处于轴向移动起点邻近约 23mm 处；3. 手扶测力杆,启动电机,空转一分钟；4. 将测力杆挂上测力计挂钩,读出空载下功耗力矩的力；（该力矩是与载荷无关的因素所引起的缺失,如轴承的空载阻力,密封件阻力,箱体内的搅油缺失等）；5.逐步加载到砝码重250N ,每次加载后运转510min 使趋于稳固状态,记录砝码重及测力计读数,同时注意此两数之间是否大致保持相应关系；如有明显不正常,就应查明缘由实行措施后重做一遍；数据正常就停机；6.将数据输入运算机,打印出加载力矩MB、功耗力矩Mf及传动效率诸值,并作出MfMB曲线和MB曲线图；2.5 摸索题与试验报告1. 摸索题1为什么MfMB基本为直线关系,而MB就为曲线关系？2油温对传动效率将有何影响？加载力矩的测量值介入了哪些误差？32. 试验报告基本内容1 填写完成下表内容试验 2：齿轮传动效率测定与分析试验报告同学姓名齿轮箱传动