1、試驗 2 齒輪傳動效率測定與分析2.1 試驗目的3輪軸支承1.明白機械傳動效率的測定原理,把握用扭矩儀測定傳動效率的方法；測定齒輪傳動的傳遞功率和傳動效率；2.明白封閉加載原理；3.試驗設備和工具2.2 1.齒輪傳動效率試驗臺；測力計；2.數據處理與分析軟件；3.運算機、打印機；4.試驗原理和方法2.3 1. 齒輪傳動的效率及其測定方法齒輪傳動的功率缺失主要在于：1嚙合面的摩擦缺失；2輪齒攪動潤滑油時的油阻缺失；在軸承中和軸承內的摩擦缺失；齒輪傳動的效率即指一對齒輪的從動輪（軸）輸出功率與主動輪（軸）輸入功率之比；對于采納滾動軸承支承的齒輪傳動,滿負荷時計入上述缺失后,平均效率如表3.1 所示

2、；表 2.1 齒輪傳動的平均效率傳動類型齒輪精度等級與結構型式脂潤滑,開式6、7 級,閉式8 級,閉式圓柱齒輪傳動0.98 0.97 0.95 圓錐齒輪傳動0.97 0.96 0.94 測定效率的方式主要有兩種：開放功率流式與封閉功率流式；前者借助一個加載裝置（機械制動器、電磁測功器或磁粉制動器）來消耗齒輪傳動所傳遞的能量；其優點是與實際工作情形一樣,簡潔易行,試驗裝置安裝便利；缺點是動力消耗大,對于需作較長時間試驗的場合（如疲憊試驗）,消耗才能特別嚴峻；而后者采納輸出功率反饋給輸入的方式,電源只供應齒輪傳動中摩擦阻力所消耗的功率,可以大大減小功耗,因此這種試驗方案采納較多；2. 封閉式試驗臺

3、加載原理圖 3.1 表示一個加載系統,電機功率通過聯軸器 1 傳到齒輪 2,帶動齒輪 3 及同一軸上的齒輪 6,齒輪 6再帶動齒輪 5；齒輪 5 的軸與齒輪 2 的軸之間以一只特別聯軸器和加載器相聯接；設齒輪齒數 z 2 z 3 , z 5 z 6,齒輪 5 的轉速為 n r/min 、扭矩為 M 5 N m ,就齒輪 5 處的功率為如齒輪 2、5 的軸不作封閉聯接,就電機的功率為式中 為傳動系統的效率；而當封閉加載時,在 M 5 不變的情形下,齒輪 2 、 3 、 6、 5 形成的封閉系統的內力產生封閉力矩M 4 N m ,其封閉功率為該功率不需全部由電機供應,此時電機供應的功率僅為由此可見

4、,N 1 N 1,如 95 %,就封閉式加載的功率消耗僅為開放式加載功率的 1/20；圖 2.1 加載系統 圖 2.2 試驗臺結構3. 效率運算要運算效率,應先打算被試齒輪 2 處于主動仍是被動；在齒輪傳動中,主動輪的轉向與輪齒嚙合作用力形成的扭矩方向相反,而從動輪的轉向就與輪齒嚙合作用力形成的扭矩方向相同；如圖 3.1 所示,由電機聯軸器 1 打算的方向與齒輪 2 所受扭矩方向相反,所以持論 2 為主動輪；設齒輪 2、3 間的傳動效率為 2 3,齒輪 6、 5 間的傳動效率為 6 5（均含支承軸承效率及攪油缺失,以便于運算）,就電機供應功率可運算如下電機力矩當設2365平均效率時,由上式可得

5、,如電機轉向與圖3.1 中所示的由聯軸器力矩1 表示的方向相反 （本試驗所采納的試驗臺便是這種情形）砝碼形成的負荷將保持捏合面不變；從齒輪2 的轉一直判定,轉向與所承擔輪齒嚙合力的扭矩方向相同,所以齒輪 2 即為被動輪,而齒輪3 和 5 就成為主動輪,功率流的方向變為5632；此時功率流功率N4大于傳出的功率,就電機供應的摩擦功率為所以M1M412就平均效率為4. 試驗臺結構試驗臺結構如圖 3.2 所示；其中電機 1 懸掛式安裝,2 是重錘式測力計,3 是兩套相同傳動比的齒輪減速器,通過聯軸器和加載器 4 組成封閉加載回路,5 是機架, 6 是電器掌握箱；如測力計的讀數為 fmN ,測力矩臂長

6、為 l=195mm ,就功耗力矩為減速器采納了螺旋槽加載機構,如圖 3.3 所示；其螺旋角 11 . 14；當砝碼 1 的重量 GN 經動滑輪 2施加于滑架 3 時,滑架即在滑軌 4 上移動；由于螺旋槽的作用,此時銷軸 5 不動,而槽體產生旋轉,帶動軸6 旋轉而產生加載力；加載受力情形如圖砝碼重量相平穩,即Q2G；分力 QMB；3.3 的上圖所示；Q 為螺旋槽壓在銷軸上的載荷,其分力 Q 與加載就為圓周力,它乘以作用半徑 r 即為作用在封閉系統內的封閉力矩圖 2.3 螺旋槽加載機構當 r 21 . 5 mm 時,M B 0 . 22 G N m ；測力計的結構和作用原理見試驗 12；2.4 試

7、驗步驟和要求1. 脫開測力計掛鉤并調零；判定電機轉向應為測力桿向下回轉；2. 卸去全部砝碼,使加載器銷軸處于軸向移動起點鄰近約 23mm 處；3. 手扶測力桿,啟動電機,空轉一分鐘；4. 將測力桿掛上測力計掛鉤,讀出空載下功耗力矩的力；（該力矩是與載荷無關的因素所引起的缺失,如軸承的空載阻力,密封件阻力,箱體內的攪油缺失等）；5.逐步加載到砝碼重250N ,每次加載后運轉510min 使趨于穩固狀態,記錄砝碼重及測力計讀數,同時注意此兩數之間是否大致保持相應關系；如有明顯不正常,就應查明緣由實行措施后重做一遍；數據正常就停機；6.將數據輸入運算機,打印出加載力矩MB、功耗力矩Mf及傳動效率諸值,并作出MfMB曲線和MB曲線圖；2.5 摸索題與試驗報告1. 摸索題1為什么MfMB基本為直線關系,而MB就為曲線關系？2油溫對傳動效率將有何影響？加載力矩的測量值介入了哪些誤差？32. 試驗報告基本內容1 填寫完成下表內容試驗 2：齒輪傳動效率測定與分析試驗報告同學姓名齒輪箱傳動