齿轮传动效率测定与分析

实验三带传动及齿轮传动效率实验一、实验目的1、观察带传动弹性滑动与打滑现象；2、了解带的初拉力、带速等参数的改变对带传动能力的影响；3、掌握摆动式电机的转矩、扭矩、转速差及带传动效率的基本测量方法。

4、了解封闭功率流式齿轮试验台的基本原理、特点及测定齿轮传动效率的方法。

5、通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。

二、实验内容1、测定不同初拉力下实验带的弹性滑动曲线（ε-F曲线）和效率曲线（η-F曲线）。

2、测定齿轮传动效率，输出T1-T9关系曲线及η-T9曲线。

其中：T1为轮系输入扭矩（即电机输出扭矩）；T9为封闭扭矩（即载荷扭矩）；η为齿轮传动效率。

三、实验仪器DCSⅡ型带传动测试系统CLS－II型齿轮传动效率测试系统四、实验原理1、带传动测试系统原理（1）调速和加载主动电机的直流电源由可控硅整流装置供给，转动电位器可改变可控硅控制角，提供给主动电机电枢不同的端电压，以实现无级调节电机转速。

本实验台中设计了粗调和细调两个电位器。

可精确的调节主动电机的转速值。

加载是通过改变发电机激磁电压实现的。

逐个按动实验台操作面上的“加载”按扭（即逐个并上发电机负载电阻），使发电机激磁电压加大，电枢电流增大，随之电磁转矩增大。

由于电动机与发电机产生相反的电磁转矩，发电机的电磁转矩对电动机而言，即为负载转矩。

所以改变发电机的激磁电压，也就实现了负载的改变。

本实验台由两台直流电机组成，左边一台是直流电动机，产生主动转矩，通过皮带，带动右边的直流发电机。

直流发电机的输出电压通过面板的“加载”按键控制电子开关，逐级接通并联的负载电阻（采用电烙铁的内芯电阻），使发电机的输出功率逐级增加，也即改变了皮带传送的功率大小，使主动直流电动机的负载功率逐级增加。

图1直流发电机加载示意图（2）转速测量两台电机的转速，分别由安装在实验台两电机带轮背后环形槽中的红外交电传感器上测出。

带轮上开有光栅槽，由光电传感器将其角位移信号转换为电脉冲输入单片计算机中计数，计算得到两电机的动态转速值，并由实验台上的LED 显示器显示上来也可通过微机接口送往PC机进一步处理。

齿轮实验报告解析【齿轮实验报告解析】1. 引言在机械工程领域中，齿轮是一种常见且重要的传动装置。

通过齿轮的相互啮合，可以实现不同轴之间的传动，并且具有传递力矩和改变转速的功能。

为了进一步理解齿轮的性能和特性，本报告将对一次齿轮实验进行深入解析，并讨论实验结果。

2. 实验目的本次齿轮实验的目的是研究不同齿轮的啮合传动特性，包括传动效率、噪声和磨损等方面。

通过实验可以验证齿轮传动理论，并对齿轮的设计和应用提供参考。

3. 实验设备和方法实验采用了一台齿轮传动试验台，其中包含不同规格和齿数的齿轮组件。

实验过程中，我们通过调整齿轮的接触角度、齿数比例等参数，记录并比较每种情况下的实验数据。

4. 实验结果分析4.1 传动效率实验中我们测量了不同齿轮传动装置在不同转速和负载下的传动效率。

结果显示，在合理的负载范围内，齿轮传动的效率大致保持在80-95%之间。

这表明齿轮传动具有较高的能量转换效率，可用于许多机械系统中。

4.2 噪声和振动我们通过声音传感器和加速度计等设备测量了齿轮传动过程中的噪声和振动情况。

实验结果表明，齿轮传动在高负载和高转速下会产生较大的噪声和振动。

这主要是由于齿轮啮合时的冲击和摩擦所导致的。

在实际应用中，需要采取相应措施控制齿轮传动的噪声和振动。

4.3 磨损和寿命实验中，我们对齿轮传动装置进行了一定的寿命测试，并观察了齿轮表面的磨损情况。

结果显示，在合理的使用和保养下，齿轮传动具有较长的使用寿命。

然而，在高负载和长时间使用情况下，齿轮表面可能会出现一定的磨损。

在实际应用中，需要根据具体情况定期进行齿轮的检查和维护。

5. 观点和总结齿轮实验的结果表明，齿轮传动作为一种常见的传动装置，在许多机械领域中具有广泛的应用前景。

传动效率高、结构紧凑、寿命长等特点使其成为许多机械系统中的理想选择。

然而，齿轮传动也存在噪声、振动和磨损等问题，需要在设计和应用过程中加以考虑和解决。

需要指出的是，齿轮设计和制造是一门综合性的学科，除了了解传动理论外，还需要掌握材料科学、热处理技术和精密加工等知识。

试分析齿轮传动效率的相关影响因素进行齿轮设计和制造中，必须保证齿轮工作的效率，否则在竞争中没有竞争力，达不到销售和占有市场的目的。

进行齿轮设计和加工中传动效率都是一个非常重要的指标，下面结合齿轮传动效率的计算公式，对齿轮设计中的润滑油、参数值、齿轮参数进行分析，在此基础上，输入相关数值对其进行加载验证，总结出影响齿轮传动效率的具体因素，同时制定出以后的控制策略，希望给有关人士一些借鉴。

标签：齿轮传动；工作效率；影响因素在工业领域齿轮是非常重要的元件，在各种机械设备中都得到了应用，企业在生产和设计中，必须对齿轮传动效率进行研究，当齿轮的传动效率较高时，在市场中占据优势，如果齿轮的传动效率低，不仅在市场中没有竞争力，而且也影响企业的发展，因此企业领导必须重视这方面的研究，投入一定的人力物力进行深入研究，对其设计、参数选定进行优化，下面就进行深入的分析。

1 对齿轮传动效率的分析在机械传功中齿轮传动是比较典型的传动方式，对于机械产品而言，这种传动装置也是非常重要的零部件，设计这种齿轮时通常会按照规定的标准进行，齿轮设计和加工比较符合使用寿命，达到理想的强度，但是在实际应用中，不仅要满足上述两点要求，还必须提高传动效率，因此就必须对影响传动效率的因素进行分析，做好传动效率设计参数的选择。

从当前的资料分析，在这方面的研究很少，因此可以借鉴的地方不多，在研究中必须进行加载试验，通过得到的数据进行统计分析，总结参数变化对传动效率产生的影响，进而在进行传统系统设计中，对各项参数予以优化，达到理想的设计效果[1]。

2 分析齿轮传动效率的相关影响因素在研究齿轮传动效率时必须先分析当前工业方面常用的齿轮情况，先分析使用的齿轮箱情况，齿轮箱也被称之为传动装置，工作方式属于硬齿面减速，具体参数如下：工作状态下的油温在30℃-70℃范围，传动比在1.25-500范围，除此之外，其输入转速在1000-1800|Ipm[2]范围。

1实验二 齿轮传动效率测试实验指导书一．实验目的一．实验目的1．了解机械传动效率测试的意义，内容和方法。

．了解机械传动效率测试的意义，内容和方法。

2．了解封闭功率流式齿轮试验台的基本结构、特点及测定齿轮传动效率的方法。

法。

3．通过改变载荷，测出不同载荷下的传动效率和功率。

输出 — 关系曲线及η— 曲线。

其中 为轮系输入扭矩为轮系输入扭矩((即电机输出扭矩即电机输出扭矩))， 为封闭扭矩(也即载荷扭矩也即载荷扭矩 ) )，η为齿轮传动效率。

为齿轮传动效率。

二．实验原理二．实验原理齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台齿轮试验台为小型台式封闭功率流式齿轮试验台,,采用悬挂式齿轮箱不停机加载方式加载方式,,加载方便、操作简单安全、耗能少。

在数据处理方面加载方便、操作简单安全、耗能少。

在数据处理方面,,既可直接用抄录数据手工计算方法数据手工计算方法,,也可以和计算机接口组成具有数据采集处理也可以和计算机接口组成具有数据采集处理,,结果曲线显示结果曲线显示,,信息储存、打印输出等多种功能的自动化处理系统。

该系统具有重量轻、信息储存、打印输出等多种功能的自动化处理系统。

该系统具有重量轻、机电一机电一体化相结合等特点。

体化相结合等特点。

1.1.实验系统组成实验系统组成实验系统组成图 1 实验系统框图实验系统框图实验系统框图 2.2.实验台结构实验台结构实验台结构试验台的结构示意图如图2所示，由定轴齿轮副、悬挂齿轮箱、扭力轴、双万向连轴器等组成一个封闭机械系统。

万向连轴器等组成一个封闭机械系统。

图 2齿轮实验台结构简图齿轮实验台结构简图1.1.悬挂电机悬挂电机悬挂电机 2 . 2 .转矩传感器转矩传感器 3. 3.浮动连轴器浮动连轴器 4. 4.霍耳传感器霍耳传感器 5. 5.定轴齿轮副定轴齿轮副 6.6.刚性连轴器刚性连轴器刚性连轴器 7. 7.悬挂齿轮箱悬挂齿轮箱 8. 8.砝码砝码 9. 9.悬挂齿轮副悬挂齿轮副 10. 10.扭力轴扭力轴 11. 11.万向连轴器连轴器 12. 12.永久磁钢永久磁钢电机采用外壳悬挂结构，通过浮动连轴器和齿轮相连电机采用外壳悬挂结构，通过浮动连轴器和齿轮相连,,与电机悬臂相连的转矩传感器把电机转矩信号送入实验台电测箱，在数码显示器上直接读出。

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,齿轮固连于刚性轴A 的两端,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, 其结构见图4.封闭力矩的施加通过手轮7和螺旋槽加载器5获取. 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 β=斜槽螺旋角=15;r=d/2=16mm 螺旋槽套1的半径由图知 βtg F R =则所施加的封闭力矩为).(1000mm N tg rF T B ⋅⨯=βF 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:).(10008.91m N T L T ⨯⨯=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;3．效率的测定先判明齿轮的主动、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 d c b →→→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P 1 ,完全消耗于克服封闭系统的摩擦损耗,即P 1=P 5; 2取两对齿轮的效率ηηηη,==--d c b a 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 :B i P P = ---封闭功率对于齿轮:或dc Bc T T -=η对于齿轮:a d c B a c ab b a T T T T T T --===∴ηη或dc b a Ba T T --=ηη 由于封闭功率的始端与末端的功率之差即为该系统的摩擦损耗,也就是电动机的输出功率P 1,因此从平衡电机可直接测出输出扭矩T 1,则：或1T T T B Bd c b a +=--ηη 则平均效率为1T T T B Bd c b a +==--ηηη 当齿轮d 为主动时,功率流反向,变为a b c d →→→,齿轮a 为功率流的末端,b a T T =,此时,封闭功率大于传出功率,则电机供给的摩擦功率为：或)1(21η-=B T T 则BB T T T 1-=η 由效率公式看出,只要能实际测出电机的输出扭矩及施加的封闭力矩即能测定该封闭传动装置的效率;三实验步骤：1、开启电源前先用手检查齿轮传动是否轻松,力矩输出电位器是否在原始位置;2、开启电源,指示灯亮,检查数码管是否是在“0000”位置;3、顺时针缓慢调节调速旋扭,使齿轮转速达到一适当值;一般小于1000 rpm ;4、记录第一组T 1、T B 值,T 1、T B 值通过控制箱显示面板按扭得到;5、反时针转动加载手轮7一次,施加封闭力矩后,记录第二组T 1、T B 值;6、重复转动手轮,再记录第三组,第四组….第十组T 1、T B 值,施加封闭力矩m ax B T 不宜过大,以免负荷过重损坏元件,一般m ax B T ＝7、顺时针转动手轮卸去载荷,使转矩T B 显示码处在最小位置; 8、降低转速至齿轮停止转动,转速显示码处在“0000”值; 9、关闭电源; 10.根据1+=B BT T η即可绘制出该齿轮传动的效率曲线. 11、如果时间有余,选做下列两种情况下的一种,并绘制曲线; 1、保持一定转速n 基本一致改变T B ,可绘制效率曲线T B --η曲线;2、在一定的T B 情况下,从低速到高速约300rpm —1100rpm 改变n,可绘制n-η曲 线;四注意事项1、 由于齿轮传动敞开,务必注意安全,当心衣帽发辨轧入齿轮;2、 调节转速时,必须缓慢进行,逐渐提高转速,以免形成冲进损坏传动元件及传感器;3、试验完后,须先卸载后停止转动;。

传动效率实验一、实验目的：1.把握开式功率流实验台测试齿轮传动效率的方法；2.了解开式功率流实验台的构造、传感器工作原理以及加载器的加载方法；3.了解齿轮传动工作载荷、转速对其效率的阻碍；4.了解振动、噪声和温度的测量方法，以及齿轮传动工作载荷、转速对其的阻碍。

二、实验内容：1．测定齿轮传动的效率并绘制效率曲线；2．测定齿轮传动时的振动、噪声和轴承的温升。

三、实验仪器、设备简介：实验台一：名称线路或示图中符号型号与规格数量实验室编号备注三相交流整流子电动机1型号JZS251—1转速470～14 rpm功率1～31转矩转速传感器2ZJ型额定转矩100N·m转速范畴0～4000 rpm1摆线针轮减速机3型号BW15 速比1:11功率750W1转矩转速传感器4ZJ型额定转矩1000N·m转速范畴0～4000 rpm1磁粉制动器5型号CZ—201实验台二:效率仪6 MTEM－1 1可调直流稳压、稳流电源5,型号DF1701SB/SC输出电压32V 输出电流3A1便携式红外温度计WFHX－68 1声级计HS5660A 1四、实验用详细线路图或其他示意图：图1实验台一简图图2实验台二简图图3转矩传感器工作原理图图4磁粉制动器工作原理示意图五、实验有关原理及原始运算数据，所应用的公式1．实验台的组成实验台一简图如图1 所示, 三相交流整流子电动机1 通过转矩转速传感器2与摆线针轮减速机3的输入轴相连,减速器3的输出轴再通过转矩转速传感器4与磁粉制动器5相连。

转矩转速传感器(2,4)与转矩转速测量仪5 '相配套。

实验台二由电磁调速电动机1通过转矩转速传感器2与三减速器3的输入轴相连, 减速器3的输出轴再通过转矩转速传感器4与磁粉制动器5相连。

转矩转速传感器(2,4)与效率仪6相连。

2. 实验原理交流整流子电动机(或电磁调速电动机)作为运动和动力的输入部分,其转速能够在一定范畴内调整：磁粉制动器作为加载器, 由稳流电源改变激磁电流大小,以获得不同的负载力矩：输入输出的转矩转速可由转矩转速传感器通过转矩转速仪(或效率仪)测得：如此就能够测出不同工况下齿轮箱的传动效率。

实验五齿轮传动效率实验一、实验目的1 了解齿轮传动实验台的基本原理及其结构，绘制实验台结构示意图；2 了解并掌握测定齿轮传动效率的方法。

二、实验设备及工作原理1 实验台的结构及组成齿轮传动实验台结构见图5-1。

图中实验台由主机和控制箱两部分组成，主机由两台异步电动机D1、D2，齿轮箱2，光电数字测速盘3，输出转矩测量器4，连轴器5及底座组成。

D1为主动电动机，D2为负载电动机。

图5-1 齿轮传动实验台结构两只电动机分别由一对滚动轴承悬架支撑，并且电动机机壳未被固定，可绕电动机转子轴自由转动，在两台电动机的机壳顶部装有计量秤，秤杆上装有游码和嵌有水平泡的平衡砣，电机底部装有平衡配重块，其目的是为了便于测定两台电动机输出的工作转距。

两台电动机的尾部装有光电式数字测速盘，测速盘上刻有60条沿圆周方向均匀分布的槽，两侧分别装有红外发光管及光敏三极管。

作为直射式红外光电传感器，测速盘每旋转一周，发出60个脉冲信号给计数器，计数器每一秒采样一次来读取计数，分别显示于控制箱上的转速表上，便于实验人员记录。

控制箱上（图5-2）分别装有两台电机输入电压的调压器B1、B2，以及电压表V1、V2，电流表A1、A2，转速表N1、N2、及启动、停止按钮.(注：下标为1的均为主动电机1的相关数据及控制，下标为2的均为从动电机2的相关数据及控制。

具体数据在实验时按控制箱实际标志而定。

)2 实验台基本工作原理两台同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联接入电网，他们的电气参数一致。

实验台在设计时已令两台电动机的转向相反，齿轮箱内与主动电动机连接的主动齿轮Z1的齿数大于与从动电机连接的从动齿轮Z2的齿数。

这样当主动电动机工作在其同步转速n1时，从动电机的转速n2因为主动齿轮的齿数Z1大于从动齿轮齿数Z2，而使从动电动机D2的转数n2大于主动电动机D1的同步转数n1，由于两台异步电动机的型号是一样的，所以它们的同步转速是一样的，因此，当n2>n1时(此时n1为两台电动机的同步转速)，从动电动机的实际转速n2是大于其自身的同步转数n1的，从而使从动电动机D2必然产生一个反向输入力矩，从而实现给电动机D1的加载。

SG-JX51齿轮传动效率测试分析实验台
一、简介：
齿轮传动效率测试分析实验台齿轮传动部件构成的减速器传动系统是机械设计的主要内容，因此对不同类型的齿轮减速器传动系统（包括联轴节）的动态了解将使学生对减速器的设计有更加深刻的认识，以提高学生的综合设计能力，同时煅练学生的动手能力。

二、技术参数：
直流调速电机（1台）：600W，调速范围0-1500rpm
圆柱齿轮传动（1台）:速比：6.26或0.16
蜗轮副传动（1台）：速比：1：10
摆线针轮传动（1台）：速比：1：9
称重传感器（2个）：5Kg,20Kg
旋转编码器（2个）：1000脉冲
磁粉制动器（1台）：最大制动扭矩25Nm
实验台外形尺寸：1000x600x750
三、性能特点：
1、齿轮传动效率测试分析实验台采用模块化设计，是一个开放式的测试平台，整个系统分为独立的三个模块：动力输入模块（原动件）、测试模块（被测件）、加载模块，测试模块可变换，随机包含圆柱齿轮模块，蜗轮蜗杆模块，摆线针轮模块，还可根据需要自己设计添加，动力输入模块和加载模块安装位置可根据被测件进行灵活安装调整。

2、本实验台电测系统可以检测齿轮传动的输入输出转速，输入输出扭矩，不同载荷不同转速下的传动效率，系统测试软件可实时检测各参数并以动态曲线的形式显示，方便直观。

3K型行星齿轮传动的啮合效率分析行星齿轮传动的啮合效率与诸多因素相关，包括齿轮几何参数、齿轮材料、润滑方式、工作条件等。

本文将从这些方面进行分析，以揭示3K 型行星齿轮传动的啮合效率问题。

首先，齿轮的几何参数对啮合效率有着重要影响。

包括齿数、模数、压力角等。

一般情况下，齿数越多，啮合面积越大，啮合效率越高。

模数的选择应根据载荷、传动比等综合考虑，过小的模数会导致齿轮细小，削弱了承载能力，而过大的模数会加大摩擦损失。

压力角的选择也很重要，通常情况下，压力角越小，啮合效率越高。

因此，在设计3K型行星齿轮传动时，要合理选择齿轮的几何参数，以提高啮合效率。

其次，齿轮材料也对啮合效率起着重要影响。

齿轮材料应具有一定的强度和硬度，以承受传动时的载荷和摩擦。

常用的齿轮材料有铸钢、合金钢等。

在制造过程中，要确保齿面粗糙度符合要求，以减小摩擦损失。

同时，齿轮的润滑方式也是影响啮合效率的关键因素。

传统的润滑方式有干润滑和液体润滑，近年来还出现了固体润滑和润滑脂等新型润滑方式。

不同的润滑方式对于齿轮传动的摩擦补偿效果不同，从而对啮合效率产生差异。

最后，工作条件也对啮合效率有影响。

温度、转速、负载等工作条件是影响啮合效率的重要因素。

高温会降低齿轮材料的硬度和强度，增加摩擦损失；高转速会增加齿轮的惯性力和离心力，提高传动损耗；大负载会导致齿轮承受较大应力，加大摩擦损失等。

因此，在实际应用中，要根据工作条件进行合理选择和设计，以提高3K型行星齿轮传动的啮合效率。

综上所述，3K型行星齿轮传动的啮合效率受很多因素影响。

在设计和应用中，需综合考虑齿轮的几何参数、材料、润滑方式和工作条件等因素，以提高啮合效率。

只有充分了解和优化这些影响因素，才能实现3K 型行星齿轮传动的高效率工作。