实验名称实验3 齿轮传动测试实验
课程名称机械设计实验时间实验地点F302
组号同组人成绩
一、实验目的：
1.圆柱齿轮减速器传动效率测试。

二、仪器设备：
THMCY-2型齿轮与蜗杆传动效率综合分析实验装置
本装置主要由实验台、圆柱齿轮减速器(速比为5)、直流调速电机、磁粉制动器及一些实验所需的仪器仪表等组成。

使学生掌握齿轮传动主要性能参数的测试方法。

实验台的主要技术参数
1. 输入电源：单相三线 AC220V±10% 50Hz
2. 实训台外形尺寸：750mm×600mm×1160mm
3. 圆柱齿轮减速器 1台
4. 直流调速电机1台：额定功率 355W，调速范围 0～1500r/min
5. 直流调速器1个：PWM脉宽调速，为直流电机提供可调电源
6. 恒流源1路：输出电流0～0.8A，为磁粉制动器提供工作电流
7. 磁粉制动器1台：额定转矩50N·m
三、实验原理简要：(请自行节选)
(一)实验台电源仪表控制部分操作说明
本实验台由电源仪表控制部分和机械部分两部分组成。

电源仪表控制部分包括电源总开关（即漏电保护器）、电源指示灯、一只数显转速表、一只数显激磁电流表、激磁电流调节旋钮和电机调速部分。

1. 实验前先将实验台左后侧的单相电源线插头与实验室内电源接通。

2. 实验台面板左侧的漏电保护器是整个实验台的电源总开关，打开后，红色指示灯亮，两只数显仪表可以正常显示。

3. 磁粉制动器加载电流的调节，是通过实验台面板上磁粉制动器方格内的“激磁电流调节”旋钮来调节。

旋钮慢慢的顺时针旋转，激磁电流数显表的数值会增大，磁粉制动器的加载电流增大，即减速器输出轴的负载转矩增大，实现了减速器传动负载的变化。

4. 实验台面板右边是电机调速部分，控制直流电机的转动，由“调速开关”和“电机调速”电位器组成。

按下红色“调速开关”按钮，指示灯亮，顺时针旋转“电机调速”电位器，电机会带动减速器旋转。

(二)实验台的结构特点
1. 机械结构
本实验台的机械部分，主要由直流电机、减速器、磁粉制动器组成。

直流电机作为输入功率的动力装置，磁粉制动器则作为输出功率的加载装置。

对直流电机，由直流调速器供给电动机电枢以不同的电压实现无级调速。

直流电机可在两电机的机座上旋转，（由于定子与转子间磁场的相互左右，电动机的外壳（定子）将朝转子回转的反向反转。

）通过与摆动臂、压力传感器一起组成可测试电机转矩的装置。

改变输入磁粉制动器激磁电流的大小，即可准确预定电机的转矩。

磁粉制动器，有1路恒流源通过调节磁粉制动器输入电流的大小，来调节磁粉制动器的转矩，改变输入磁粉制动器激磁电流的大小，即可准确预定磁粉制动器的转矩。

采用直流调速电路和光电测速电路，对电机进行转速控制，并以数字仪表显示。

可无级控制电机负载大小，能直观的观察到电机的功率变化。

2. 结构装置
将减速器（圆柱齿轮减速器）的输入轴，通过联轴器与电机的输出轴相连，输出轴，通过联轴器与磁粉制动器的输入轴相连。

3. 加载
实验过程中减速器负载的改变是通过改变磁粉制动器输入激磁电流的大小来实现加载的。

4. 转速
由于本实验装置原理的原因，必须测出直流电机的转速，通过减速器上名牌上标识的速比，可以计算出磁粉制动器的输入转速。

本实验台上电机的转速通过光电式转速传感器测量，由面板上数显转速表显示。

5. 激磁电流
激磁电流主要有1路恒流源提供，通过改变供给磁粉制动器电流的大小，来实现磁粉制动器的加载，激磁电流的大小可由面板上数显激磁电流表显示。

(三)实验参数计算
1. 电机的输出功率可由输出的转矩及转速值计算得到，计算公式为： P=T*n/9550，T=F*L
式中：P--输出功率（kW），T--转矩值（N·m），n--转速值（r/min）,F--压力传感器值（N），L--电机中心到压力传感器垂直距离值（力臂）为0.112m（m）。

2. 磁粉制动器的输入功率可由输入的转矩及转速值计算得到，计算公式为： P=T*n/9550，T=F*L 式中：P--输入功率（kW），T--转矩值（N·m），n--转速值（r/min）,F--压力传感器值（N），L—磁粉制动器中心到压力传感器垂直距离值（力臂）为0.112m（m）。

其中转速值是通过电机的转速和减速器的减速比计算得出。

3. 减速器的传动效率η：η=P2/P1=T2n2/T1n1*100% ，式中：P1为直流电机的输出功率，P2 为磁粉制动器的输出功率，T1为直流电机的转矩，T2为磁粉制动器的转矩。

其中直流电机的转矩T1通过电脑采集的压力传感器值和力臂计算出，磁粉制动器的转矩T2通过电脑采集的压力传感器值和力臂计算出。

4. 减速器的传动效率
改变激磁电流的大小即负载，其T1、T2、n1、n2也会随之改变，这样可以计算出不同的效率η值，以T2为横坐标，以η为纵坐标，可以绘制出效率曲线。

四、实验过程和步骤：
1. 打开电源开关前，应先将“电机调速”和“激磁电流调节”电位器逆时针轻旋转到底，电机调速开关应是弹起状态，避免打开电源时电动机突然启动。

2. 顺时针轻调“电机调速”电位器旋钮，电动机启动，逐渐增速，最终将转速稳定在1000 r/min左右。

3. 顺时针旋动“激磁电流调节”旋钮，激磁电流数显表值变大，应把激磁电流的值调整为一致时，绘制传动效率曲线。

4. 重复第3步，每调节一次激磁电流，记录一次数据，依次记录多个数据，并绘制曲线。

5. 关闭电源：先将电机转速调至零，再关闭电源。

避免以后的使用者因误操作而使电动机突然启动，损坏传感器，以及发生危险。

注意事项
1. 打开电源前要检查是否空载启动，电机外壳上的摆动臂是否距离压力传感较近，以防止启动力矩
较大而引起压力传感器突然过载，损坏传感器，及发生意外事故。

2. 实验前应检查主动电机在支座上旋转灵活。

3. 关闭电源前要卸掉全部负载。

4. 实验台要保持清洁。

如不清洁，可用汽油或酒精清洗，再用干抹布擦干。

5. 实验铸件平台要经常维护，喷防锈油，防止生锈。

五、数据记录与处理：
齿轮传动效率实验结果：蜗杆传动效率实验结果：图片4 图片1
图片5 图片2
表格6 表格3
六、实验结论分析与讨论：
1.影响圆柱齿轮减速器效率的因素有哪些？
七、指导教师评语：
教师签名：
日期：。