实验四 齿轮传动效率实验
一、实验目的及要求
1、了解实验台的基本原理及其结构，画实验台结构示意图。
2、测定齿轮传动的效率，掌握测试方法。
二、实验设备及工作原理
1、实验设备
实验台由主机和控制箱两部分组成（图1），主机采用两台三箱异步电动机，一台作为主动电机，一台作为负载电机，齿轮箱安装于两电机之间。
图1
两电机分别安装在平衡支承上，它可绕自身的轴线自由摆动，为测得平衡力矩，电机顶部装有称杆，电机底面装有可调配重平衡块，称杆上装有镶嵌水准泡的平衡砣。
两电机尾装有测速盘，测速盘开有60条细缝，两侧分别装有红外发光管和光敏三极管。作为直射式红处光电传感器，测速盘每转一周给出60个肪冲信号，用于计数器取样1秒直接计数，自动重复数字显示两电机轴的转速（rpm）。
控制箱面板上装有电流表和电压表，电流表用于监视电机的负荷，电压表用于显示电压大小。面板上装有断电按钮和通电按钮，按下通电按钮，表示电机控制回路已接通。此时若调节调压器以供给电机电压。电机即可起动运行。控制台上安有两只调压器，是为了使转速恒定，以便测定一定转速下不同载荷下的传动效率。
2、工作原理
两台同型号的异步电机分别通过三相调压器并接于电网，设计时使两台电机的转向相反，且使齿轮箱主动齿轮的齿数大于从动齿轮的齿数。这样，当运行时电机1的转速低于同步转速，处于电动机运行状态，它所产生的电磁转矩与电机转子的转向相同，它将电能转换成机械能，同时通过齿轮传动迫使电机2高于同步转速运行，电机2所产生的电磁转矩与电机转子转向相反，成为制动转矩。此时，电机2已进入发电机状态运行，将由齿轮传动输入的机械能转换成电能而送入电网。这样不仅实现了对齿轮传动的且大大节省了试验所需的电能。
三、齿轮传动效率测定
单纯的齿轮副效率测定比较复杂，这里的齿轮效率是指齿轮传动效率。它包括啮合效率、轴承效率以及搅油效率等。
通常，效率是根据输出功率和输入功率之比来确定的，本实验采用测量转速的方法确定功率的大小，因而效率可表达为：
η=
=
=
=
式中：
、
分别为输入转矩和输出转矩。
=L1×W1+a1×W
=L2×W2+a2×W
L1、L2——称盘悬挂点离过电机轴线的垂线之距离；
W1、W2——所加砝码重；
a1、a2——称杆上游砣位置
W——游砣重
μ——齿数比
四、实验步骤
1、准备
（1）观察了解试验台主要结构、工作原理和操作方法。
（2）调零，将称杆上游砣放零点处，调节器配重或微调平衡游砣，使电机平衡。
（3）将调压指针调至零位。
（4）插上各插座，并检查接头是否牢靠。
2、按下通电按钮，转动调压B1旋钮，启动电机1，确认转向如联轴器1所示方向后调B1指针回零，再调B2启动电机2，确认转向如联轴器2上箭头所示方向后使B2指针回零。
3、调B1，启动电机1，使电机转速n1=915rpm，测空载下转矩和转速。
4、缓慢转动调压器B2旋钮，逐级加载，每加一次，同时加B1，使电机1的转速恒定，然后平衡称杆，测定并记录转矩转速。（加载操作不应超过电机额定电流值和电压值）。
5、使用完毕，将调压器缓慢转至零位后切断电源，卸去砝码。
6、整理数据，写出实验报告。
五、思考题
1、输出转速M2=0时的损失，意味着什么？
2、试分析影响传动效率的因素和提高效率的措施。