[实用新型]封闭电流式开放功率型齿轮传动实验台

说明书

本实用新型属于机械设计实验设备技术领域，具体是指封闭电流式开放功率型齿轮传动实验台。

在齿轮传动的教学和研究中，目前普遍使用的齿轮传动实验台有两种类型：

一种是磁粉离合器加载封闭功率流齿轮实验台。它采用内加载原理，用磁粉离合器作加载器，结构简单，具有机电一体化之优点。但是计算齿轮效率值时，必须先判断封闭回路中功率流的方向，然后分别选定设计规定的不同的计算公式计算齿轮传动效率η，因此计算方法麻烦。又因为主机部分与控制部分分开，不但占地面积大，而且操作也不方便。

另一种是开放功率流齿轮传动实验台。这类实验台的主要优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便，但是动力消耗较大，且对仪表的精度、灵敏度要求较高。

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处，提供一种适合教学和研究用的，结构简单，操作测试、计算方便，演示直观的封闭电流式开放功率型齿轮传动实验台，它不但可以测试齿轮传动效率，而且还可测试不同齿轮材料性能对比和不同润滑剂性能对比。

本实用新型的封闭电流式开放功率型齿轮传动实验台，其特征在于，它是由安装成一整体的主机机械和控制系统两部分组成：

主机机械部分是由两台平衡电机、一台齿轮增速器、两套测速装置和两套测力矩装置构成，两台平衡电机为相同型号的异步电动机，一台作负载电机，另一台作主动电机，齿轮增速器为一对斜齿圆柱齿轮，测速装置包括一个测速齿轮，磁电传感器及支承架、转速显示仪，测力矩装置包括测力臂、压力杆、压力套及测力器等，平衡电机与齿轮增速器通过联轴器相联接；

控制系统部分主要是由完成主动电机和负载电机在0～450V范围内无级调压的三相调压器，与主动电机和负载电机相接、分别控制启动和加载过程的三相开关，交流接触器，电压表，电流表等所组成；

主机机械与控制系统的相互联接关系为两台相同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联于电路中，并通过联轴器与齿轮增速器相联接，增速齿轮的轴伸上分别安装一个测速齿轮，通过支承使磁电传感器的芯轴对正测速齿轮的轮齿。

本实验台的运行原理是利用三相异步电动机的发电反馈制动特性加载。两台相同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联于电网中，设计时使两台电动机的转向相反，通过齿轮增速器强迫负载电机进入发电反馈制动状态运行，则可实现无级稳定加载的目的。因为，实验台运行时，主动电动机的转速低于同步转速，按电动机状态运行，产生的电磁转矩与转轴转向相同，电动机将电能转换成机械能，同时电动机通过齿轮增速器使负载电机高于同步转速运行，负载电机产生的电磁转矩的方向与转轴的转向相反，成为制动转矩，此时负载电机实际上已成为与电网并联运行的异步发电机，它将齿轮增速器输入的机械能转换成电能送入电网，这样不但能对齿轮传动加载，而且可节约实验所需的电能。由于T∝u²，所以通过旋钮改变三相调压器的电压u，可得到不同的制动转矩T，而且u越大，T也越大，只要u连续无级改变，T也随着连续无级变化，从而可实现无级稳定加载。

本实用新型与现有齿轮传动实验台相比具有如下优点：

1、主机机械与控制系统两部分设计安装成一整体，结构紧凑，操作及维护方便且造型美观。演示直观，动手测试方便，非常适用于大、中专学校机械设计实验教学。

2、由于本实用新型采用两个三相调压器控制作平衡电机用的两台电机运行，通过缓慢旋动调压器的旋钮随意改变负载电机的负载，同时调节另一个调压器的旋钮使主动电机转速恒定。调压器可以连续无级调节，故齿轮传动实验台转速可连续无级稳定运转，载荷可连续无级稳定加载。不但电机启动和运行平稳，转速、负载可调，而且能直观地记录一定转速下效率与载荷数值，从而得到一定转速下效率与载荷的关系曲线。

3、采用磁电传感测速、双路数码显示，与光电测速相比较不但结构简单、工作可靠、体积小，而且价格低。

4、专门设计的测力器，不但结构简单、体积小，而且测量灵敏、精度较高，误差少于1％，符合教学实验的要求。也正是因为该测力器体积小，才使主机和控制部分共用一个箱体成为可能。

5、由于本实验台使用异步电动机作负载电机以发电机状态运行，此时负载电机将由齿轮传动输入的机械能转换为电能，并将电能反馈电网。不仅实现了对齿轮传动的加载，而且节省了实验所需的电能。

6、由于采用NZ型挠性爪联轴器，可补偿电机轴与齿轮轴的综合位移，同时可缓和冲击和吸收振动，使主机运转平稳。