塑料材料的快速发展以及性能不断提高,推动了塑料齿轮在汽车和其他工程中的应用,引领机械行业向着轻量化方向发展。由于缺少塑料齿轮的设计方法及相关设计数据,阻碍了塑料齿轮推广及应用,开发设计塑料齿轮磨损试验台具有重要工程意义。加载系统作为试验台的核心部分,加载系统性能与试验台的使用性能及技术经济指标有着密不可分的联系。传统的加载方式不能够解决塑料齿轮试验时齿轮快速磨损而致使齿侧间隙变大,内置扭矩剧烈波动问题。对塑料齿轮加载系统进行了应用研究,设计了一种新型的单支撑伺服杠杆加载系统,为塑料齿轮磨损试验台提供了技术保证。基于ANSYS对单个塑料齿轮进行模态分析,得到齿轮固有频率及其主振型,避免与加载系统以及齿轮试验台发生共振。对齿轮副不同负载扭矩下进行接触应力分析,分析啮合齿轮最大应力值以及最大应力位置,计算出啮合齿轮所能承受的最大负载扭矩,为动力学仿真以及加载系统设计提供理论依据。通过齿轮啮合力仿真分析得到塑料齿轮啮合力的动态特性曲线,为试验台加载系统设计提供理论依据。基于塑料齿轮啮合力动态特性曲线设计了单支撑伺服杠杆加载系统,选取结构简单、调载方便的杠杆加载方式,通过杠杆加载与伺服电机无级调节相结合,实现精确加载。采取将测试齿轮连接到枢轴块上,依靠枢轴块的自重减少齿轮内置扭矩的波动;单支撑枢轴箱的结构,枢轴箱内置的弹簧可以实现中心距的微调解决侧隙变大的问题,通过单支撑的结构实现扭矩的动态调整,从而解决塑料齿轮快速磨损而导致齿侧间隙变大,内置扭矩剧烈波动的问题。对单支撑伺服杠杆加载系统强度、动态特性、加载误差进行了分析,得出主要受力元件滑动导轨的应力最大值为79.2MPa,远小于Q235材料的屈服强度,变形量最大为1.62mm,不会对加载系统精度产生影响;对比传统CL-100试验台对设计加载系统各部分进行了动态特性分析,完全满足塑料齿轮动态加载的需求;加载误差相对较小,说明该加载系统具有精确性、可靠性。