实验3.带传动的弹性滑动和效率测定实验.doc

实验3带传动的弹性滑动和效率测定实验指导书概述带传动的设计准则是保证带传动在工作中不打滑， 同时又有足够的疲劳强度和一定的寿命传动带不出现打滑的临界条件取决于带传动的滑动与承载能力 （有效拉力、转矩或传递功率）之间的关系在传动条件、初拉力一定的情况下带传动的滑动与有效拉力 F之间的关系曲线如图3-1所示图中£ -F曲线称为带传动滑动曲线， -F曲线为带传动效率曲线£ —滑动系数，F —带其中:的工作拉力，一带图3-1带传动滑动曲线和效率曲线v. -v2 D2 n2 , 、；=——二（1 2 -） 100% （3-1 ）v. D1 n1其中：W、V2和n-分别为主动轮、、从动轮的线速度和转速，单位为 m/s和r/min ； D1、D2分别为主动轮、、从动轮的计算直径，单位为 mm由图可知，滑动曲线在开始一段， 滑动系数随有效拉力的增加而呈线性增加， 这时传动带处于弹性滑动范围内工作， 属于弹性滑动区当拉力增加至超过某一值后， 滑动系数增加 很快，带处于弹性滑动与打滑同时存在的范围内工作，属于打滑区当拉力继续增加， 增加到一定值时，带在带轮上处于完全打滑工作状态， 此时滑动系数&近于直线上升。

为了保证 传动带在工作中不打滑， 又能发挥带的最大工作能力， 临界条件应取在k点，在这一临界条 件下，滑动系数£ =1%〜2%,且传动效率 处于较高值为测定带传动的弹性滑动率，须测定带传动输入和输出轴的转速 由于带传动时弹性滑动量较小（1〜2%）,两轮的转速相差不大，如采用接触式的机械法测量，由于测试精度低，#测试结果误差大， 甚至测量不到弹性滑动的现象， 因而对转速的测量应采用测试精度高的转速测试设备，如光电测试法或闪频法（见第 2 章转速的测试） 为了测量带传动出现打滑的临界点， 在选用实验负载时应合理选用负载 如采用制动器 负载， 则达到最大传动功率时传动打滑， 负载抱死，这样就往往不能给出打滑的临界点；而 采用电机作负载时，带传动打滑时负载不会抱死，容易得到图 3-1 所示的实验曲线，但传动 打滑时的极限功率测量不到带传动的效率较高对转矩的测量应采用精度较高的实验设备， 防止因测试误差超过精度 导致的数据失真二、 实验目的1．观察带传动中的弹性滑动现象及过载后的打滑现象与承载能力、带传动的效率的关 系2．了解带传动传递的功率变化时，带的有效拉力与弹性滑动系数、传动效率之间的关 系。

3．了解带传动实验台结构原理，掌握转矩、转速、转速差的实验原理和测试方法4．掌握带传动的滑动和效率的测试方法，掌握带传动最合理的工作状态，探讨改善带 传动性能的措施三、 实验内容通过实验， 测试负载变化时带传动的有效拉力与弹性滑动率的关系； 以及带传动的有效 拉力与传动效率的关系 绘制带传动滑动曲线和效率曲线， 使学生了解带传动的弹性滑动和 打滑对传动效率的影响1．实验设备和实验原理实验台由机械部分和电路控制两部分组成1） 机械部分的结构、原理机械部分的结构如图 3-2 所示带传动系统的输入采用调速电动机 5，方便调节输入功率，输出负载采用直流发电机 8，其电枢绕组两端接上灯泡负载 9，发电机每按一下面板上 的加载按钮，负载电阻增加，实现发电机即带传动负载的调节原动机的底座 1 为浮动结构， 能沿水平方向移动， 底座 1 通过钢丝绳、 定滑轮与砝码相 连，改变砝码的大小，即可准确的预定带传动的初拉力带传动输入和输出轴的转矩采用机械式测功机的原理测定转矩， 如图 3-2 所示，两电机 2均采用悬挂支撑，电机定子可转动， 其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器 3上，当传递载荷时，作用在定子上的力矩 T使定子转动。

通过压力传感器 3得到正比于电动机何负载发动机的转矩院士信号电子电路将该信号同哦 A/D转换成主、从动带轮的驱动力和阻力数据，由显示面板读出图3-2带传动实验台外观结构图1-电机浮动底板 2-法码3-压力传感器4-测力杆5-主动电动机6-平带7-光电测速装置（图中被遮住了）8-发电机9-灯泡负载 10-机壳11-控制面板2）电路部分的工作原理图3-3a为实验设备电子电路的逻辑框图图 3-3b为带传动实验台控制面板图电路部分由电机调速电源电路、 转速测试和显示电路、 驱动和负载力测试电路等部分组成调节板面上"调速”旋钮改变电动机的转速，改变带传动的输入功率；同时通过带传动改变了发电机的转速，使发电机输出不同的功率由发电机的电枢端最多可并接 8个40W输入和输出转矩灯泡用为负载，改变面板上A〜H的开关状态，即可改变发电机的负载量由压力传感器测得转速测量电路由两电机后端安装的光电测速的角位移传感器、 测速转盘以及A/D转换板组成，所测主、从动带轮的转速在面板上由数码显示显示电路由左、右两组 LED数码管分别显示电动机和发电机的转速在单片机的程序控制下，可分别完成“复位” 、“查看”和“存储”功能、“测量”功能。

通电后，该电路自动开始工作，个位右下方的小数点亮，即表示电路正在检测并计算电动机和发电机的转速 通电后或检测过程中， 一旦发现测速显示不正常或需要重新启动测速时，可按“复位”键当需要存储记忆所测到的转速时， 可按“存储”键，一共可存储最近的 10个数据如果按“查看”键，即可查看前一次存储的数据， 再按可再继续向前查看在“存储”和“查看”操作后，如需继续测量，可按“测量”键， 这样就可以同时测量电动机和发电机的转速■VD转换C面板显示）##图3-3a实验台电路系统框图##图3-3b 带传动实验台控制面板图1-电源开关 2-转速调节 3-电动机转矩显示 4-发电机转矩显示 5-负载功率显示6-电动机转速显示 7-发电机转速显示 8-加载按钮2 •实验数据测量和计算1）转矩和效率的测定电动机输出转矩T1 （即主动轮转矩）和发电机负载转矩 T2 （即从动轮转矩）采用机械测功机方法测定电动机或发电机的定子外壳（即机壳）支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线任意摆动 根据机械测功机的原理，作用于定子上的力矩与转子上的力矩是大小相等方向相反的，因此主动轮上转矩• ％二FiLi N m从动轮上转矩• T^ F2 L2 N m其中，Fi, F2为主从动轮压力传感器测得的数值，可通过面板直接读出。

Li, L2为两个力臂，由实验台的结构给出， Li =L2=120mm2 ）有效拉力的计算带传动的有效拉力 F - 2TiDi其中：Ti为主动轮转矩， Di为主动轮直径，由实验台结构， Di =i20 mm所以 F -2 Fi LiDi3） 滑动系数的测量主动轮转速ni和从动轮转速n2是通过装在它们前面的光电传感器由数字转速仪测出的（在实验台上直接显示读数） ，由于试验台的 D=C2,根据式3-i得n2；=（i 2） i0%4） 带传动的效率由实验台结构Li = L2，贝V=P2」2 H F?匕R Ti ni Fi其中：R,P2为主动、从动轮上的功率；ni, n2为主动、从动轮的转速， r/min ；Fi, F2为主从动轮压力传感器测得的数值四、实验步骤i •打开计算机，启动“带传动实验系统”软件，进入带传动的封面，单击左键，进入带传动实验说明界面2． 在带传动实验说明界面下方单击“实验”键，进入带传动实验分析界面3． 启动实验台的电动机，待带传动运转平稳后，可进行带传动实验4. 确定带的初拉力2F根据初拉力的大小决定砝码 2 （图3-2 ）的重量，将传动带张紧（注意，记录实验台机主要参数，如带型号， D、D、Li、La,…等）。

5. 空载调零调整测力磅秤读数的零点，检查发电机负载应为零值6. 按操作规程缓慢启动电动机,将转速调至一定值（按教师的规定） ,并注意随时保持转速的稳定性逐级调整发电机负载，记录各级负载下的 ni、na、Ti、T2、值，依次做到带在带轮上接近打滑时为止（滑动率 £约为10%即可），停止试验卸去负载，按上述程序重复做一次，再停机，取两次的平均值测得的数据应不少于 6〜8点7. 改变初拉力（或主动轮转速） ,重复上述步骤,做出另一组试验数据8. 要打印带传动滑动曲线和效率曲线在该界面下方单击“打印”键,打印机自动打 印出带传动滑动曲线和效率曲线如果实验结束,单击“退出” ,返回 Windows 界面实验目的带传动的滑动与效率实验报告班级 ————— 姓名————— 学号—————、带传动实验台简图及主要参数带传动实验台简图实验台型号： ————— ，实验台编号： ————— 1．带的型号 ————— ；带的断面积 A= mm 2 2. 带轮直径 D1=D2= mm3. 测力杆力臂长度 L1= mmL2= mm4. 张紧形式：导轨悬重张紧悬重砝码 G= N#实验结果初拉力2Fo= （ N）主动轮转速n〃 r/min从动轮转速n2/ r/min测力计读数读数值q/n测力计读数读数值Q/N主动轮转矩Ti/N • mm主动轮Qni从动轮Qn2滑动系数£ / %有效拉力F/ N传动效率n初拉力2Fo= (N)主动轮转速n〃 r/min从动轮转速n2/ r/min测力计读数读数值Q/N测力计读数读数值Q/N主动轮转矩Ti/N • mm主动轮Q n从动轮Q ,n2滑动系数£ /%有效拉力F/N传动效率n注：读数值按磅秤或测力计读数单位填写，再将单位转化为（ N）填入Qi或Q2栏中「F、 -F关系曲线图（用16开座标纸绘出附于报告后面）四、 实验结果分析与讨论实验成绩 审阅教师 #。