1、實驗3帶傳動的彈性滑動和效率測定實驗指導書概述帶傳動的設(shè)計準則是保證帶傳動在工作中不打滑，同時又有足夠的疲勞強度和一定的壽命。傳動帶不出現(xiàn)打滑的臨界條件取決于帶傳動的滑動與承載能力（有效拉力、轉(zhuǎn)矩或傳遞功率）之間的關(guān)系。在傳動條件、初拉力一定的情況下帶傳動的滑動與有效拉力F之間的關(guān)系曲線如圖3-1所示。圖中£ -F曲線稱為帶傳動滑動曲線，-F曲線為帶傳動效率曲線。£ 滑動系數(shù)，F(xiàn) 帶其中:的工作拉力，一帶圖3-1帶傳動滑動曲線和效率曲線v. -v2D2 n2,、；=二（12-）100%（3-1 ）v.D1 n1其中：W、V2和n-分別為主動輪、從動輪的線速度和轉(zhuǎn)速，單位為

2、m/s和r/min ； D1、D2分別為主動輪、從動輪的計算直徑，單位為 mm由圖可知，滑動曲線在開始一段， 滑動系數(shù)隨有效拉力的增加而呈線性增加，這時傳動帶處于彈性滑動范圍內(nèi)工作， 屬于彈性滑動區(qū)。當拉力增加至超過某一值后， 滑動系數(shù)增加 很快，帶處于彈性滑動與打滑同時存在的范圍內(nèi)工作，屬于打滑區(qū)。當拉力繼續(xù)增加，增加到一定值時，帶在帶輪上處于完全打滑工作狀態(tài)， 此時滑動系數(shù)&近于直線上升。為了保證 傳動帶在工作中不打滑， 又能發(fā)揮帶的最大工作能力， 臨界條件應(yīng)取在k點，在這一臨界條 件下，滑動系數(shù)£ =1%2%,且傳動效率 處于較高值。為測定帶傳動的彈性滑動率，須測定帶傳

3、動輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)速。由于帶傳動時彈性滑動量較小（12%）,兩輪的轉(zhuǎn)速相差不大，如采用接觸式的機械法測量，由于測試精度低，2測試結(jié)果誤差大， 甚至測量不到彈性滑動的現(xiàn)象， 因而對轉(zhuǎn)速的測量應(yīng)采用測試精度高的轉(zhuǎn)速測試設(shè)備，如光電測試法或閃頻法（見第2 章轉(zhuǎn)速的測試） 。為了測量帶傳動出現(xiàn)打滑的臨界點， 在選用實驗負載時應(yīng)合理選用負載。 如采用制動器 負載， 則達到最大傳動功率時傳動打滑， 負載抱死，這樣就往往不能給出打滑的臨界點；而 采用電機作負載時，帶傳動打滑時負載不會抱死，容易得到圖 3-1 所示的實驗曲線，但傳動 打滑時的極限功率測量不到。帶傳動的效率較高對轉(zhuǎn)矩的測量應(yīng)采用精度較高的實驗設(shè)

4、備， 防止因測試誤差超過精度 導致的數(shù)據(jù)失真。二、實驗?zāi)康?觀察帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象及過載后的打滑現(xiàn)象與承載能力、帶傳動的效率的關(guān) 系。2了解帶傳動傳遞的功率變化時，帶的有效拉力與彈性滑動系數(shù)、傳動效率之間的關(guān) 系。3了解帶傳動實驗臺結(jié)構(gòu)原理，掌握轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速差的實驗原理和測試方法。4掌握帶傳動的滑動和效率的測試方法，掌握帶傳動最合理的工作狀態(tài)，探討改善帶 傳動性能的措施。三、實驗內(nèi)容通過實驗， 測試負載變化時帶傳動的有效拉力與彈性滑動率的關(guān)系； 以及帶傳動的有效 拉力與傳動效率的關(guān)系。 繪制帶傳動滑動曲線和效率曲線， 使學生了解帶傳動的彈性滑動和 打滑對傳動效率的影響。1實驗設(shè)備和實驗

5、原理實驗臺由機械部分和電路控制兩部分組成。1）機械部分的結(jié)構(gòu)、原理機械部分的結(jié)構(gòu)如圖 3-2 所示。帶傳動系統(tǒng)的輸入采用調(diào)速電動機5，方便調(diào)節(jié)輸入功率，輸出負載采用直流發(fā)電機 8，其電樞繞組兩端接上燈泡負載 9，發(fā)電機每按一下面板上 的加載按鈕，負載電阻增加，實現(xiàn)發(fā)電機即帶傳動負載的調(diào)節(jié)。原動機的底座 1 為浮動結(jié)構(gòu)， 能沿水平方向移動， 底座 1 通過鋼絲繩、 定滑輪與砝碼相 連，改變砝碼的大小，即可準確的預(yù)定帶傳動的初拉力。帶傳動輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)矩采用機械式測功機的原理測定轉(zhuǎn)矩， 如圖 3-2 所示，兩電機 2均采用懸掛支撐，電機定子可轉(zhuǎn)動，其外殼上裝有測力桿，支點壓在壓力傳感器3上，當傳

6、遞載荷時，作用在定子上的力矩T使定子轉(zhuǎn)動。通過壓力傳感器3得到正比于電動機何負載發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩院士信號。電子電路將該信號同哦A/D轉(zhuǎn)換成主、從動帶輪的驅(qū)動力和阻力數(shù)據(jù)，由顯示面板讀出。4#圖3-2帶傳動實驗臺外觀結(jié)構(gòu)圖1-電機浮動底板 2-法碼3-壓力傳感器4-測力桿5-主動電動機6-平帶7-光電測速裝置（圖中被遮住了）8-發(fā)電機9-燈泡負載 10-機殼11-控制面板2）電路部分的工作原理圖3-3a為實驗設(shè)備電子電路的邏輯框圖。圖3-3b為帶傳動實驗臺控制面板圖。電路部分由電機調(diào)速電源電路、轉(zhuǎn)速測試和顯示電路、驅(qū)動和負載力測試電路等部分組成。調(diào)節(jié)板面上"調(diào)速”旋鈕改變電動機的轉(zhuǎn)速，改變

7、帶傳動的輸入功率；同時通過帶傳動改變了發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機輸出不同的功率。由發(fā)電機的電樞端最多可并接8個40W輸入和輸出轉(zhuǎn)矩燈泡用為負載，改變面板上AH的開關(guān)狀態(tài)，即可改變發(fā)電機的負載量。由壓力傳感器測得。轉(zhuǎn)速測量電路由兩電機后端安裝的光電測速的角位移傳感器、測速轉(zhuǎn)盤以及A/D轉(zhuǎn)換板組成，所測主、從動帶輪的轉(zhuǎn)速在面板上由數(shù)碼顯示。顯示電路由左、右兩組LED數(shù)碼管分別顯示電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。在單片機的程序控制下，可分別完成“復位”、“查看”和“存儲”功能、“測量”功能。通電后，該電路自動開始工作，個位右下方的小數(shù)點亮，即表示電路正在檢測并計算電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。通電后或檢測過程中， 一旦發(fā)

8、現(xiàn)測速顯示不正常或需要重新啟動測速時，可按“復位”鍵。當需要存儲記憶所測到的轉(zhuǎn)速時，可按“存儲”鍵，一共可存儲最近的 10個數(shù)據(jù)。如果按“查看”鍵，即可查看前一次存儲的數(shù)據(jù)， 再按可再繼續(xù)向前查看。在“存儲”和“查看”操作后，如需繼續(xù)測量，可按“測量”鍵， 這樣就可以同時測量電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。VD轉(zhuǎn)換C面板顯示）6#圖3-3a實驗臺電路系統(tǒng)框圖#圖3-3b 帶傳動實驗臺控制面板圖1-電源開關(guān) 2-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 3-電動機轉(zhuǎn)矩顯示 4-發(fā)電機轉(zhuǎn)矩顯示 5-負載功率顯示6-電動機轉(zhuǎn)速顯示 7-發(fā)電機轉(zhuǎn)速顯示 8-加載按鈕2 實驗數(shù)據(jù)測量和計算1）轉(zhuǎn)矩和效率的測定電動機輸出轉(zhuǎn)矩T1 （即主動輪轉(zhuǎn)矩）

9、和發(fā)電機負載轉(zhuǎn)矩T2 （即從動輪轉(zhuǎn)矩）采用機械測功機方法測定。電動機或發(fā)電機的定子外殼（即機殼）支承在支座的滾動軸承中，并可繞與轉(zhuǎn)子相重合的軸線任意擺動。根據(jù)機械測功機的原理，作用于定子上的力矩與轉(zhuǎn)子上的力矩是大小相等方向相反的，因此主動輪上轉(zhuǎn)矩 二FiLiN m從動輪上轉(zhuǎn)矩 T F2 L2N m其中，F(xiàn)i, F2為主從動輪壓力傳感器測得的數(shù)值，可通過面板直接讀出。Li, L2為兩個力臂，由實驗臺的結(jié)構(gòu)給出，Li =L2=120mm2 ）有效拉力的計算帶傳動的有效拉力 F - 2TiDi其中：Ti為主動輪轉(zhuǎn)矩，Di為主動輪直徑，由實驗臺結(jié)構(gòu)，Di =i20 mm所以 F -2 Fi LiDi3

10、）滑動系數(shù)的測量主動輪轉(zhuǎn)速ni和從動輪轉(zhuǎn)速n2是通過裝在它們前面的光電傳感器由數(shù)字轉(zhuǎn)速儀測出的（在實驗臺上直接顯示讀數(shù)），由于試驗臺的 D=C2,根據(jù)式3-i得n2；=（i 2） i0%4）帶傳動的效率由實驗臺結(jié)構(gòu)Li = L2，貝V=P22 H F?匕RTi ni Fi其中：R,P2為主動、從動輪上的功率；ni, n2為主動、從動輪的轉(zhuǎn)速，r/min ；Fi, F2為主從動輪壓力傳感器測得的數(shù)值。四、實驗步驟i 打開計算機，啟動“帶傳動實驗系統(tǒng)”軟件，進入帶傳動的封面，單擊左鍵，進入帶傳動實驗說明界面。2 在帶傳動實驗說明界面下方單擊“實驗”鍵，進入帶傳動實驗分析界面。3 啟動實驗臺的電動機

11、，待帶傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進行帶傳動實驗。4. 確定帶的初拉力2F。值。根據(jù)初拉力的大小決定砝碼2 （圖3-2 ）的重量，將傳動帶張緊（注意，記錄實驗臺機主要參數(shù)，如帶型號，D、D、Li、La,等）。5. 空載調(diào)零。調(diào)整測力磅秤讀數(shù)的零點，檢查發(fā)電機負載應(yīng)為零值。6. 按操作規(guī)程緩慢啟動電動機,將轉(zhuǎn)速調(diào)至一定值（按輔導教師的規(guī)定）,并注意隨時保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。逐級調(diào)整發(fā)電機負載，記錄各級負載下的ni、na、Ti、T2、值，依次做到帶在帶輪上接近打滑時為止（滑動率£約為10%即可），停止試驗。卸去負載，按上述程序重復做一次，再停機，取兩次的平均值。測得的數(shù)據(jù)應(yīng)不少于68點。7. 改變初拉

12、力（或主動輪轉(zhuǎn)速） ,重復上述步驟,做出另一組試驗數(shù)據(jù)。8. 要打印帶傳動滑動曲線和效率曲線。在該界面下方單擊“打印”鍵,打印機自動打 印出帶傳動滑動曲線和效率曲線。如果實驗結(jié)束,單擊“退出” ,返回 Windows 界面。8、實驗?zāi)康膸鲃拥幕瑒优c效率實驗報告班級 姓名 學號、帶傳動實驗臺簡圖及主要參數(shù)帶傳動實驗臺簡圖實驗臺型號： ，實驗臺編號： 1帶的型號 ；帶的斷面積 A= mm 2 2. 帶輪直徑 D1=D2= mm3. 測力桿力臂長度 L1= mmL2= mm4. 張緊形式：導軌懸重張緊懸重砝碼 G= N10實驗結(jié)果初拉力2Fo=（ N）主動輪轉(zhuǎn)速n r/min從動輪轉(zhuǎn)速n2/ r/min測力計讀數(shù)讀數(shù)值q/n測力計讀數(shù)讀數(shù)值Q/N主動輪轉(zhuǎn)矩Ti/N mm主動輪Qni從動輪Qn2滑動系數(shù)£ / %有效拉力F/ N傳動效率n初拉