带传动地滑动率和效率测定地实验方案设计

1、实用文档 带传动的滑动率和效率测定的实验方案设计 一、实验目的 1 .深入了解带传动的原理以及传动摩擦和滑动时候的相关问题。 2. 深入了解、掌握机械带传动效率及滑动率测量方法及原理，了解测 量过程所使用的仪器、仪表以及传感器的工作原理。 3. 观察带传动的弹性滑动和打滑现象，加深对带传动工作原理和设计 准则的理解。 4. 通过对滑动曲线（农一F曲线）和效率曲线（耳一F曲线）的测定和 分析，深刻认识带传动特性、承载能力、效率及其影响因素。 二、实验的理论依据 由于带是弹性体，受力不同的时候伸长量不等，使带传动发生弹性滑 动现象。在带绕带轮滑动传动时候，带的压力由 F下降到F2所以带的弹性 变形

2、也要相应减小，亦即带在逐渐缩短，带的速度要落后于带轮，因此两 者之间必然发生相对滑动。同样的现象也发生在从动轮上，但是情况恰好 相反。带从松边转到紧边时，带所受到的拉力逐渐增加，带的弹性变形量 也随之增大，带微微向前伸长，带的运动超前于带轮。带与带轮间同样也 发生相对滑动。 其中：带收到的张紧力F。，紧边拉力Fi,松边拉力F2。 贝心有效拉力F=Fi- F2等于带沿带轮的接触弧上摩擦力的总和 Ff 带传动中滑动的程度用滑动率表示，其表达式为 Vi 一 V 2 Vi D 2 n 2 (1 2 -)100 % D n 式中Vi、V2分别为主动轮、从动轮的圆周速度，单位：m/s; ni、n2分别为主

3、动轮、从动轮的转速，r/min ； D、D分别为主动轮、从动轮的直径，mm 如图2-1所示，带传动的滑动（曲线1）随着带的有效拉力F的增大而 1-滑动曲线2-效率曲线 图2-1带传动的滑动曲线和效率曲线 增大，表示这种关系的曲线称为滑动曲线。 当有效拉力F小于临界点F点时，滑动率与 有效拉力F成线性关系，带处于弹性滑动工 作状态；当有效拉力 F超过临界点F点以 后，滑动率急剧上升，带处于弹性滑动与打 滑同时存在的工作状态。当有效拉力等 于Fmax时，滑动率近于直线上升，带处于完全打滑的工作状态。图中曲线2 为带传动的效率曲线，即表示带传动效率与有效拉力F之间关系的曲线。 当有效拉力增加时，传动

4、效率逐渐提高，当有效拉力F超过临界点F点以 后，传动效率急剧下降。 带传动最合理的状态，应使有效拉力 F等于或稍小于临界点F，这时 带传动的效率最高，滑动率；=1% 2%并且还有余力负担短时间（如启 动时）的过载。 三、实验台的结构与工作原理 本实验的设备是PC A型带传动实验台。该实验 台由主机和测量系统两大部分组成，如图2-2所示 1. 主机 主机主要由两台直流电机组成，其中一台作为原动机，另一台则作为 负载的发电机，原动机由直流调速电路供给电枢以不同的端电压，可实现 无级调速。主、从带轮分别装在原动机和发电机的转子轴上，实验用的平 带套在两带轮上。 3456789 图2-2PC A型实验

5、台 1.电机滑动底板2.砝码3.百分表 4.测力杆及测力装置5.电动机及主动带轮6.平带 7.光电测速装置8.发电机及从动带轮9.负载灯泡10.负载开关1丄电源开关12.调速开关 带传动的加载装置是在直流发电机的输出电路上，并联了八个40瓦的 灯泡作负载。每按一下“加载”按键，即并上一个负载电阻（减小了总电 阻）,由于发电机的输出功率为 P=V/R因此并联负载电阻后使得发电机负 载增加，电枢电流增大，电磁转矩增大，即发电机的负载转矩的增大，实 现了改变带传动输出转矩的作用，即带的受力增大，两边拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。当带传递的载荷刚好达到所能传递的最大有效圆周 力时，带开始打滑，当

6、负载继续增加时则完全打滑。 原动机装在滑动底板上，可沿底板滑动，与牵引钢丝绳、定滑轮和砝 码2 一起组成带传动的预紧力形成机构。通过改变砝码的质量，使钢丝绳 拉动滑动底板，即可设定带传动的预紧力。 2. 测量系统 1. 电测模块 是由发光二极管、光敏电阻、光敏三机管安装于二 者之间的遮光板测量转速的，发光二级管发出红外线，通过安装与 电动机主轴的遮光板（遮光板再同一半径上均匀的打出了许多小 孑L）,是光敏三极管感受到脉冲光信号，并将其转换成脉冲电信号， 经电路处理为标准的转速显示于 LED上。 带轮转动时，就可在数码管上直接读出主动带轮转速 ni和从动 轮转速n2。因带轮直径D= D,可以得出

7、滑动率总的计算公式 一 v2 (1 D 2 n 2 Dini n - n2 ni 100 % 2.电控模块-将220V、50Hz的市电流整流成直流电，经电位器调 压调节电动机的转速 3. 负载-电动机为从动轮的负载，灯泡为发电机的负载。负载的大 小（接通灯泡的数量）由按钮开关控制。 4. 扭矩的测量 测量方法为平衡电机法。有电机工作原理可知， 定子与转子之间有一对互为反作用的扭矩，所以定子转矩大小即为 转子转矩的大小。电机通过轴承由一对支架支撑，电机扭臂固定于 电机钉子上，在扭臂的端部有一触头，作用于力传感器上，有公式 M=FL可以得到电机的扭矩 主动轮上的扭矩：Ti = F1L1 (Nmm)

8、 从动轮上的扭矩：T2= F2L2 (Nmm) 式中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 测力计的力臂，Li= L2= ? mm。 测得不同负载下主动轮的转速 ni和从动轮的转速n2以及主动轮的转矩 Ti和从动轮的转矩T2后，带传动效率可由3式确定 T2n2 Tg 带传动的有效拉力可近似由下面的公式计算 式中 R、F2为带传动的输入、输出功率; Ti、T2为带传动的输入、输出转矩 以有效拉力F为横坐标，分别以不同载荷下的；和 之值为纵坐标, 就可画出带传动的弹性滑动曲线和效率曲线，如图2-i所示。 序 号 仪器设备名 称 仪器设备型号 数量 主要用途 a

9、直流电动机 i台 机械能输入(电能转化机械能) b 直流发电机 i台 机械能输出(机械能转化为电 能) c 带轮 V带、平带通用 2个 机械能传递 d 传动轮 V带、平带（各一） 2条 机械能传递 e 螺口灯头及灯 泡 40w 9套 发电机负载 f 电机支架及轴 承 2套 支撑电机定子，使电机定子能够 回转 g 电机扭臂 2套 测量扭矩（扭臂的长度为力臂大 小） h 力传感器 2套 测量扭矩（应变大小与力成正 比） i 电控模块 1套 整流、调压等 j 电测模块 1套 转速及扭矩测量及显示 k 按钮开关 10 控制总电源及发电机负载 l 底座 1套 支撑固定其他部件 m 咫尺 测量扭臂长度 5

10、.建议：实验过程中主动轮的转速调节范围为100002000转/分 三、实验步骤 1.检查安装。 将选定的平带合适的安装好在两带轮上。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。 2. 确定带的初拉力2Fo值。根据初拉力的大小决定砝码 2 （图1-1 ）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、D2、 Li、L2,等）。 3. 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。 4. 按操作规程缓慢启动电动机，将转速调至一定值（按辅导教师的规 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、n2、Ti、匚、值，依

11、次做到带在带轮上接近明显打滑时为 止（滑动率约为20%- 30卿可），停止试验。卸去负载，按上述程序 重复做一次，再停机，并将实验数据记录在表1-1中，取两次的平均值。 测得的数据应不少于68点。 5. 改变初拉力2Fo （或主动轮转速），重复上述步骤，做出另一组试验 数据。并将实验数据记录在表1-2中。 6. 根据表1-1、1-2中的实验记录数据在坐标纸上合适取单位，描点， 画出带传动滑动率曲线和效率曲线，即 -F、-F关系曲线图（用16开座 标纸绘出） 六、实验预期结果 带传动最合理的状态，应使有效拉力 F等于或稍小于临界点F，这时带 传动的效率最高，滑动率:=1% 2%,并且还有余力负担短时间（如启动 时）的过载。 七、实验报告整理 将上述实验结果，整理成实验报告。 实验报告 实验名称： 学号： 姓名：班级： 一、实验目的 二、实验仪器 三、实验台参数 1.