带传动实验指导书模板.docx
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带传动实验指导书模板带传动实验指导书模板带传动实验指导书带传动是广泛应用的一种传动,其性能试验为机械设计教学大纲规定的必做的实验之一。
带传动是靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。
在传递转矩时带在传动过程中紧边与松边所受到的拉力不同,因此,在带与带轮间会产生弹性滑动。
这种弹性滑动是不可避免的。
当带传动的负载增大到一定程度时,带与带轮间会产生打滑现象。
经过本实验能够观察带传动的弹性滑动和打滑现象,形象地了解带传动的弹性滑动与打滑现象与有效拉力的关系,掌握带传动的滑动率及效率的测试方法。
一、实验目的1、测定滑动率和传动效率,绘制滑动曲线及效率曲线2、测定带传动的滑动功率。
3、观察带传动中的弹性滑动和打滑现象。
二、实验原理带传动是靠摩擦力作用而工作的,其主要失效形式是带的磨损、疲劳损坏和打滑。
带的磨损是由于带与带轮之间的相对滑动引起,是不可避免的;带的疲劳破坏是由于带传动中交变应力引起,与带传动的载荷大小、运行时间、工作状况、带轮直径等有关,它也是不可避免的;带的打滑是由于载荷超过带的传动能力而产生,是能够避免的。
带在传动运动过程中,主动轮上的线速度大于带的线速度,从动轮上的线速度小于带的线速度的现象称为带的弹性滑动。
弹性滑动一般以滑动系数来衡量,其定义为:
这里v1、v2分别为主、从动轮的转动线速度;、分别为主、从动轮的转速;D1、D2分别为主、从动轮的直径。
一般带传动的滑动系数为(12)%。
带传动的效率是指从动轮输出功率P2与主动轮输入功率P1的比值,即式中,T1、T2分别为主、从动轮的转矩。
因此,只要测得带传动主、从动轮的转速和转矩,就能够获得带传动的转速差、弹性滑动系数和传动效率。
在本实验中,我们采用转矩转速传感器来测量两轴的转速和扭矩。
在主动带轮上,以T1代表主动带轮转矩,则有效拉力Fe2T1D,实验中可求出不同负载下的T2和滑动率,以T2为横坐标,(%)为纵坐标在坐标纸上作出各点,并连成光滑曲线。
T0为临界点,T0的左面为弹性滑动区,T0Tax为弹性滑动和打滑的混合区,Tax为完全打滑。
在弹性滑动区,滑动曲线为近似线性关系,在弹性滑动和打滑的混合区滑动曲线为曲线,到Tax滑动曲线表现为急剧上升。
T0点所对应的横坐标为带传动在不打滑情况下所能传递的最大转矩。
以T2为横坐标,为纵坐标绘出各对应点,并连成光滑的效率曲线如图。
在弹性滑动区,效率曲线上升,到临界点效率最高,过了临界点效率急剧下降。
故皮带的工作范围应在弹性滑动区效率高的地方,T0点不能选。
图1带传动的滑动曲线和效率曲线三、实验设备
(一)实验设备的主要技术参数1、直流电机功率:
2台50W2、主动电机调速范围:
500转分3、额定转矩:
T=024N.M=2450gcm4、实验台尺寸:
长宽高6002803005、电源:
220V交流
(二)实验设备的结构特点1、机械结构本实验的机械部分,主要由两台直流电机组成,如图14-1所示。
其中一台作为原动机,另一台则作为负载的发动机。
对原动机,由可控硅整流装置供给电动机电枢以不同的端电压实现无级调速。
图14-1实验台机械结构1、从动直流电机2、从动带轮3、传动带4、主动直流电机5、主动带轮6、牵引绳7、滑轮8、砝码9、拉簧10、浮动支座11、固定支座12、底座13、拉力传感器对发动机,每按一下”加载”按键,及并上一个负载电阻,使发电机负载逐步增加,电枢电流增大,随之电磁转矩也增大,即发电机的负载转矩增大,实现了负载的改变。
两台电机均为悬挂支承,当传递载荷时,作用于电机定子上的力矩T1(主动电机力矩)、T2(从动电机力矩)迫使拉钩作用于拉力传感器(序号13),传感器输出的电讯号正比于T1、T2,因而能够作为测定T1、T2的原始讯号。
原动机的机座设计成浮动结构(滚动滑槽),与牵引钢丝绳、定滑轮、砝码一起组成带传动预拉力形成机构,改变砝码大小,即可准确预定带传动的预拉力F0。
两台电机的转速传动器(红外光电传感器)分别安装在带轮背后的环形槽(本图未表示)中,由此可获得必须的转速讯号。
2、电子系统电子系统的结构框图如图14-2所示。
图14-2实验台电子系统框图实验台内附设单片机,承担检测、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。
如外接本公司定型产品MEC-B机械动态参数测试仪或386、486微型计算机,这时测试仪或计算机就可自动显示并能打印输出带传动的滑动曲线T2及效率曲线T2关数据.3、操作部分操作部分主要集中在机台正面的面板上,面板的布置如图14-3所示。
图14-3面板布置图在机台背面有微机RS232接口、主动轮转矩I及被动轮转矩II调零旋钮等,其布置情况如图14-4所示。
图14-4背面布置图1、主动力矩放大倍数调节2、接地端子3、被动力矩调零4、主动力矩调零5、RS232接口6、电源插座三、实验步骤
(一)人工记录操作方法1、不同型号传动带需在不同预拉力F0的条件下进行试验,也可对同一型号传动带,采用不同预拉力,试验不同预拉力对传动性能的影响。
为了改变预拉力F0,如图14-1所示,只需改变砝码8的大小。
2、接通电源在接通电源前首先将电机调速旋钮逆时针转至”最低速”(0速)位置,揿电源开关接通电源,按一下”清零”键,将调速旋钮时针相向”高速”方向旋转,电机由起动,逐渐增速,同时观察实验台面板上主动论转速显示屏上的转速数,其上的数字即为当时的电机转速。
当主电机转速达到预定转速(本实验建议预定转速为1200转分左右)时,停止转速调节。
此时从动电机转速也将稳定的显示在显示屏上。
3、转矩零点及放大倍数调整在空载状态下调整机台背面(参见图14-2)调零电位器,使被动转矩显示(参见图14-4)上的转矩数00030NM,主动轮在00500090NM。
待调零稳定后(一般在转动调零电位器后,显示器跳动23次即可达到稳定值)按加载键一次,最左地1个加载指示灯亮,待主、被动轮转速及转矩显示稳定后,调节主动轮放大倍数电位器,使主动轮转矩增量略大于被动轮转矩增量(一般出厂时已调好)。
显示稳定后按清零键,在进行调零。
如此重复几次,即可完成转矩零点数放大倍数调整。
4、加载在空载时,记录主、被动轮转矩与转速。
按”加载”键一次,第一加载指示灯高,待显示基本稳定后记下主、被动轮的转矩及转速值。
再按”加载”键一次,第二个加载指示灯亮,待显示稳定后调整n1,使之重新达到预定转速为1200转分左右,再次记下主、被动轮的转矩及转速。
第三次按”加载”键,三个加载指示灯亮,待显示稳定后调整n1,使之重新达到预定转速为1200转分左右,记录下主、被动轮的转距、转速。
重复上述操作,直至7个加载指示灯亮,记录下八组数据。
根据这八组数据便可作出带传动滑动曲线T2及效率曲线T2。
在记录下各组数据后应及时按”清零”键。
显示灯泡全部熄灭,机构处于空载状态,关电源前,应将电机调速至零,然后再关闭电源。
为便于记录数据,在试验台的面板上还设置了”保持”键,每次加载数据基本稳定后,按”保持”键即可使转矩,转速稳定在当时的显示值不变。
按任意键,可脱离”保持”状态。
(二)试验台与计算机接口在DSCII型带传动试验台后板上设有KS232串行接口,可经过所附的通讯线直接和计算机相连,组成带传动试验系统,操作步骤为:
1、将随机携带的信号线一端接到实验机构RS232插座,另一端接到计算机串行输出口(串行口1或2均可,但无论联线或拆线时,都应先关闭计算机和试验台机构电源,以免烧坏接口元件)。
2、打开计算机,在DOS状态下,插入随机携带的软盘(或将磁盘文件拷入相应的子目录),运行DCS、EXE文件,屏幕将提示要求输入串行口通道号,根据通信线所接的通道,输入1或2通道,经回车确认后屏幕将出现功能菜单,选择”输入”功能并回车确认,计算机将处于等待信号输入状态。
3、打开试验机构电源,并调整主、被动力矩的零点及放大倍数至合适位置(方法同前)。
4、按下”加载”键,待转速稳定(一般需23个显示周期)后,再按”加载”键,以此往复,直至试验机构面板上的八个发光管指示灯全亮为止,此时,实验机构面板上四组数码管将全部显示”8888”,表明所采数据已全部送至计算机。
5、当试验机构全部显示”8888”时,计算机屏幕将显示所采集的全部八组主、被动轮的转速和转矩。
6、移动功能菜单的光标,选择”曲线”功能,屏幕将显示本次试验的曲线和数据。
7、移动功能菜单的光标至”打印”功能,打印机将打印试验曲线和数据(当前仅适配EPSONLQ1600K打印机)。
8、实验过程中如需调出本次数据,只需将光标移至”输入”功能,并回车确认,同时,按下实验机构的”送数”键,数据即被送至计算机,可用上述6、7项实验操作进行画图和打印。
9、一次实验结束后如需继续实验,可按下实验机构的”清零”键,同时将计算机屏幕中的”输入”菜单中,重复上述第4-7项即可。
10、实验结束后,将实验台电机转速调到零,关闭实验机构的电源,将计算机屏幕菜单选至”退出”,回车确认后即可退出。
退出后应及时关闭计算机。
五、思考题1、为什么从动轮的实测转速会比计算转速略小?
2、打滑与弹性滑动有何区别?
它们发生于哪个轮子,发生在什么时候?
能否避免?
3、影响效率和滑动率的主要因素是那些?
它们在设计皮带中有何用处?
设计皮带中一般取=?
=?
为什么?
六、实验报告要求绘制输出带传动的T1滑动曲线及T1效率曲线,以及相关数据。
对实验结果进行分析。
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