帶傳動的滑動率和效率測定的實驗方案設(shè)計

1、.帶傳動的滑動率和效率測定的實驗案設(shè)計一、實驗?zāi)康?深入了解帶傳動的原理以及傳動摩擦和滑動時候的相關(guān)問題。2深入了解、掌握機械帶傳動效率及滑動率測量法及原理，了解測量過程所使用的儀器、儀表以及傳感器的工作原理。3觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象，加深對帶傳動工作原理和設(shè)計準(zhǔn)則的理解。4通過對滑動曲線（F 曲線）和效率曲線（F 曲線）的測定和分析，深刻認識帶傳動特性、承載能力、效率及其影響因素。二、實驗的理論依據(jù)由于帶是彈性體，受力不同的時候伸長量不等，使帶傳動發(fā)生彈性滑動現(xiàn)象。在帶繞帶輪滑動傳動時候， 帶的壓力由 F1 下降到 F2 所以帶的彈性變形也要相應(yīng)減小，亦即帶在逐漸縮短，帶的速度要落后

2、于帶輪，因此兩者之間必然發(fā)生相對滑動。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上，但是情況恰好相反。帶從松邊轉(zhuǎn)到緊邊時，帶所受到的拉力逐漸增加，帶的彈性變形量也隨之增大，帶微微向前伸長，帶的運動超前于帶輪。帶與帶輪間同樣也發(fā)生相對滑動。其中：帶收到的緊力F0 ，緊邊拉力 F1，松邊拉力 F2 。則：有效拉力 F= F1- F2 等于帶沿帶輪的接觸弧上摩擦力的總和Ff帶傳動中滑動的程度用滑動率表示，其表達式為專業(yè)資料.v 1v 2( 1D 2n 2) 100%v 1D 1 n 1式中v1、v2 分別為主動輪、從動輪的圓速度，單位：m/s；n1、n2分別為主動輪、從動輪的轉(zhuǎn)速，r/min ；D1、 D2分別為主動

3、輪、從動輪的直徑，mm 。如圖 2-1 所示，帶傳動的滑動（曲線1）隨著帶的有效拉力F 的增大而增大，表示這種關(guān)系的曲線稱為滑動曲線。當(dāng)有效拉力 F 小于臨界點 F 點時，滑動率與有效拉力 F 成線性關(guān)系，帶處于彈性滑動工作狀態(tài)；當(dāng)有效拉力F 超過臨界點F 點以后，滑動率急劇上升， 帶處于彈性滑動與打滑同時存在的工作狀態(tài)。當(dāng)有效拉力等1-滑動曲線2- 效率曲線圖 2-1 帶傳動的滑動曲線和效率曲線于 Fmax 時，滑動率近于直線上升， 帶處于完全打滑的工作狀態(tài)。 圖中曲線 2為帶傳動的效率曲線，即表示帶傳動效率與有效拉力 F 之間關(guān)系的曲線。當(dāng)有效拉力增加時，傳動效率逐漸提高，當(dāng)有效拉力F 超

4、過臨界點 F 點以后，傳動效率急劇下降。帶傳動最合理的狀態(tài)，應(yīng)使有效拉力F 等于或稍小于臨界點F ，這時帶傳動的效率最高， 滑動率=1% 2%，并且還有余力負擔(dān)短時間 （如啟動時）的過載。三、實驗臺的結(jié)構(gòu)與工作原理本實驗的設(shè)備是PCA 型帶傳動實驗臺。該實驗臺由主機和測量系統(tǒng)兩大部分組成，如圖2-2 所示。專業(yè)資料.1 主機主機主要由兩臺直流電機組成，其中一臺作為原動機，另一臺則作為負載的發(fā)電機，原動機由直流調(diào)速電路供給電樞以不同的端電壓，可實現(xiàn)無級調(diào)速。主、從帶輪分別裝在原動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸上，實驗用的平帶套在兩帶輪上。345678921121110圖 2-2PC A 型實驗臺 電機滑動底

5、板砝碼百分表 測力桿及測力裝置電動機及主動帶輪 平帶 光電測速裝置發(fā)電機及從動帶輪 負載燈泡 負載開關(guān)電源開關(guān) 調(diào)速開關(guān)帶傳動的加載裝置是在直流發(fā)電機的輸出電路上，并聯(lián)了八個40 瓦的燈泡作負載。每按一下“加載”按鍵，即并上一個負載電阻（減小了總電阻），由于發(fā)電機的輸出功率為P= V2/ R, 因此并聯(lián)負載電阻后使得發(fā)電機負載增加，電樞電流增大，電磁轉(zhuǎn)矩增大，即發(fā)電機的負載轉(zhuǎn)矩的增大，實現(xiàn)了改變帶傳動輸出轉(zhuǎn)矩的作用,即帶的受力增大，兩邊拉力差也增大，專業(yè)資料.帶的彈性滑動逐步增加。當(dāng)帶傳遞的載荷剛好達到所能傳遞的最大有效圓力時，帶開始打滑，當(dāng)負載繼續(xù)增加時則完全打滑。原動機裝在滑動底板上，可沿

6、底板滑動，與牽引鋼絲繩、定滑輪和砝碼 2 一起組成帶傳動的預(yù)緊力形成機構(gòu)。通過改變砝碼的質(zhì)量，使鋼絲繩拉動滑動底板，即可設(shè)定帶傳動的預(yù)緊力。2 測量系統(tǒng)1. 電測模塊 -是由發(fā)光二極管、光敏電阻、光敏三機管安裝于二者之間的遮光板測量轉(zhuǎn)速的， 發(fā)光二級管發(fā)出紅外線， 通過安裝與電動機主軸的遮光板（遮光板再同一半徑上均勻的打出了多?。?，是光敏三極管感受到脈沖光信號， 并將其轉(zhuǎn)換成脈沖電信號， 經(jīng)電路處理為標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)速顯示于 LED 上。帶輪轉(zhuǎn)動時，就可在數(shù)碼管上直接讀出主動帶輪轉(zhuǎn)速n1 和從動輪轉(zhuǎn)速 n2 。因帶輪直徑D1D2 ，可以得出滑動率的計算公式v1v 2(1D 2 n 2)n1n 210

7、0 %v1D 1 n1n12. 電控模塊 -將 220V 、50Hz 的市電流整流成直流電， 經(jīng)電位器調(diào)壓調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。3. 負載 -電動機為從動輪的負載，燈泡為發(fā)電機的負載。負載的大?。ń油襞莸臄?shù)量）由按鈕開關(guān)控制。4. 扭矩的測量 -測量法為平衡電機法。 有電機工作原理可知， 定子與轉(zhuǎn)子之間有一對互為反作用的扭矩， 所以定子轉(zhuǎn)矩大小即為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的大小。電機通過軸承由一對支架支撐， 電機扭臂固定于電機釘子上，在扭臂的端部有一觸頭，作用于力傳感器上，有公式M=FL 可以專業(yè)資料.得到電機的扭矩。主動輪上的扭矩：T1 =F1L1(Nmm)從動輪上的扭矩：T2= 2 2 (Nmm)F L式中

8、 F1，F(xiàn)2 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L1、 L2 測力計的力臂， L1= L2=?mm 。測得不同負載下主動輪的轉(zhuǎn)速n1 和從動輪的轉(zhuǎn)速 n2 以及主動輪的轉(zhuǎn)矩T1 和從動輪的轉(zhuǎn)矩 T2 后，帶傳動效率可由3 式確定。P2T2 n2（3）P1T1n1帶傳動的有效拉力可近似由下面的公式計算F2 T 1（4）D 1式中 P1、P2 為帶傳動的輸入、輸出功率；T1、T2 為帶傳動的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩。以有效拉力 F 為橫坐標(biāo)，分別以不同載荷下的和之值為縱坐標(biāo)，就可畫出帶傳動的彈性滑動曲線和效率曲線，如圖2-1 所示。序儀器設(shè)備名儀器設(shè)備型號數(shù)量主要用途號稱a直流電動機1 臺機

9、械能輸入（電能轉(zhuǎn)化機械能）b直流發(fā)電機1 臺機械能輸出（機械能轉(zhuǎn)化為電能）c帶輪V 帶、平帶通用2 個機械能傳遞專業(yè)資料.d傳動輪V 帶、平帶（各一） 2 條機械能傳遞e螺口燈頭及燈40w9 套發(fā)電機負載泡f電機支架及軸2 套支撐電機定子， 使電機定子能夠承回轉(zhuǎn)g電機扭臂2 套測量扭矩（扭臂的長度為力臂大?。﹉力傳感器2 套測量扭矩（應(yīng)變大小與力成正比）i電控模塊1 套整流、調(diào)壓等j電測模塊1 套轉(zhuǎn)速及扭矩測量及顯示k按鈕開關(guān)10控制總電源及發(fā)電機負載l底座1 套支撐固定其他部件m咫尺測量扭臂長度5. 建議 ：實驗過程中主動輪的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)圍為 100002000 轉(zhuǎn)/ 分。三、實驗步驟1檢查安裝

10、。將選定的平帶合適的安裝好在兩帶輪上。啟動實驗臺的電動機，待帶傳動運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，可進行帶傳動實驗。2. 確定帶的初拉力 2F0 值。根據(jù)初拉力的大小決定砝碼 2（圖 1-1）的重量，將傳動帶緊。（注意，記錄實驗臺機主要參數(shù)，如帶型號， D1、D2 、專業(yè)資料.L1、L2 ， 等）。3. 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。4. 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(dǎo)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 n1 、n2、T1、T2 、值，依次做到帶在帶輪上接近明顯打滑時為止（滑動率 約為 20% 30% 即可），停止試驗。

11、卸去負載，按上述程序重復(fù)做一次，再停機，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表 1-1 中，取兩次的平均值。測得的數(shù)據(jù)應(yīng)不少于 68 點。5. 改變初拉力 2F0（或主動輪轉(zhuǎn)速），重復(fù)上述步驟，做出另一組試驗數(shù)據(jù)。并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表 1-2 中。6. 根據(jù)表 1-1、1-2 中的實驗記錄數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上合適取單位，描點，畫出帶傳動滑動率曲線和效率曲線，即 -F、 -F 關(guān)系曲線圖（用 16 開座標(biāo)紙繪出）六、實驗預(yù)期結(jié)果帶傳動最合理的狀態(tài)，應(yīng)使有效拉力 F 等于或稍小于臨界點 F ，這時帶傳動的效率最高， 滑動率 =1% 2% ，并且還有余力負擔(dān)短時間 （如啟動時）的過載。七、實驗報告整理將上述實驗結(jié)果，整理成實驗報告。專業(yè)資料.實驗報告實驗名稱：姓名：班