機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告帶傳動(dòng)

1、實(shí)驗(yàn)一帶傳動(dòng)性能分析實(shí)驗(yàn)'、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、了解帶傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)和工作原理。2 、掌握轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速差的測量方法，熟悉其操作步驟3 、觀察帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)及打滑現(xiàn)象。4 、了解改變預(yù)緊力對(duì)帶傳動(dòng)能力的影響。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1 、測試帶傳動(dòng)轉(zhuǎn)速ni、n2和扭矩、T2。2 、計(jì)算輸入功率Pi、輸出功率P2、滑動(dòng)率:、效率。3 、繪制滑動(dòng)率曲線；一P2和效率曲線 一P2。三、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及工作原理帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖圖1-1傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是由機(jī)械部分、負(fù)載和測量系統(tǒng)三部分組成。如圖1-1所示。、機(jī)械部分個(gè)裝有平帶的傳動(dòng)裝置。 主電機(jī)1是直流電動(dòng)機(jī)，裝在滑座上，可沿滑座滑帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一丨裝

2、有丨帶的傳動(dòng)裝置。動(dòng),電機(jī)軸上裝有主動(dòng)輪2,通過平帶10帶動(dòng)從動(dòng)輪8,從動(dòng)輪裝在直流發(fā)電機(jī)9的軸上，在直流 發(fā)電機(jī)的輸出電路上，并接了八個(gè)燈泡，每個(gè) 40瓦，作為發(fā)電機(jī)的負(fù)載。砝碼通過尼龍繩、定滑 輪拉緊滑座，從而使帶張緊，并保證一定的預(yù)拉力。隨著負(fù)載增大，帶的受力增大，兩邊拉力差也 增大，帶的彈性滑動(dòng)逐步增加。當(dāng)帶的有效拉力達(dá)到最大有效圓周力時(shí)，帶開始打滑，當(dāng)負(fù)載繼續(xù) 增加時(shí)則完全打滑測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速測定裝置和扭矩測量裝置兩部分組成。（1）轉(zhuǎn)速測定裝置用硅整流裝置供給電動(dòng)機(jī)電樞以不同的端電壓實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)動(dòng)操縱面板上“調(diào)速”旋鈕， 即可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速范圍為01500r/

3、min ;兩電機(jī)轉(zhuǎn)速由光電測速裝置測出， 將轉(zhuǎn) 速傳感器（紅外光電傳感器）分別安裝在帶輪背后的“U'形糟中，由此可獲得轉(zhuǎn)速信號(hào)，經(jīng)電路處理即可得到主、從動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)速n1、n2。（2）扭矩測量裝置電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T1 （主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩）、和發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩T2 （從動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩）采用平衡電機(jī)外殼（定子）的方法來測定。電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的外殼支承在支座的滾動(dòng)軸承中，并可繞轉(zhuǎn)子的軸線擺動(dòng)。當(dāng) 電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于受轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的反作用，電動(dòng)機(jī)定子將向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反 方向傾倒，發(fā)電機(jī)的定子將向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相同方向傾倒， 翻轉(zhuǎn)力的大小可通過力傳感器測得， 經(jīng)過 計(jì)算電路計(jì)算可得到作用于電機(jī)和發(fā)電機(jī)定

4、子的轉(zhuǎn)矩，其大小與主、從動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩T,、T2相等。只要測得不同負(fù)載下主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 m和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 壓以及主動(dòng)輪的扭矩T1和從動(dòng)輪的扭矩T2，就可計(jì)算出不同的負(fù)載下的彈性滑動(dòng)系數(shù) ；以及效率。以P2為橫坐標(biāo)，分別以不同負(fù)載下的 ;和 為縱坐標(biāo)，就可以畫出帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)曲線和效率曲線。3 、加載裝置在發(fā)電機(jī)激磁線圈上并聯(lián)電阻，每按一下“加載”鍵，即并聯(lián)上一個(gè)電阻，使發(fā)電機(jī)負(fù)載逐步增加，電樞電流增大，隨之電磁轉(zhuǎn)矩也增大。由于發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相反的電磁轉(zhuǎn)矩，故此發(fā)電機(jī)的電磁力矩對(duì)電動(dòng)機(jī)而言即為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。因此每并聯(lián)一個(gè)電阻，發(fā)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩就增大，從而實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的改變。4 、電器箱：實(shí)驗(yàn)臺(tái)所有的

5、控制、測試均由電器控制箱（其原理參見圖 1-2），旋轉(zhuǎn)面板上的調(diào) 速旋紐，可改變主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，并由面板上的顯示裝置上直接顯示。 直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn) 矩也分別由設(shè)在面板上的顯示裝置顯示。發(fā)電機(jī)力傳電功機(jī)力傳電動(dòng)機(jī)丈I矩發(fā)電機(jī)力矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速攝電動(dòng)機(jī)電樞接電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)璉圖1-2電器箱電路原理圖四、實(shí)驗(yàn)原理傳動(dòng)帶裝在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上，直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)均由一對(duì)滾動(dòng)軸承支撐，其定子（外殼） 可以繞轉(zhuǎn)子軸線擺動(dòng)。通過轉(zhuǎn)速測定裝置和專據(jù)測定裝置，可以得到主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速厲、$ 及主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩1；和t2。m-in2 帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)： 100% （i為傳動(dòng)比）n；由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的帶輪直徑 D

6、=D= 120mm i =1，所以名= 一 "00%niP2 = T2n2 wo °。帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率：P1 T1n1（R、巳分別為主動(dòng)輪的輸入功率和從動(dòng)輪的輸出功率）隨著負(fù)載的改變，m、rt和T1、T,值也將隨之改變。這樣，可以獲得不同負(fù)載下的 ；和 值， 由此可以得出帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率曲線和效率曲線。改變帶的預(yù)緊力 F°，又可以得到在不同預(yù)緊拉力 下的一組測試數(shù)據(jù)。顯然，實(shí)驗(yàn)條件相同且預(yù)緊力Fo一定時(shí)，滑動(dòng)率的大小取決于負(fù)載的大小，F(xiàn)1與F2之間的差值越大，則產(chǎn)生彈性滑動(dòng)的范圍也隨之增大。 當(dāng)帶在整個(gè)接觸弧上都產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)， 就會(huì)沿帶輪表面 出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，這時(shí)，帶傳

7、動(dòng)已不能正常工作。所以打滑現(xiàn)象是應(yīng)該避免的?；瑒?dòng)曲線上臨界點(diǎn)（A 和B）所對(duì)應(yīng)的有效拉力即不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象時(shí)帶所能傳遞的最大有效拉力。通常，我們以臨界點(diǎn)為 界，將降曲線分為兩個(gè)區(qū)，即彈性滑動(dòng)區(qū)和打滑區(qū)（見圖 1-3所示）o01 <02P2彈性滑動(dòng)一-打滑-圖1-3帶傳動(dòng)滑動(dòng)曲線圖1-4帶傳動(dòng)效率曲線實(shí)驗(yàn)證明，不同的預(yù)緊力具有不同的滑動(dòng)曲線。其臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的有效拉力也有所不同。從圖1-3和圖1-4可以看出，預(yù)緊力增大，其滑動(dòng)曲線上的臨界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的功率F2也隨之增加，因此帶傳遞負(fù)載的能力有所提高，但預(yù)緊力過大勢必對(duì)帶的疲勞壽命產(chǎn)生不利的影響。五、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)參數(shù)直流電機(jī)功率為355W調(diào)速

8、范圍501500rpm初拉力最大值為3Kg皮帶輪直徑DD120mm六、實(shí)驗(yàn)步驟1、接通電源前，先將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源開關(guān)置于“關(guān)”的位置，檢查控制面板上的調(diào)速旋鈕，應(yīng) 將其逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，即置于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零的位置。2、 將傳動(dòng)帶套到主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪上，并在預(yù)緊裝置的砝碼盤上加2Kg重量的砝碼。3、打開電源開關(guān)，順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高直到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 顯示為n1 : 900轉(zhuǎn)/分為止（同時(shí)顯示出n2），此時(shí)，轉(zhuǎn)矩顯示器也同時(shí)顯示出電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T1和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩T?。4 、待穩(wěn)定后，記錄皮帶傳動(dòng)的實(shí)測結(jié)果，同時(shí)將這一結(jié)果記錄到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的數(shù)據(jù)記錄表中。5 、點(diǎn)擊“加載”按鈕

9、，使發(fā)電機(jī)增加一定的負(fù)載，待穩(wěn)定后，記錄測試結(jié)果R|、n2和T-!、T2到 數(shù)據(jù)記錄表中。重復(fù)本步驟，直到；1620%為止，結(jié)束本實(shí)驗(yàn)。6 、增加皮帶預(yù)緊力到3Kg（增加砝碼重量），再重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。經(jīng)比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)帶傳 動(dòng)功率提高，滑動(dòng)率系數(shù)降低。7 、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，首先將負(fù)載卸去，然后將調(diào)速旋鈕逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到底，關(guān)掉電源開關(guān)，然 后切斷電源，取下帶的預(yù)緊砝碼。8 、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算結(jié)果F。=2 kg序號(hào)(rpm)n2(rpm)z(%)(N m)T2 (N m)P(W)(W)X%)P負(fù)(W)17017000.00141.170.05820.17350.0

10、4027006990.00141.40.52980363.480.371037006630.052920.991400656.370.472047005720.18292.41.281680732.160.443057005230.25292.481.641736857.720.494067004740.32292.61.871820886.380.495077004250.39292.872.012009854.250.436087004140.40862.92.222030919.080.4570Fo =3 kg序號(hào)(rpm)n2(rpm)z（熱）T1(N m)T2 (N m)P(W)(W

11、) (%)P負(fù)(W)170170101.340.035939.3424.5350.03027017000.001431.750.71226.84900.41037006990.001432.181.21526838.80.552047016970.005712.751.641927.81143.10.593057016950.008563.041.9921311383.10.654067006930.013.452.3424151621.60.675076996900.012883.512.622453.51807.80.746087016700.044224.332.923035.31956

12、.40.647097006150.121434.453.2831152017.20.6590107005700.185714.983.6934862103.30.6110八、用坐標(biāo)紙繪制滑動(dòng)率曲線；-P2和效率曲線-P2。用獲得的一系列ni、壓、Ti、T2值，通過計(jì)算可獲得一系列；、和P，（P2二門2丁2）的值然后可在坐標(biāo)紙上繪制名P和F2關(guān)系曲線，如圖1-5所示A 0 P axP21滑動(dòng)系數(shù)曲線2效率曲線圖1-5滑動(dòng)曲線和效率曲線從圖1-5上可以看出，；曲線上的Ao點(diǎn)是臨界點(diǎn)，其左側(cè)為彈性滑動(dòng)區(qū)，是帶傳動(dòng)的正常工作 區(qū)。隨著負(fù)載的增加，傳動(dòng)效率增大，滑動(dòng)系數(shù)逐漸增加，。當(dāng)載荷增加到超過臨界點(diǎn)

13、A0后，帶傳 動(dòng)進(jìn)入打滑區(qū)，傳動(dòng)效率降低，滑動(dòng)系數(shù)突然增加很快，帶傳動(dòng)不能正常工作，所以應(yīng)當(dāng)避免。九、思考題1、帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象有何區(qū)別？它們各自產(chǎn)生的原因是什么？答：現(xiàn)象區(qū)別：（1 ）彈性滑動(dòng)是帶傳動(dòng)的固有特性，是不可避免的。打滑是一種失效形式，是可以避免的， 而且我們必須避免；（2）打滑發(fā)生在小帶輪的全部包角內(nèi)，而彈性滑動(dòng)只發(fā)生在離開主、 從動(dòng)輪前的一段?。椿瑒?dòng)?。┥?；（3 ）打滑有過載保護(hù)的作用，但會(huì)加劇帶的磨損，而彈性滑動(dòng)會(huì)影響傳動(dòng)精度。產(chǎn)生的原因：彈性滑動(dòng)是由帶的拉力差引起的，帶的拉力差就越大，就導(dǎo)致彈性滑動(dòng)區(qū)增大， 滑動(dòng)現(xiàn)象越明顯；打滑時(shí)過載引起的，當(dāng)載荷過大，帶和輪之間的摩擦力小于帶拉力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)打 滑。2、帶傳動(dòng)的預(yù)緊力對(duì)帶的傳動(dòng)能力有何影響？答：預(yù)緊力越大，帶與帶輪之間的的正壓力就越大，最大有效拉力Fmax越大，帶傳動(dòng)的最大拉力會(huì)增加。但當(dāng)預(yù)緊力過大，將導(dǎo)致帶的磨損加劇，帶壽命縮短；當(dāng)預(yù)緊力過小，帶的工作能力將不足，工作時(shí)會(huì)打滑。3、帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率如何測定？帶傳動(dòng)的效率如何測定?答：（1）滑動(dòng)率的測量：通過轉(zhuǎn)速測量裝置和轉(zhuǎn)矩測量裝置，可以得到主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 m和n2、轉(zhuǎn)矩T1和T2on 1 -in2 帶傳動(dòng)的滑動(dòng)系數(shù)為：100%（i為傳動(dòng)比）ni由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的帶輪直徑 D=D= 120mm i =1,所以 z =&#