试验七带传动试验

7 7 实验七实验七带传动的弹性滑动与效率实验带传动的弹性滑动与效率实验 靠摩擦力传递动力或运动的摩擦型带传动（如平带、V 带等） ，由于中间元件传动带所 具有的挠性，使带传动在工作中产生紧边拉力F1与松边拉力F2，由紧边拉力计算式 F 1  F 0  FF 和松边拉力计算式F 2  F 0  （式中，F0为带的预紧力；F 为工作载荷要求的 22 有效圆周力） ，可以看出，由于紧边和松边的拉力不同，造成带的紧边和松边的拉伸变形不 同，因而不可避免地会产生带的弹性滑动。由于弹性滑动的影响，从动轮的圆周速度 v2低 于主动轮的圆周速度 v1，其降低量可用滑动率来表示：  d 1n1 d 2n2 v1v2 100% 100% （7-1） v1d1n 1 若主动带轮直径与从动带轮直径相等，即d1 d 2 ，则  n 1 n 2100% n 1 滑动率的值与发生弹性滑动的强弱有关，也就是与工作载荷要求的有效圆周力有关。 在做该项实验过程中可以观察到，随着工作载荷的增加，从动轮的圆周速度 v2与主动轮的 圆周速度 v1的差值越来越大，即值越来越大。当工作载荷要求的有效圆周力 F 超过带与 带轮间的摩擦力极限值时，带开始在轮面上打滑，滑动率值急剧上升，带传动失效。这就 是带传动实验中的滑动率实验。 带传动实验的第二项内容是求带传动的工作效率。机械传动的工作效率是输出功率 P2与输入功率 P1的比值，即 P 2 。带传动工作时，由于弹性滑动的影响，造成带的摩擦 P 1 发热和带的磨损，也使传动效率降低。 从机械设计手册中查到的带传动的工作效率值， 是在 预紧力 F0、 工作载荷 F、 带的圆周速度 v 都达到设计的预定值时的最高效率， 如果预紧力 F0、 工作载荷 F、带的圆周速度v 没有达到设计的预定值时，则效率值低于最高效率值。带传 动效率实验是在预定带的圆周速度v 值、预紧力F0值条件下，工作载荷F 由小到大过程中， 效率的变化状况。如果预紧力 F0超过设计的预定值，虽然效率值有所提高，但将使带的 磨损加剧，温升增高，寿命下降。 根据公式 P 1 T 1n1 /9550 ，P 2 T 2n2 /9550 （7-2） 式中：P 1 、P 2 --------输入、输出功率（KW）; T 1 、T2-------输入、输出转矩（N m） n 1 、n2------输入、输出转速（r/min） 效率值可表示为  P 2 / P 1  T 2n2100% （7-3） T 1n1 1 一般实验台在测量带传动工作效率时，不是测量的输出功率 P2与输入功率 p1，而是测 量转矩 T1、T2和转速 n1、n2，在求带传动的工作效率值时，可用式（7-3）求解。 7.17.1实验目的实验目的 (1)了解带传动实验台的结构及工作原理； (2)观察带传动中的弹性滑动和打滑现象； (3)掌握带传动中转矩和转速的基本测定方法； (4)了解带传动在不同初拉力、不同转速下的载荷与滑动率、载荷与效率的关系。 7.27.2实验内容实验内容 (1) 测定带传动中的转矩和转速； (2) 绘制带传动的滑动曲线及效率曲线。 7.37.3实验台结构和工作原理实验台结构和工作原理 (1)本实验台机械部分主要由两台直流电机组成（见图7-1） 。左边一台是直流电动机， 产生主动转矩，通过平胶带，带动右边的直流发电机。通过面板（见图7-4）上的“加 载”按钮键控制电子开关，逐渐接通并联的负载电阻（如图7-2 所示） ，使发电机的输 出功率逐渐增加，即改变了平胶带传送的功率的大小，使主动直流电动机的负载功率 逐渐增加 1-从动直流发电机 2-从动带轮 3-传动带 4-主动带轮 5-主动直流电动机 6-牵引绳 7-滑轮 8-砝码 9-拉簧 10-浮动支座 11-拉力传感器 12-固定支座 13-电测箱 14-标定杆 图 7-1 实验台结构简图 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(从动电机转矩)迫使拉钩作用于拉力传感器， 传感器输出的电信号正比于T1T2的原始信号， 两台电机的转速传感器 （红外光电传感器） 分别装在带轮背后的环形槽中， 电测箱上的面板， 能实时显示 T1、T2、n1、n2. 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 传动的预拉力机构，改变砝码大小就可改变预拉力F0。 本实验台的电测系统装在实验台的电测箱内。 如图 7-3 所示，单片机承担数据采集、 数 据处理、信息记忆等任务。并实时显示带传动过程中主、从动带轮的转速、转矩值。若通过 微机接口外接 PC 机，还可自动显示并打印输出带传动的滑动曲线及效率曲线和有关数据。 电测箱操作部分主要集中在箱体正面的面板上，面板的布置见图7-4 所示 2 图 7-2 直流发电机加载示意图 图 7-3 实验系统组成框图 图 7-4 实验操作面板 7.47.4实验步骤实验步骤 (1)人工记录操作方法 1)设置预拉力F 0 不同型号传动带需在不同预拉力F 0 的条件下进行实验，也可对同一型号传动带采用不 同的预拉力，试验不同预拉力对传动性能的影响。 如果想改变预拉力，只需改变图 7-1 中砝 码 8 的大小。 2)接通电源 a)先将电机调速旋钮逆时针转到底，使开关“断开” ，然后再按电源开关接通电源。 3 b)按一下“清零”键，此时主、被动轮电机转速显示窗为“ 0” ，转矩显示窗为“.” ，系 统处于自动校零状态，校零结束后，转矩窗显示为“0” 。 c)将调速“粗调”旋钮顺时针旋转接通“开关” ，慢慢调速，直至主动电机转速达到了 预定转速为止（建议预定转速为 1200～1300r/min） 。此时，从动电机转速也将显示在显示 屏上。 3)加载 a)空载时，记录主、被动轮转矩与转速。 b)按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，使用调速“细调”旋钮调整主电机转速， 使其保持在预定转速内，待显示稳定后（一般显示器跳动2～3 次即可达稳定值） ，记下主、 被动轮转矩与转速值。 c)再按“加载”键一次，第二个加载灯亮，用“细调”旋钮调整主电机转速，仍保持预 定转速，待稳定后再记下转速与转矩值。 d)重复以上操作，直至7 个加载指示灯亮。逐次记下8 组数据。需要时改变初拉力，上 述程序重复操作一遍。 e)将“粗调”、 “细调”旋钮逆时针转至底，再按“清零”键，显示指示灯全部熄灭， 机器处于关断状态，等待下次实验或关闭电源。 4)根据 8 组数据计算、值并绘制带传动滑动曲线T2及效率曲线T2。 注意：1)在每次加载过程中，应始终使主动电机转速基本保持在预定转速范围内。 2)为便于记录数据，在实验台的面板上设有“保持”键， 每次加载数据基本稳定 后，按“保持”键可使转矩、转速稳定在当时的显示值不变。按任意键，可脱 离“保持”状态。 (2)计算机接口操作方法 1)连接 RS232 通讯线 在带传动实验台后板上设有RS232 串行接口，可通过所附的通讯线直接和计算机相连， 组成带传动实验系统。如果采用多机通讯转换器，则需要首先将多机通讯转换器通过RS232