實驗3.帶傳動的彈性滑動和效率測定實驗

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1、實驗3帶傳動的彈性滑動和效率測定實驗指導(dǎo)書一、概述帶傳動的設(shè)計準則是保證帶傳動在工作中不打滑，同時又有足夠的疲勞強度和一定的壽命。傳動帶不出現(xiàn)打滑的臨界條件取決于帶傳動的滑動與承載能力（有效拉力、轉(zhuǎn)矩或傳遞功率）之間的關(guān)系。在傳動條件、初拉力一定的情況下帶傳動的滑動與有效拉力F之間的關(guān)系曲線如圖3-1所示。圖中ε-F曲線稱為帶傳動滑動曲線，h-F曲線為帶傳動效率曲線。其中：ε－滑動系數(shù),F－帶的工作拉力，h－帶傳動的效率，K－打滑臨界點。圖3-1帶傳動滑動曲線和效率曲線（3-1）其中：和分別為主動輪、、從動輪的線速度和

2、轉(zhuǎn)速，單位為m/s和r/min；D1、D2分別為主動輪、、從動輪的計算直徑，單位為mm。由圖可知，滑動曲線在開始一段，滑動系數(shù)隨有效拉力的增加而呈線性增加，這時傳動帶處于彈性滑動范圍內(nèi)工作，屬于彈性滑動區(qū)。當(dāng)拉力增加至超過某一值后，滑動系數(shù)增加很快，帶處于彈性滑動與打滑同時存在的范圍內(nèi)工作，屬于打滑區(qū)。當(dāng)拉力繼續(xù)增加，增加到一定值時，帶在帶輪上處于完全打滑工作狀態(tài)，此時滑動系數(shù)ε近于直線上升。為了保證傳動帶在工作中不打滑，又能發(fā)揮帶的最大工作能力，臨界條件應(yīng)取在k點，在這一臨界條件下，滑動系數(shù)ε=1%～2%，且傳動效率

3、h處于較高值。8為測定帶傳動的彈性滑動率，須測定帶傳動輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)速。由于帶傳動時彈性滑動量較小（1～2%），兩輪的轉(zhuǎn)速相差不大，如采用接觸式的機械法測量，由于測試精度低，測試結(jié)果誤差大，甚至測量不到彈性滑動的現(xiàn)象，因而對轉(zhuǎn)速的測量應(yīng)采用測試精度高的轉(zhuǎn)速測試設(shè)備，如光電測試法或閃頻法（見第2章轉(zhuǎn)速的測試）。為了測量帶傳動出現(xiàn)打滑的臨界點，在選用實驗負載時應(yīng)合理選用負載。如采用制動器負載，則達到最大傳動功率時傳動打滑，負載抱死，這樣就往往不能給出打滑的臨界點；而采用電機作負載時，帶傳動打滑時負載不會抱死，容易得到圖3

4、-1所示的實驗曲線，但傳動打滑時的極限功率測量不到。帶傳動的效率較高對轉(zhuǎn)矩的測量應(yīng)采用精度較高的實驗設(shè)備，防止因測試誤差超過精度導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真。一、實驗?zāi)康?．觀察帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象及過載后的打滑現(xiàn)象與承載能力、帶傳動的效率的關(guān)系。2．了解帶傳動傳遞的功率變化時，帶的有效拉力與彈性滑動系數(shù)、傳動效率之間的關(guān)系。3．了解帶傳動實驗臺結(jié)構(gòu)原理，掌握轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速差的實驗原理和測試方法。4．掌握帶傳動的滑動和效率的測試方法，掌握帶傳動最合理的工作狀態(tài)，探討改善帶傳動性能的措施。二、實驗內(nèi)容通過實驗，測試負載變化時帶傳動

5、的有效拉力與彈性滑動率的關(guān)系；以及帶傳動的有效拉力與傳動效率的關(guān)系。繪制帶傳動滑動曲線和效率曲線，使學(xué)生了解帶傳動的彈性滑動和打滑對傳動效率的影響。1．實驗設(shè)備和實驗原理實驗臺由機械部分和電路控制兩部分組成。1）機械部分的結(jié)構(gòu)、原理機械部分的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。帶傳動系統(tǒng)的輸入采用調(diào)速電動機5，方便調(diào)節(jié)輸入功率，輸出負載采用直流發(fā)電機8，其電樞繞組兩端接上燈泡負載9，發(fā)電機每按一下面板上的加載按鈕，負載電阻增加，實現(xiàn)發(fā)電機即帶傳動負載的調(diào)節(jié)。原動機的底座1為浮動結(jié)構(gòu)，能沿水平方向移動，底座1通過鋼絲繩、定滑輪與砝碼相連

6、，改變砝碼的大小，即可準確的預(yù)定帶傳動的初拉力。8帶傳動輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)矩采用機械式測功機的原理測定轉(zhuǎn)矩，如圖3-2所示，兩電機均采用懸掛支撐，電機定子可轉(zhuǎn)動，其外殼上裝有測力桿，支點壓在壓力傳感器3上，當(dāng)傳遞載荷時，作用在定子上的力矩T使定子轉(zhuǎn)動。通過壓力傳感器3得到正比于電動機何負載發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩院士信號。電子電路將該信號同哦A/D轉(zhuǎn)換成主、從動帶輪的驅(qū)動力和阻力數(shù)據(jù)，由顯示面板讀出。圖3-2帶傳動實驗臺外觀結(jié)構(gòu)圖1-電機浮動底板2-法碼3-壓力傳感器4-測力桿5-主動電動機6-平帶7-光電測速裝置（圖中被遮住了）8

7、-發(fā)電機9-燈泡負載10-機殼11-控制面板1）電路部分的工作原理圖3-3a為實驗設(shè)備電子電路的邏輯框圖。圖3-3b為帶傳動實驗臺控制面板圖。電路部分由電機調(diào)速電源電路、轉(zhuǎn)速測試和顯示電路、驅(qū)動和負載力測試電路等部分組成。調(diào)節(jié)板面上“調(diào)速”旋鈕改變電動機的轉(zhuǎn)速，改變帶傳動的輸入功率；同時通過帶傳動改變了發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機輸出不同的功率。由發(fā)電機的電樞端最多可并接8個40W燈泡用為負載，改變面板上A～H的開關(guān)狀態(tài)，即可改變發(fā)電機的負載量。輸入和輸出轉(zhuǎn)矩由壓力傳感器測得。轉(zhuǎn)速測量電路由兩電機后端安裝的光電測速的角位移傳

8、感器、測速轉(zhuǎn)盤以及A/D轉(zhuǎn)換板組成，所測主、從動帶輪的轉(zhuǎn)速在面板上由數(shù)碼顯示。顯示電路由左、右兩組LED數(shù)碼管分別顯示電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。在單片機的程序控制下，可分別完成“復(fù)位”、“查看”和“存儲”功能、“測量”8功能。通電后，該電路自動開始工作，個位右下方的小數(shù)點亮，即表示電路正在檢測并計算電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。通電后或檢測過