10带传动的实验.docVIP

课题十 带传动的实验 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，分为依靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动和依靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动两种类型，比较常用的是摩擦型带传动。 由于摩擦型带传动在传动过程中带与带轮之间存在弹性滑动及打滑现象，所以带传动的传动比、承载能力、传动效率都与弹性、摩擦力有关，有其特殊性。带传动的实验主要是对摩擦型带传动的特性测定及分析，观察带传动的弹性滑动与打滑现象，分析承载能力，测定、绘制带传动的滑移率曲线和效率曲线，从而加深对上述理论问题的理解。 带传动的实验所采用的设备有多种不同的的型式，本实验以如图10-1所示的实验台为例，叙述带传动的性能测定实验过程。 图10—1 皮带传动实验台结构示意图 1-机座；2-移动支架；3、6-压力传感器；4-固定支架 5-负载灯泡（组）；7-测力杠杆；8、13-直流电动机 9-主动带轮；10-张紧装置；11-传动带；12-从动带轮 1.1带传动实验的操作规程 1．实验中必须注意安全。女生须特别注意，勿将长发散落在机器上方；操作者须扣紧衣袖；实验台运转过程中，不许用手触摸旋转部位。 2．发生明显打滑现象时，应迅速记录相关数据，以免皮带因打滑而发生过度磨损（一般当时即可停止实验）。 1.2 带传动实验台的工作原理 带传动实验台如图10—1所示，分别安装在直流电动机8和直流发电机13轴上的主动带轮9、从动带轮12以及紧绕在两带轮上的传动带11组成了带传动的基本结构。在电动机驱动下，主动带轮靠摩擦力拖动传动带，传动带靠摩擦力驱使从动带轮转动，进而驱动发电机运转并发电。 带的张紧是靠发电机支架（称为固定支架4）固定在实验台机座1上，而电动机支架（称为移动支架2）的底板则可以沿机座导轨水平移动，通过增大两带轮中心距实现带传动的张紧。带传动的张紧装置由螺旋机构和液压机构组成，通过旋转竖直方向的螺杆改变下面的水平活塞杆位置，活塞杆推动移动支架沿水平方向移动，从而改变了两带轮之间的中心距，以此实现对传动带施加一定的初拉力或调节初拉力的大小。在移动支架与水平活塞之间安装一个压力传感器3，活塞对移动支架的推力由该压力传感器测定，其值等于传动带上下两边拉力之和，即，该值在实验中将直接显示在控显面板的“张力”数码管上。 弹性滑动是带传动的固有特性，带传动传递的载荷大小决定了弹性滑动率的大小、带传动效率的高低。本实验台用灯泡（组）5作为发电机的负载，在直流发电机的输出电路上，并联了一组（个）的灯泡，并串联一个变阻器，共同作为带传动的加载控制装置。显然负载功率即是发电机输出的有效功率。发电机作为工作机，其输出功率大小反映了带传动传递的载荷大小。灯泡全部关闭时负载功率为零（），因此发电机输出的有效功率为零（但必须指出，由于摩擦损失以及电路中其它元件的功率损失，此时带传动整体系统的载荷并非为零，亦即从动带轮的输出转矩和功率不为零）。通过控显面板的“负载”控制键“”和“”可逐档递增或递减负载功率。随着负载功率的增大，发电机输出功率逐档增大（），带传动传递的载荷也逐渐增大。与此同时，带与带轮轮缘之间发生弹性滑动的量值以及区域也将逐渐增大，当传递载荷达到一定程度（即达到带与带轮间极限摩擦力总和，亦即达到带传动的最大有效拉力值）时，带与带轮间将发生显著的全面滑动——打滑。发生打滑现象时，传动效率急剧降低，而且由于带与带轮间发生剧烈的滑动摩擦而导致传动带磨损加剧，因此打滑是带传动的一种失效形式。 1.3 带传动实验数据的测定 1．转速控制与测定 带传动实验台的转速控制由两部分组成：一部分为按脉冲宽度调制原理所设计的直流电动机调速电源；另一部分为由单片机控制的电动机（主动带轮）和发电机（从动带轮）各自转速的测量及显示电路以及各自的红外传感电路。调速电源除了为直流电动机提供所需的励磁电压和电枢电压外，还为转速测量及显示电路提供直流电压。旋转“调速”旋钮可连续改变电动机的电枢电压，由此实现电动机的转速调节，进而通过带传动实现发电机转速的调节。 在电动机和发电机的转子（轴）后端各安装一个与前端带轮同步运转的测速盘，测速盘上有一个透光标志孔，在实验台机座相应位置各安装一个测速光电传感器。带轮每转一周，就有一个光电信号被记录下来。这些信号通过单片机的传输和计数处理，转换为主、从动带轮的转速值、，并直接显示在控显面板上的“转速1”和“转速2”数码管上。 2．转矩臂力的测定 主、从动带轮传递的转矩、不便直接测定，本实验台是根据作用力（矩）和反作用力（矩）原理来间接的确定这两个力矩。 电动机和发电机的定子机壳支承在各自支架的滚动轴承上，分别可绕与转子重合的轴线摆动。实验台在工作状态时，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，