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1、.实验 七 带传动特性实验实验学时：2 ； 实验类型：综合 ；实验要求：必修 一实验目的1.了解带传动的弹性滑动与打滑现象。2.运用Excel绘制带传动的滑动曲线（）与效率曲线（）；3.掌握带传动实验台的工作原理，尤其是扭矩、转速的测量方法。二实验设备1.CTPDC型带传动实验台以及数据采集、测试计算机等；2.学生自备工具，文具及数据存储用U盘等。三实验原理1.实验原理在带传动过程中，主、从动带轮产生转速差的主要原因是带与带轮间的弹性滑动引起的，而弹性滑动是由于带在传动中紧边拉力大于松边拉力，紧边到松边的拉力是变化的，带的拉伸弹性变形也相应变化，从而使带速与带轮的圆周速度不等，从而产生弹性滑动
2、，导致从动轮的圆周速度小于主动轮的圆周速度。弹性滑动是一种微量的滑动，是不可避免的。弹性滑动不仅影响传动速度，而且影响到传动效率，使传动效率降低。当带传动在过载情况下，带与带轮产生全面滑动时，这时带传动严重失稳，并使带剧烈磨损，从而使传动失效，打滑现象是可以避免的。弹性滑动通常用滑动率来衡量，即：当主动轮与从动轮的直径相等时，则：式中：，主、从动轮的圆周速度（） ，主、从动轮的转速（）一般带传动的滑动率=（12）%带传动的效率等于从动轮传递功率与主动轮传递功率之比，即：=/主动轮传递的扭矩与功率的关系为 ； 从动轮传递的扭矩与功率的关系 ； 所以效率的计算式也可写成 带传动的滑动曲线（）与效率
3、曲线（）如图71所示。带传动的有效拉力F与扭矩T1的关系 图71 带传动效率与滑动率曲线图带传动的有效应力为：式中：主动带轮直径（）试验三角带之剖面面积（） 2.实验参数基于计算机RS232串口测量的带传动实验台测量系统，包括带传动实验台和数据采集用计算机等。直流电动机：功率=0.355，调速范围501300，精度1；直流发电机：功率=0.355，加载范围0320;预紧力最大值：3.0转矩力测杆力臂长：=120（、电机转子轴心至力传感器中心的距离）；测力杆刚度系数：=0.24带轮直径：=120；压力传感器：精度1%，量程050；皮带为美国型号: ，广角（60）V带，带节周长=800，截面积=2
4、1.83。3.实验台的结构与工作原理图72 带传动实验台轴测图1图73 带传动实验台轴测图2带传动实验台如图72、73所示。电动机为直流无级调速，采用先进的调速电路，测速方式为红外线光电测速；皮带轮转速和扭矩可直接在面板上准确读取，也可输出到计算机中进行测试分析。带传动实验台主要由两个直流电机组成，其中一个为主动电机，另一个为从动电机，作为发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载，主动电机固定在一个可以在水平方向移动的底板上，与发电机由一根广角V带连接。在与滑动底板相连的法码架上加上法码，即可张紧皮带,如图72所示。电机锭子未固定可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器上通过计算即可得到电
5、动机和发电机的转矩。两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测转速在面板上各自的数码管上显示。4.实验台显示控制面板说明 带传动实验台的转速控制由两部分组成：一部分为由脉冲宽度调制原理所设计的直流电机调速电源；另一部分为电动机和发电机各自的转速测量电路及显示电路以及各自的红外传感器电路。调速电源能输出电动机和发电机励磁电压，还能输出电动机所需的电枢电压，调节板面上“调速”旋钮，即可获得不同的电枢电压，也就改变了电动机的转速。发电机的电枢端并接八个40W灯泡用为负载。转速测量及显示电路有左、右两组LED数码管，分别显示电动机和发电机的转速，如图72所示。四实验教学方法与手段实验教学以基于Pro/
6、ENGINEER开发的皮带实验台3D模型为教学对象，并在Pro/ENGINEER软件的3D环境中进行教学。其余内容讲解采用PPT等讲解。五组织运行要求采用基于校园网络的开放运行模式。六实验内容本实验要求学生至少完成带传动打滑数据和带传动避免打滑数据的测量内容。七实验步骤实验安全重要提示，实验期间务必遵守安全操作规程，注意人身安全防护。尤其不能将手伸进实验台防护罩内，更要防止异物如女生头发等进入实验台防护罩内。在启动实验台电源开关之前，必须做到： 将面板上转速调节旋钮逆时针旋到止位，以避免电动机通电后突然高速转动产生冲击损坏传感器；应在砝码托盘上加上一定的砝码，使带张紧；应确认发电机没有加载，否
7、则请卸掉负载。实验期间需要注意以下事项。 采集数据时，一定要等转速窗口数据稳定后进行，两次采集间隔大约30秒钟。当带加载至皮带打滑时，运转时间不能过长，以防带过度磨损。将2砝码作为坠重，置于砝码托盘之上。打开计算机，单击桌面“皮带传动”图标，进入皮带传动测试软件的封面。如图74所示单击左键，进入皮带传动测试软件说明界面，如图75所示。图74 皮带传动测试软件的封面图75 皮带传动测试软件说明界面在皮带传动实验说明界面下方点击【实验】按钮，进入皮带传动实验测试界面，会弹出【开始接受数据】的对话框，如图76所示。点击【确定】开始接数据，界面显示如图77所示。 图76 开始测量并接收实验数据图77
8、皮带传动测试软件界面调节显示控制面板上的调速旋钮6逐步将电动机的转速调至1200，待皮带传动运转平稳后，可进行皮带传动实验。实验数据的测量。首先单击【稳定测试】按钮，记录第一组空载实验数据，同时手工将数据记录在实验报告的数据记录表上。然后点击【加载】按钮，可增加约16灯泡负载功率，待测试软件界面显示的数据如电动机和发电机的转速及转矩的数值与实验台显示控制面板显示的对应数据基本一致时再点击【稳定测试】按钮，一般需要等待30秒钟时间，同时手工记录数据。期间，如果点击【稳定测试】之后弹出【请重新测试！】的对话框，如图78所示，说明当前计算机接收的数据还不稳定，请继续等待直至数据与实验台显示控制面板的
9、数据基本一致时再点击【稳定测试】按钮。之后依次循环【加载】与【稳定测试】的操作，实验采集序号至少在10组以上。一般情况，测量两组实验数据，即一组是打滑的数据，第二组是避免打滑的数据。分组依据是张紧装置所加砝码的多少，第一组打滑数据的砝码配重在2左右，第二组避免打滑的配重至少在3以上。图78 【请重新测试！】对话框测试完成之后，可以点击【实测曲线】按钮观察根据实测数据绘制的滑动曲线（）与效率曲线（）曲线图，如图79所示。若计算机安装有打印机可以继续点击【打印】按钮打印实测曲线图。打滑实验数据测量结束之后，进行第二组避免打滑的实验。点击【重做实验】按钮卸掉发电机当前载荷，增加张紧力砝码使总配重至少
10、3。重复实验步骤68中操作，完成第二组实验内容测试。两组实验结束，单击【退出系统】按钮，返回Windows界面。旋转调速旋钮缓慢将电动机转速调至零转速，卸掉张紧皮带的砝码，避免皮带长时间被张紧，关闭实验台电源，关闭计算机。图79 滑动曲线（）与效率曲线（）曲线图八思考题1.带传动的弹性滑动和打滑有何不同？产生的原因是什么？各有何后果？2.比较不同皮带张紧力作用下，带的弹性滑动曲线及效率曲线有何不同？3.综合分析影响带传动承载能力的因素。九其它说明 1.实验期间务必注意安全防护，防止手、头发等进入带传动实验台防护罩，被皮带绞入。2.注意用电安全。十附表表7-1 带传动特性实验之Excel实验数据
11、处理模板DEFGH6测量数据测点127()8()91011计算数据()=G7*/(1000*60)=H7*/(1000*60)12()= G8*/(1000*60)= H8*/(1000*60)13=(G11-G12)/G11=(H11-H12)/H1114=G8*G10/(G7*G9)=H8*H10/(H7*H9)带传动特性实验报告班级姓名学号专业实验日期实验成绩实验预习实验操作实验报告成绩一实验预习1实验目的 2实验原理二实验数据记录表（实验台序号： ）表72 打滑数据记录表（ kg坠重） 测点记录内容12345678910()()()()表73避免打滑数据记录表（ kg坠重） 测点记录内容12345678910()()()()三实验数据处理表(保留三位小数)表74打滑数据处理表（ kg坠重） 测点计算内容12345678910()()滑动率效率表75避免打滑数据处理表（ kg坠重） 测点计算内容12345678910()()滑动率效率四运用Excel 绘制的曲线与曲线，如图71和图79所示。皮带打滑的数据曲线
