实验1带传动实验

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1、实 验 1 带 传 动 实 验实验学时： 2 实验类型： 验证性 适用专业： 机械类 一、实 验 目 的1 观 察 带 传 动 工 作 中 的 弹 性 滑 动 和 打 滑 现 象 并 分 析 其 产 生 原 因 。2 测 定 带 传 动 在 实 验 条 件 下 的 弹 性 滑 动 率 与 传 动 效 率 ， 并 绘 制 弹 性 滑 动曲 线 和 传 动 效 率 曲 线 。3 了 解 本 实 验 所 用 设 备 的 工 作 原 理 和 使 用 方 法 。二、实 验 设 备 及 其 工 作 原 理本 实 验 采 用 的 设 备 是 PDCB 智 能 型 皮 带 传 动 测 试 台 ， 图 1-1

2、所 示 为其 结 构 示 意 图 。图 1-1 PDCB 智 能 型 皮 带 传 动 测 试 台 结 构 示 意 图1-机 座 2-移 动 支 架 3-（ 测 初 拉 力 ） 压 力 传 感 器 4 固 定 支 架 5-负 载 灯 泡 （ 组 ） 6-（ 测 支 反 力 ） 压 力 传 感 器 7-测 力 杠 杆 8-直 流 电 动 机 9-主 动 带 轮 10-张 紧 装 置 11-传 动 带 12-从 动 带 轮 13-直 流 发 电 机为 便 于 理 解 ， 我 们 从 主 机 系 统 和 电 气 装 置 两 方 面 对 PDCB 智 能 型 皮带 传 动 测 试 台 的 结 构 及 其

3、 工 作 原 理 分 别 介 绍 。1 主 机 结 构 与 工 作 原 理 简 介分 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 （ 平 带 ） 11 组 成 了 （ 平 ） 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 传 动 利 用 摩 擦 力 工 作 ， 因 此 必 须

4、 将 传 动 带 以 一 定 初 拉 力 张 紧 在 两 带轮 上 。 本 实 验 台 是 通 过 增 大 两 带 轮 中 心 距 实 现 带 传 动 的 张 紧 。 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 。 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

5、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02F控 显 面 板 的 “张 力 ”数 码 管 上 。弹 性 滑 动 是 带 传 动 的 固 有 特 性 ， 弹 性 滑 动

6、 率 的 大 小 、 带 传 动 效 率的 高 低 与 带 传 动 传 递 的 载 荷 大 小 是 密 切 相 关 的 。 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 ）5的 灯 泡 ， 并 串 联 一 个 变 阻 器 （ 图 中 未 画 出 ） ， 共 同 作 为 带 传 动 的 加 载60W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 ，WP其 输 出 功 率 大 小 反 映 了 带 传 动 传 递 的 载 荷 大 小

7、。 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W0P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 为验证性实验 实验 1 带传动实验零 ， 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2T2P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

8、 逐 档 增 大 （ ） ， 带 传 动 传 递 的 载 荷 也Wmax30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

9、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 。 需 要 指 出 ， 对 于 有 带 传 动 参 与 组 成 的 多 级 机 械 系 统 ， 打 滑 起 着 过 载保 护 作 用 。2 电 气 装 置 及 其 工 作 原 理PDCB 智 能 型 皮 带 传 动 测 试 台 的 电 气 装 置 主 要 由 转 速 调 节 与 测 量 部 分 、力 的 测 量 部 分 以 及 负 载 功 率 调 节 部 分 组 成 。图 1-2 所 示 为 PDCB 智 能 型 皮 带 传 动 测 试 台 控 显 面 板 布 局 示 意 图

10、。1） 转 速 控 制 与 测 量 装 置本 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 传图 1-2 PDCB 智 能 型 皮 带 传 动 测 试 台 控 显 面 板 布 局 图感 电 路 。 调 速 电 源 除 了 为 直 流 电 动 机 提 供 所 需 的 励 磁 电 压

11、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

12、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 、 ，1n2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 量 装 置主 、 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1T2（ 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

13、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 。 本 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 ， 电 动 机 的 定 子 机 壳 将 沿 转 子 旋 转 方 向 的 反 向 翻 转 ， 而 发 电 机 的定 子 机 壳 将 沿 转 子 旋 转 方 向 的 同 向 翻 转 。 如 图 1-1 所 示 ， 在 电 动 机 和 发 电机 定 子 机 壳 上 各 安 装 一 个 测 力 杠 杆 7， 杠 杆 端 部 支 点 压 在 固 定 于 机 座 上 的压 力 传 感 器

14、6 的 测 力 面 上 。 产 生 的 压 力 信 号 通 过 测 量 电 路 转 换 为 与 之 成 比例 的 电 压 信 号 ， 经 过 线 性 放 大 和 A/ D 转 换 ， 将 安 装 在 电 动 机 和 发 电 机 定 子机 壳 上 的 测 力 杠 杆 的 端 部 支 点 反 力 、 值直接显示在 控 显 面 板 的 “扭1N2矩 臂 力 1” 、 “扭 矩 臂 力 2”数 码 管 上 。 结合测 力 杠 杆 的 臂 长 （ 杠 杆 支 点 至电 动 机 或 发 电 机 轴 心 的 距 离 ） 、 ，便可方便的计算 电 动 机 和 发 电 机 定1L2子 机 壳 所 受 的 翻 转

15、 力 矩 ， 而 翻 转 力 矩 在 数 值 上 与 两 带 轮 传 递 的 转 矩 相 等 。3） 初 拉 力 的 测 量 装 置前 面 已 经 介 绍 ， 本 实 验 台 是 通 过 增 大 两 带 轮 中 心 距 实 现 带 传 动 的 张 紧 。旋 转 竖 直 方 向 的 螺 杆 可 使 下 面 的 水 平 活 塞 杆 通 过 压 力 传 感 器 顶 紧 安 装 电 动 机验证性实验 实验 1 带传动实验的 移 动 支 架 并 使 之 移 动 ， 使 传 动 带 获 得 一 定 的 初 拉 力 。 产 生 的 压 力 信 号 通过 测 量 电 路 转 换 为 与 之 成 比 例 的 电

16、 压 信 号 ， 经 过 线 性 放 大 和 A/ D 转 换 ，在 控 显 面 板 的 “张 力 ”数 码 管 上 直 接 显 示 初 拉 力 大 小 （ 两 边 初 拉 力 之02F和 ） 。4） 负 载 功 率 调 节 装 置本 试 验 台 采 用 5 只 60W 灯 泡 分 级 并 联 并 配 以 串 联 变 阻 器 作 为 发 电 机 的负 载 电 路 。 通 过 控 显 面 板 的 “负 载 ”控 制 键 “ ”和 “ ”可 逐 档 递 减 或递 增 电 路 电 阻 ， 进 而 实 现 发 电 机 负 载 功 率 的 递 增 或 递 减 。 每 按 一 次 “ ”，负 载 功 率 递