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1、机械设计基础实验指导书1前言前言一次实验，不仅能让我们将文字上的概念转化为实际的现象去观察，而且它 还是一个很好的将文字叙述转化为实际操作的训练过程。对于一个学生而言，实 验的重要性并不只在于得到要观察的结果，它还包含学习将文字叙述尽可能准确 地转化为操作的能力，达到这一目标，需要教师、学生双方的配合：我们力图清 晰、准确地描述整个操作过程，而对于您，则要求事先认真阅读我们的指导书， 并按照我们的要求做。当您的实验结束后，请您根据自己的体会给我们提出批评 和建议。第一章第一章 带传动实验带传动实验1-1 概述概述本实验通过对带传动效率的测量，了解机械量的电测量方法，间接观察带传 动中的弹性滑动
2、现象，获得对带传动的机理及效率概念更深入的认识。在进行实 验前请您认真阅读预习报告，并回答其中的问题。1-2 预习报告预习报告1.请回答带是如何进行传动的，弹性滑动指的是什么？打滑又是什么？如何区分这两个概念，区分它们的原则是什么？2.您知道传感器的作用是什么吗？您了解几种将机械量转化为电量的传感器?您知道其转化原理吗?3.如果要您测量效率，您会怎么测？a）功率之比 b）功之比4.上面的测量方法各需要测哪几个参数，请您写下来功率之比： 功之比： 带传动实验指导书25.如果让您准备一套测试系统，您知道需要哪些设备吗？以上这些问题您了解多少？如果有不太清楚的地方，请到您的教科书及实验指导 书中查阅
3、。1-3 实验原理实验原理1.效率测量的原理图 1-1 为实验结构图。实验通过测量两台电机的功率，来测出带传动的效率。 5 为主动电机，1 为从动电机，是一发电机，传动中的载荷由它提供。两电机的 主轴之间由一根平带带动。主 动 轮 转 速轮动主转 矩轮动转 速动 轮矩转从从载荷指示送 数速转速转矩转矩转保 持清 零加 载调 速电 源1.从动直流电机 6.牵引绳 11.固定支座2.从动带轮 7.滑轮 12.面板 3.传动带 8.砝码 13.拉力传感器 4.主动带轮 9.拉簧 5.主动直流电机 10.浮动支座图 1-1 实验台结构图机械设计基础实验指导书32.转矩的测量原理213467895101
4、112微调微调13带传动实验指导书4力矩属于机械量，也称为非电量。非电量的测试主要采用电测量的方法，它 的关键环节是要有一个把被测的非电量变换成电量的转换装置传感器。传感 器的分类方法有两种，一种是按照被测的机械量分，另一种是按传感器的工作原 理分。按被测量分，对使用目的比较明确；按工作原理分，对仪器性能比较明确。 本实验中转矩的测量采用电阻应变式传感器，其原理如下：测试时将应变片牢固 地粘贴在试件表面上，当试件受力产生应变时，应变片的电阻丝也随着变形，因 而导致电阻的变化，该变化可通过测量电路测出。通常测量电路采用惠斯通电桥， 将电阻的变化转变为电压的变化进行测量。3.转速的测量原理红外发光
5、光敏二极管管测速盘图 1-3 转速测量原理图 转速的测量采用光电测速。图中，为光电传感器结构示意图，其上有两个元 件，一为红外发光管，一为光敏二极管，使用时测速盘放于两元件间，当测速盘 上的槽对准元件时，红外发光管发出的光照射到光敏二极管上，光敏二极管受到 照射产生脉冲，并将脉冲送入记数电路中进行记数。当测速盘上刻有 60 道槽， 记数时间为 1 秒时，测出的数字就为每分钟的转数。4.加载的原理电机 1 为发电机，传动系统中的载荷由它产生。当按下一个加载按键，即给 电机并上一个负载电阻，使发电机负载增加，电枢电流增大，随之电磁转矩也增 大，即发电机的负载转矩增大。5.测试系统的组成测试系统一般
6、由以下几个部分组成：信息获得（传感器） 、信息转换（放大 器、变换器） 、信息显示（指示仪） 、信息记录（记录仪）和信息处理（调节器、 数据分析仪、计算机）几部分组成。每部分可以是一种单独的仪器，也可以将几 部分合为一个仪器。机械设计基础实验指导书56.仪器使用介绍1)初拉力的改变 改变砝码 8 的大小即可改变初拉力。 2)电机的调速 将调速旋钮顺时针向高速方向旋转，电机即逐渐增速，实验台面板转速显示 屏上的数字即为转速。单位为转/分。如果要让转速有较小的变化可使用微调旋 钮。 3)加载 按加载键一次即可加载。注意加载后测完数据再按下一次。1-4 实实验步骤验步骤1.实验要求测量不同初拉力下带
7、传动的效率，并绘出不同初拉力下带传动的效率及滑动 率曲线。2.参考实验步骤以下是供大家参考的实验操作步骤，它是不够全面的，您需要阅读完后面一 节（注意避免发生的问题） ，才能对整个实验过程有更深入的了解。因此，实验 之前请您也要阅读下面一节。 1)加初拉力：将带挂上，通过差动滑轮加初拉力。 （分别选择 400 克砝码和 700 克砝码） 2)清零：打开主机及测试仪电源，将电机调速按钮转到最左边，按“清零”后， 等 5 秒钟，待电机的转速显示均为零，再开始下一步实验。 3) 起动：转动电机调速旋钮，使电机 5 的转速为 1400 转左右（可转） 。待20 转速稳定后，按“保持”键，数字即可停止跳
8、动。 4）测空载转速、转矩：记录面板上的主动轮转速、主动轮转矩，从动轮转速、 从动轮转矩。 5)加载：按一下电机“加载”键，再调节“电机转速”旋钮，使电机 5 的转速为 1400 转（可转） ，待读数稳定后，按“保持”键，然后用笔将主机面板上20 的读数记录下来。 6)重复步骤 5 六次，直至满载（所有的数字显示为 8） 。7) “电机调速”旋钮回零，再按清零键，关电源，实验结果及仪器请老师检查后，签名，结束实验。带传动实验指导书63. .实验中应注意避免发生的问题实验中应注意避免发生的问题1）加初拉力时务必使用差动滑轮，如若未使用差动滑轮，将使初拉力不足， 严重影响实验结果。 2）砝码的实际
9、重量需根据砝码上标注的两个数字进行计算，请您自己计算。3）调零电位器的调节是非常细微的，需要耐心。 4）勿忘测量空载时的数据。 5）电机 5 的转速始终保持 1400 转。1-5 实验报告实验报告1. 绘制曲线 请写出效率和滑动率的计算公式0F)(1rpmn)(1NmT)(2rpmn)(2NmT(%)(%)0F)(1rpmn)(1NmT)(2rpmn)(2NmT(%)(%)机械设计基础实验指导书7(%)(%)min2Tmax2T2.分析现象1）为什么开始时效率低？您对此现象作何解释？2）根据实验结果，说出改变初拉力对效率及滑动率的影响？并请您学过的 知识进行解释。带传动实验指导书83）请在图上标出临界点和正常工作区。 4）分析实验装置 （1） 请写出差动滑轮的增力原理。（2） 电机 5 下面为何做成可以移动的？（3） 电机 1、5 的一侧所挂弹簧的作用？3.进一步的思考（注：科学研究需要的是分析客观现象得出结论的能力，因此，您的回答问题的思路比您的实验结果更重要，因为研究中的失败是很常见的。 ） 1）您认为您的实验结果理想吗？如果不理想，那么您认为问题可能出现在 哪里？请写出得出这个结论的理由。
