实验带传动弹性滑动和效率测试
一、实验目的:
前端测试和后端测试的区别
1．观察带传动中弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系。
2.比较预紧力对带传动承载能力的影响。
3.测定滑动率与所传递的载荷和带传动效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。
4.了解带传动实验台的设计原理，掌握带传动转矩、转速的测量方法。
二、实验台的构造和工作原理
图1 带传动实验台主要结构
1、电机移动底板
2、法码
3、传感器
4、弹性测力杆
5、主动电动机
6、平带
7、光电测速装置
8、发电机
9、负载灯泡10、机壳11、操纵面板
1.主要结构及工作原理:
由于弹性滑动率ε、打滑现象的出现及带传动的效率η都与带传递的载荷大小有密切关系，本实验台用灯泡作负载。实验台组成如图1所示。皮带轮转速和扭矩及加载参数可直接在面板上准确读取，通过RS-232接口将所测参数输出到计算机中进行测试分析，也可脱机(不需计算机)运行，人工记录进行测试分析。
该实验台主要由两个直流电机组成或其中一个为主动电机5，另一个为从动电机8作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，主动电机固定在一个以水平方向移动的底板1上，与发电机由一根平皮带6连接。在与滑动底板相连的
法码架上加上法码，即可拉紧皮带6。
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动机和发电机的转矩。
两电机后端装光电测速装置和测速转盘，转速在面板各自的数码管上显示。
2．电气装置工作原理
图2 带传动实验台面板布置
1、电流开关
2、转速调节
3、电动机扭矩
4、发电机扭矩
5、负载功率
6、电动机转速
7、发电机转速
8、加载装置
3.带轮转速的测量
主、从动轮分别固定在电动机、发电机主轴前端，两个主轴的后端分别装有转盘，转盘上有一小孔，转盘一侧固定光电传感器，并使传感器的测头正对小孔，主轴转动时，可在实验台面板窗口直接读出数码管显示的主轴转速（即带轮转速）。
4.转矩的测量
主动轮的驱动转矩T1和从动轮的负载转矩T2均是通过电机外壳的反力矩来测定的。电动机和发电机的外壳均支撑在支座的滚动轴承中可绕转子轴线摆动。当电动机启动和发电机加负载后，由于定子、转子磁场的相互作用，电动机的外壳（定子）将向转子旋转地反向（逆时针）翻转，而发电机的外壳将向转子旋转地同向（顺时针）翻转。两个电机外壳上均固定有弹性测力杆，其翻转转矩可通过装在测力杆上的百分表读数，经计算得出：
主动轮上的转矩T1=Q1K1L1（N·mm）
从动轮上的转矩T2=Q2K2L2（N·mm）
式中：Q1Q2——测力杆百分表读数；
K1K2——测力杆刚性系数（本实验台K1=K2=0.24N/格）；
L1L2——力臂，即转子与百分表测力杆的中心距（本实验台L1=L2=120mm）。
5.带的预紧力F
带的预紧力的大小直接影响带的应力及带传动的工作能力，本实验台采用改变砝码质量来调整带的预紧力。
6.弹性滑动率ε
主、从动轮的转速n
1、n
2
可以从实验台面板窗口上直接读出，由于带传动存
在弹性滑动，是n
2<n
1
，其速度降低成都用滑动差率ε表示：
ε=(v
1-v
2
)/v
1
%=(d
1
n
1
-d
2
n
2
)/d
1
n
1
%
当d
1=d
2
时：ε=（n
1
-n
2
）/n
1
%
7.带传动的效率η
带传动的效率η=P
1/P
2
=T
2
n
2
/T
1
n
1
×100%
式中：P
1P
2
——主从动轮上的功率；
T 1T
2
——主从动轮上的转矩；
n 1n
2
——主从动轮上的转速（D
1
=D
2
）。
8.带传动弹性滑动曲线和效率曲线
改变带传动的负载，其中T1、T2、n1、n2也都在改变，这样就可算得一系列的ε及η值，以T2为横坐标可绘制出弹性滑动曲线和效率曲线，如图3所示：
图3弹性滑动曲线与效率曲线
图中A0为临界点，A0以左为弹性滑动区，随载荷增加，弹性滑动率ε和效
率η渐增，即带传动的正常工作阶段；当载荷增加到超过临界点A
时，弹性滑
动率ε急剧上升，效率η剧降，带传动进入打滑阶段，不能正常工作，应当避免。
三、实验步骤
1、接通电源，实验台的指示灯亮，检查测力计的测杆是否处于平衡状态。
2、调整百分表，使其指针对“0”刻度。
3、加法码3KG，使带具有预紧力。
4、按顺时针方向慢慢地旋转调速按钮，使电机从开始运转逐渐加速到n1=1000转/分左右，运转10分钟后，记录n1、n2和Q1、Q2一组数据。
5、间隔5~10秒钟，逐个打开灯泡（即加载），逐组几率数据和Q1、Q2，注意n1、n2之间的差值，即观察带传动的弹性滑动现象。
6、再逐渐增加负载，重复第5步，直至ε≥3%左右，带传动开始进入打滑，若再加载则n1、n2之差值迅速增大，带传动出现明显打滑现象。
7、关闭全部灯泡（即卸载），将砝码减到2Kg，再重复第4~6步。
8、关闭电源，取下砝码。
9、整理实验数据，绘制弹性滑动曲线和效率曲线。
四、实验报告要求
1.实验台的工作条件：
（1）实验带的种类、规格；
（2）预紧力
（3）带轮基准直径；
（4）测力杆力臂长度；
（5）测力杆刚性系数；
（6）包角。
2.实验数据记录表
3.弹性滑动曲线和效率曲线
4.思考题：
（1）比较带传动的弹性滑动与打滑现象，分析产生原因，说明引起的后果。
（2）比较两次不同预紧力的弹性滑动曲线、效率曲线不同点。
（3）综合分析影响带传动承载的因素。
《带传动弹性滑动和效率测试》实验报告
1.实验台工作条件
实验带种类、规格：聚酰胺片基平带（L20×800GB11063-89）预紧力：2F01= N；2F02= N.
带轮基准直径：D1=D2= mm；
测力杆力臂长：L1=L2= mm;
测力杆刚性系数：K1=K2= N/格；
包角α1=α2=
2.实验书记记录表第一次：预紧力2F0=      N
=      N
第二次：预紧力2F

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