带传动实验指导书(2007)

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1、实验一带传动实验一、实验目的：1.理解带传动的基本原理，并观察、分析有关带的弹性滑动和打滑等重要物理现象；2.分析并验证预紧力对带的工作能力的影响；3.理解转速、转差速以及转矩的测量原理与方法；4.绘制带的滑动曲线及传动效率曲线。二、实验原理简介：如图1所示，两个直径相等并具有卸荷功能的V带带轮分别安装在实验机的固定和可移动支座上。实验前可通过螺旋调整机构使移动支座沿滚珠导轨方向左右移动，从而保证安装在主、从动轮上的V带获得所要求的预紧力。1－光电传感器；2－主动带轮；3－V带(Z型)；4－移动支座；5－从动带轮；6－闪光灯；7、8－螺旋调整机构；9－紧定螺钉；10、11－信号盘(从动)；12

2、－加载器；13－支架；14－光电传感器；15－滚珠导轨；16－固定支座；17、18－信号盘(主动)；19－联轴器；20－微型电动机。图1微型带传动实验机结构简图电动机通过联轴器和扭力杆(A)驱动主动轮，并经V带使从动轮、扭力杆(B)一起转动。调节加载器输入电压的大小，即可改变加载器上的电磁吸力，从而实现改变V带负载的目的。带传动是依靠V带与带轮接触表面间产生的摩擦力来传递运动和动力的。由于工作时V带两边的拉力不相等()，这样就使得V带在沿带轮接触弧上各个位置所产生的弹性变形也各不相同，从而使V带(弹性元件)-12- 在运转过程中相对于带轮表面必然要产生一定的微量滑动，即所谓弹性滑动。其滑动量的

3、大小通常用滑动率ε%来表示。即：当时，有：(1)式中：,分别为主、从动轮的线速度；，分别为主、从动轮的基准（计算）直径；，分别为主、从动轮的转速；为转差速(即滑动转速)。显然，实验条件相同且预紧力F0一定时，滑动率的大小取决于负载的大小，F1与F2之间的差值越大，则产生弹性滑动的范围也随之扩大。当V带在整个接触弧上都产生滑动时，就会沿带轮表面出现打滑现象,这时,带传动已不能正常工作。因此，打滑现象是应该避免的。滑动曲线上临界点(A或B)所对应的有效拉力，是在不产生打滑现象时V带所能传递的最大有效拉力。通常，我们以临界点为界，将曲线分为两个区，即弹性滑动区和打滑区(见图2所示)。图2带传动滑动曲

4、线图图3滑动曲线及效率曲线图实验证明，不同的预拉力具有不同的滑动曲线。其临界点对应的有效拉力也有所不同。从图2可以看出，预紧力增大，其滑动曲线上的临界点所对应的有效拉力Ft也随之增加，因此V带传递负载的能力有所提高；但预紧力过分增大势必对V带的疲劳寿命产生不利的影响。三、实验参数的测量原理1.转矩测量测量方法如图4所示。信号盘2、3均开有弧形通孔，套筒左端固定在扭力杆A处，右端与信号盘紧固；信号盘3在扭力杆B处固定。-12- 工作时，随着载荷的增加，扭力杆的扭转角变大，从而使得两个信号盘上的弧形孔相互重叠的部分增多，也就是说通过的通光弧也愈长，然后经过光电传感器和测试仪进行脉冲发送与检测，并经

5、标定量化处理后，即可测定转矩的大小。2.转速(n1，n2)测量转速的测量也是通过光电传感器和信号盘来进行的，当信号盘转过一周所需的时间为T(秒)时，测试仪可根据公式（2）进行计算处理，得到转速：(转/分)（2）1－套筒；2－信号盘（1）；3－信号盘（2）；4－光电传感器；5－扭力轴。图4转矩检测原理图3、转差速n0的测量（1）闪光测速法此法比较直观，便于观察(见图5)图5闪光测速法原理图-12- 从动轮上装有一个闪光灯，当主动轮每转一周时，该闪光灯即闪亮一次。如果带传动没有弹性滑动，即，可以看到闪光点在一固定位置(B点)不动；如果存在弹性滑动，则看到闪光点朝着与从动轮旋转方向相反的方向转动，而

6、一分钟内闪光点转过多少圈即为转差速的数值。（2）测试仪检测根据上述的转速测量方法(见公式(2))分别测得和后，由公式（3）计算可得值。四、实验曲线的绘制1.绘制滑动曲线（3）在主动轮上，以FC代表主动轮转矩，则FC与有效圆周力Ft存在以下关系：（4）在实验中可求出不同负载情况下所对应的Ft(见公式(4))和(见公式（1）)，再以Ft为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出各对应点，并连成光滑曲线。根据其变化趋势，该曲线可分为弹性滑动区和打滑区。不难看出，在弹性滑动区内，曲线是近似线性关系；而在打滑区则是急剧变化的曲线。两者连接处的切点即为临界点(如图2所示)。该点所对应的横坐标即为带传动在不产生打滑

7、情况下所能传递的最大有效圆周力（即V带的有效拉力）。2.绘制效率曲线带传动效率的计算公式为：（5）η——传动效率FC——主动带轮转矩(kg·cm)FL——从动带轮转矩(kg·cm)ε——滑动率，以ε%表示n1,n2,n0——分别为主、从动轮转速以及它们的转差速，单位：转/分根据公式(4)和公式(5)分别算出对应的Ft、，然后以Ft为横坐标，为纵坐标，绘出(Ft，)的对应点，并连成光滑的效率曲线（如