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金悦
姓名班级学号
西安交通大学
机械根底试验教学中心://
带传动试验指导书
名目
§1-1 概述 1
§1-2 预****报告 1
§1-3 试验原理...........……………………………………………
一、试验系统的组成...........…………………………………………
1、试验系统的组成...........…………………………………………
2、主要技术参数...........………………………………………………
3、试验机构造特点...........………………………………………………
〔1〕机械构造...........………………………………………………
〔2〕电测系统...........………………………………………………
二、试验原理及测试方法...........……………………………………
1、转速测量...........………………………………………………
2、转矩测量...........………………………………………………
3、加载原理...........………………………………………………
4、电机调速...........………………………………………………
§1-4试验步骤...........………………………………………
一、人工记录操作方法...........………………………………………
二、与计算机接口操作方法...........………………………………………
三、校零与标定...........………………………………………………
§1-5试验任务...........…………………………………………
§1-6试验报告...........…………………………………………
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§1-1 概述
本试验通过对带传动效率的测量,了解机械量的电测量方法,间接观看带传动中的弹性滑动现象,获得对带传动的机理及效率概念更深入的生疏。争论张紧力、皮带转速等因素对平皮带传动性能的影响,比较平皮带、三角带、齿形带传动性能的特点。在进展试验前请您认真阅读预****报告,并答复其中的问题。
§1-2 预****报告
请答复带是如何进展传动的,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?
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?
假设要您测量效率,您会怎么测?a〕功率之比 b〕功之比
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:
假设让您预备一套测试系统,您知道需要哪些设备吗?
您是否知道皮带传动的弹性滑动曲线?皮带传动的弹性滑动曲线应当是什么外形?
以上这些问题您了解多少?假设有不太清楚的地方,请到您的教科书及试验指导书中查阅。
§1-3 试验原理
一、试验系统的组成
1、试验系统的组成
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如图1所示,试验系统主要包括如下局部:
〔1〕带传动机构〔2〕主、从动轮转矩传感器
〔3〕主、从动轮转速传感器〔4〕电测箱〔与带传动机构装为一体〕
〔5〕个人电脑〔6〕打印机
2、主要技术参数
主动电机调速范围:0~1500r/min
带轮直径:D1=D2=87mm〔平带、V带、同步带〕包角:a1=a2=1800
传感器量程:0~100N精度:%电机额定功率:P=80W×2
电机额定转矩:T=·M
电源:220V沟通/50HZ
外形尺寸:660×300×380(mm)
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重量:50kg
3、试验机构造特点
〔1〕机械构造
本试验台机械局部,主要由两台直流电机组成,如图2所示。其中一台作为原动机,另一台则作为负载的发电机。
1、从动直流发电机
2、从动带轮
3、传动带
4、主动带轮
5、主动直流电动机
6、牵引绳
7、差动滑轮
8、砝码
9、拉簧
10、浮动支座
11、固定支座
12、电测箱
13、拉力传感器
14、标定杆
对原动机,由可控硅整流装置供给电动机电枢以不同的端电压,实现无级调速。
对发电机,每按一下“加载”按键,即并上一个负载电阻,使发电机负载逐步增加,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,实现了负载的转变。
两台电机均为悬挂支承,当传递载荷时,作用于电机定子上的力矩T1〔主动电机力矩〕、T2〔从动电机力矩〕迫使拉钩作用于拉力传感器〔序号13〕,传感器输出的电信号正比于T1、T2的原始信号。
原动机的机座设计成浮动构造〔滚动滑槽〕,与牵引钢丝绳、定滑轮、砝码一起组成带传动预拉力形成机构,转变砝码大小,即可准确地预定带传动的预拉力F0。
两台电机的转速传感器〔红外光电传感器〕分别安装在带轮背后的环形槽〔本图未表示〕中,由此可获得必需的转速信号。
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〔2〕电测系统
电测系统装在试验台电测箱内,如图1所示。附设单片机,担当数据采集、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。能实时显示带传动过程中主动轮转速,转矩和从动轮的转速、转矩值。如通过微机接口外接PC机,这时就可自动显示并能打印输出带传动的滑动曲线ε—T2及传递效率曲线η—T2及相关数据。
电测箱操作局部主要集中在箱体正面的面板上,面板的布置如图3所示。
图3电测箱面板布置图
在电测箱反面备有微机RS232接口、主、被动轮转矩放大、调零旋钮等,其布置状况如图4所示。
图4电测箱反面布置图
1、电源插座 2、被动力矩放大倍数调整 3、主动力矩放大倍数调整
4、被动力矩调零 5、主动力矩调零 6、RS-232接口
二、试验原理及测试方法1、转速测量
转速的测量承受光电测速。图5为光电传感器构造示意图,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耀到光敏二极管上,光敏二极管受到照耀产生脉冲,并将脉冲送入记数电路中进展记数。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。
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红外发光管
光敏二极管
测速盘
图5转速传感器测量原理图
两台电机的转速,分别由安装在试验台两电机带轮背后环形槽中的红外交电传感器上测出。带轮上开有光栅槽,由光电传感器将其角位移信号转换为电脉冲输入单片计算机中计数,计算得到两电机的动态转速值,并由试验台上的LED显示器显示上来也可通过微机接口送往PC机进一步处理。〔参见图1〕
图6转速测量原理框图
2、转矩测量
力矩属于机械量,也称为非电量。非电量的测试主要承受电测量的方法,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,一种是依据被测的机械量分,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。本试验中转矩的测量承受电阻应变式传感器,其原理如下:测试时将应变片结实地粘贴在试件外表上,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。通常测量电路承受惠斯通电桥,将电阻的变化转变为电压的变化进展测量。
如前所示〔参见图1〕试验台上的两台电机均设计为悬挂支承,当传递载荷时,传动力矩分别通过固定在电机定子外壳上的杠杆受到转子力矩的反方向力矩测得。该转矩通过杠杆及拉钩作用于拉力传感器上而产生支反力,使定子处于平衡状态。所以得到以下结论。
主动轮上的转矩为
T1=L1·F1〔Nm〕
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从动轮上的转矩为
T2=L2·F2〔Nm〕
式中,F1、F2为传感器测量的拉力,L1、L2为电机中心到传感器的距离。3、加载的原理
加载是通过转变发电机激磁电压实现的。逐个按动试验台操作面上的“加载”
按扭〔即逐个并上发电机负载电阻〕,使发电机激磁电压加大,电枢电流增大,随之电磁转矩增大。由于电动机与发电机产生相反的电磁转矩,发电机的电磁转矩对电动机而言,即为负载转矩。所以转变发电机的激磁电压,也就实现了负载的转变。
本试验台由两台直流电机组成,左边一台是直流电动机,产生主动转矩,通过皮带,带动右边的直流发电机。直流发电机的输出电压通过面板的“加载”按键掌握电子开关,逐级接通并联的负载电阻〔承受电烙铁的内芯电阻〕,使发电机的输出功率逐级增加,也即转变了皮带传送的功率大小,使主动直流电动机的负载功率逐级增加。
4、电机的调速
图7直流发电机加载示意图
主动电机的直流电源由可控硅整流装置供给,转动电位器可转变可控硅掌握角,供给应主动电机电枢不同的端电压,以实现无级调整电机转速。本试验台中设计了粗调和细调两个电位器。可准确的调整主动电机的转速值。
§1-4试验步骤
一、人工记录操作方法1、设置预拉力
不同型号传动带需在不同预拉力F0的条件下进展试验,也可对同一型号传
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动带,承受不同的预拉力,试验不同预拉力对传动性能的影响。为了转变预拉力F0,如图2所示,只需转变砝码8的大小。
2、接通电源
在接通电源前将开关粗调电位器的电机调速旋钮逆时针转到底,使开关“断开”,细调电位器旋钮逆时针旋到底,按电源开关接通电源,按一下“清零”键,此时主、被动电机转速显示为“0”,力矩显示为“.”,试验系统处于“自动校零”状态。校零完毕后,力矩显示为“0”。
再将粗调调速旋钮顺时针旋转接通“开关”并渐渐向高速方向旋转,电机起动,渐渐增速,同时观看试验台面板上主动轮转速显示屏上的转速数,其上的数字即为当时的电机转速。当主动电机转速到达预定转速〔本试验建议预定转速为1200~1300转/分左右〕时,停顿转速调整。此时从动电机转速也将稳定地显示在显示屏上。
3、加载
在空载时,记录主、被动轮转矩与转速。按“加载”键一次,第一个加载指示灯亮,调整主动电机转速,〔此时,只需使用细调电位器进展转速调整〕使其仍保持在预定工作转速内,待显示根本稳定〔一般LED显示器跳动2~3次即可到达稳定值〕登记主、被动轮的转矩及转速值。
再按“加载”键一次,其次个加载指示灯亮,再调整主动转速〔用细调电位器〕,仍保持预定转速,待显示稳定后再次登记主、被动轮的转矩及转速。
第三次按“加载”键,第三个加载指示灯亮,同前次操作记录下主、被动轮的转矩、转速。
重复上述操作,直至7个加载指示灯亮,记录下八组数据。依据这八组数据便可作出带传动滑动曲线ε—T2及效率曲线η—T2。
在记录下各组数据后应先将电机粗调速旋钮逆时针转至“关断”状态,然后将细调电位器逆时针转到底,再按“清零”键。显示指示灯全部熄灭,机构处于关断状态,等待下次试验或关闭电源。
为便于记录数据,在试验台的面板上还设置了“保持”键,每次加载数据根本稳定后,按“保持”键可使转矩,转速稳定在当时的显示值不变。按任意键可脱离“保持”状态。

加初拉力时务必使用差动滑轮,如假设未使用差动滑轮,将使初拉力缺乏,严峻影响试验结果。
砝码的实际重量需依据砝码上标注的两个数字进展计算,请您自己计算。(3)翻开电源后需清零,按清零按钮的时候电机转速必需为零。
勿忘测量空载时的数据。
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电机5的转速始终保持1200转左右〔可有±20转的误差〕。
试验以手动记录方式为主,计算机记录方式为辅。试验时手动记录方式和计算机记录方式同时进展,试验报告绘制的曲线以手动记录数据为主,假设仅做快速验证明验观看结果,可只承受计算机记录方式进展试验。
二、与计算机接口操作方法1、了解带传动系统软件
标题栏
菜单栏
计算
采集数据显示区结果显示
曲线显示区
区误差分析结果显示区
剩余标准差S相关指数R*R结果显示区
图8带传动软件界面
如图8所示,整个软件界面由标题栏、菜单栏、采集数据显示区、计算结果显示区、曲线显示区、误差分析结果显示区、剩余标准差S相关指数R*R结果显示区,七局部组成。整个软件的功能是由菜单栏的下拉菜单完成的,整个菜单栏包括串口选择、数据采集、承受模拟数据、数据分析、数据拟合、打印、帮助、退出,下面分别对每一菜单功能进展说明:
■串口选择
串口1:在进展数据采集之前必需做这一步,用户可依据实际硬件的搭接状况进展选择,其中串口1在本软件指定的位置为:3F8H〔十六进制〕。
串口2:同串口1的菜单说明,只不过串口2在本软件中指定的位置为2F8H
〔十六进制〕。
■数据采集
在进展串口选择操作后,即可进展数据采集操作,在正确采集数据操作后,
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