带传动实验指导书和实验报告册.docx

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1、带传动试验指导书金悦姓名班级学号西安交通大学机械根底试验教学中心 :/202.117.29.254 2023 年 9 月带传动试验指导书名目1-1概述11-2预习报告11-3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.- 2 -带传动试验指导书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

2、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习报告，并答复其中的问题。1-2预习报告1. 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？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. 假设要您测量效率，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：5. 假设让您预备一套测试系统，您知道需要哪些设备吗？6. 您是否知道

3、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- 3 -带传动试验指导书如图所示，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：01500 r/min带轮直径：D1=D2=87 mm平带、V 带、同步带 包角：a1=a2=1800传感器量程：0100 N 精度：0.05 电机额定功率：P=80 W2电机额定转矩：T=0.79 NM电源

4、：220V 沟通/50HZ外形尺寸：660300380(mm)- 4 -带传动试验指导书重量：50 kg3、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

5、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。- 5 -带传动试验指导书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

6、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T2 及传递效率曲线 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

7、， 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。- 6 -带传动试验指导书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

8、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

9、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=L1F1Nm- 7 -带传动试验指导书从动轮上的转矩为T2=L2F2Nm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

10、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

11、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- 8 -带传动试验指导书动带，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

12、，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12001300 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 23 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

13、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T2 及效率曲线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。4.试验中应留意避开发生的问题(1) 加初拉力时务必使用差动滑轮，如假设未

14、使用差动滑轮，将使初拉力缺乏， 严峻影响试验结果。(2) 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。(4) 勿忘测量空载时的数据。- 9 -带传动试验指导书(5) 电机 5 的转速始终保持 1200 转左右可有20 转的误差。(6) 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

15、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

16、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，- 10 -带传动试验指导书在采集数据显示区可以看到所采集的数据，它包括主动转速 N1r/m、从动轮转速 N2r/m、主动轮转矩 T1Nm、被动轮转矩 T2Nm。假设在采集过程中消灭采集不到的数据，或者采集数据有错误，请重复数据采集这一步，或者重进展串口选择操作。有关数据采集的试验台的使用说明，请参看“帮助”下拉菜单的“试验台使用说明书”中有关试验操作局部！承受模拟数据设置该项功能的目的在于假设现场没有带传动试验台，无法进展现场采集操作，那么就可以点击该菜单，系统将自动承受软

17、件出厂时所采集的一组数据，在采集数据显示区可以看到所承受的模拟数据，用该组数据，用户可以进展数据分析、数据拟合、打印等一系列操作。即可以在无试验台的状况下进展软件演示。数据分析数据分析的功能在于：将采集的数据主动转速 N1r/m、从动轮转速 N2r/m、主动轮转矩 T1Nm、被动轮转矩 T2Nm进展效率、滑差率的计算，并在曲线显示区显示功率T2、滑差率T2 的曲线。假设没有进展数据采集操作或承受模拟数据操作，系统会提示要求进展数据采集操作，没有数据，系统将不会进展数据分析操作。数据拟合在这一菜单下，有“效率曲线最小二乘法拟合”，“效率曲线指数拟合”，“滑差率曲线最小二乘法拟合”，“滑差率曲线指

18、数拟合”四个下拉菜单，在“效率曲线最小二乘法拟合”和“滑差率曲线最小二乘法拟合”下又分别设有子菜单：“二次拟合”，“三次拟合”，“四次拟合”，“高次拟合”。在“高次拟合”中，可以输入 的拟合数为 5 到 8 次。选择相应的拟合次数后，系统将会进展相应的拟合操作，同时在曲线显示区将会分别显示出效率曲线和滑差率曲线的拟合效果，用户可以选择相应的拟合方式进展拟合，以到达偏差最小、相关系数最大的拟合效果。在进展拟合操作以后，可以使用计算机键盘上的方向键来移动光标， 查看相应横坐标位置的滑差率和效率数值；打印点击该菜单可以进展打印操作，打印的结果是采集的数据和曲线显示区显示的曲线。帮助该菜单下有下拉菜单

19、：“带传动系统软件说明书”、“试验系统说明书”、“关于”3 项。其中“带传动系统软件说明书”是有关软件的功能与操作的一些说明， “试验系统说明书”指的是带传动试验台的使用说明书，“关于”里有一些版本- 11 -带传动试验指导书信息。 退出点击该菜单可以推出本系统。2、连接 RS232 通讯线在 DCS-型带传动试验台后板上设有 Rs232 串行接口，可通过所附的通讯线直接和计算机相联，组成带传动试验系统。假设承受多机通讯转换器，则需要首先将多机通讯转换器通过 RS232 通讯线连接到计算机，然后用双端插头 线，将 DCS-型带传动试验台连接到多机通讯转换器的任一个输入口。3、启动机械教学综合试

20、验系统图 9机械教学试验系统软件初始界面假设用户使用多机通讯转换器，应依据用户计算机与多机通讯转换器的串行接口通道，在程序界面的右上角串口选择框中选择适宜的通道号COM1 或 COM2。依据带传动试验在多机通讯转换器上所接的通道口，点击“重配置”键， 选该通道口的应用程序为带传动试验，配置完毕后，在主界面左边的试验工程框中，点击该通道“带传动”键，此时，多机通讯转换器的相应通道指示灯应当点亮，带传动试验系统应用程序将自动启动，如图 10 所示。假设多机通讯转换器的相应通道指示灯不亮，检查多机通讯转换器与计算机的通讯线是否连接正确， 确认通讯的通道是否与键入的通讯口COM1 或 COM2全都。点

21、击图 10 中带传- 12 -带传动试验指导书动的图片，将消灭如图 8 的带传动试验系统界面。点击菜单栏中的“串口选择” 命令，正确选择COM1 或 COM2，点击“数据采集”命令，等待数据输入。图 10 带传动试验系统初始界面假设用户选择的是带传动试验台与计算机直接连接，则在图 9 主界面右上角串口选择框中选择相应串口号COM1 或 COM2。在主界面左边的试验工程框中点击“带传动”键，进入带传动试验系统初始界面，如图10，点击图 10 中带传动的图片，将消灭如图 8 的带传动试验系统界面。点击菜单栏中的“串口选择” 命令，正确选择COM1 或 COM2，点击“数据采集”命令，等待数据输入。

22、4、数据采集及分析(1) 将试验台粗调速电位器逆时针转到底，使开关断开，细调电位器也逆时针旋到底。翻开试验机构电源，按“清零”键，几秒钟后，数码管显示“0”，自动校零完成。(2) 顺时针转动粗调电位器，开关接通并使主动轮转速稳定在工作转速一般取 12001300r/m 左右，按下“加载”键再调整主动转速用细调电位器，使其仍保持在工作转速范围内，待转速稳定一般需 2-3 个显示周期后，再按“加载”键，以此往复，直至试验机构面板上的八个发光管指示灯全亮为止。此时，试验台面板上四组数码管将全部显示“8888”，按“送数”键，将所采数据送至计算机。(3) 当试验机构全部显“8888”时，计算机屏幕将显

23、示所采集的全部八组主、- 13 -带传动试验指导书被动轮的转速和转矩。此时应将电机粗、细调速电位器逆时针转到底，使“开关” 断开。(4) 移动鼠标，选择“数据分析”功能，屏幕将显示本次试验的曲线和数据。如图 11 所示。(5) 假设在此次采集过程中采集的数据有问题，或者采不到数据，请点击串口选择下拉菜单，选择较高级的机型，或者选择另一端口。(6) 移动鼠标至“打印”功能，打印机将打印试验曲线和数据。(7) 试验过程中如需调出本次数据，只须将鼠标点击“数据采集”功能，然后，按下试验台上的“送数”键，数据即被送至计算机，可用上述 46 项操作进展显示和打印。(8) 一次试验完毕后如需连续试验，应“

24、关断”粗调速电位器，将细调电位器逆时针旋到底，并按下试验机构的“清零”键，进展“自动校零”。同时将计算机屏幕中的“数据采集”菜单项选择中，重复上述第26项即可。(9) 试验完毕后，将试验台电机调速电位器开关关断，关闭试验机构的电源， 用鼠标点击“退出”。图 11 试验曲线、数据显示主界面- 14 -带传动试验指导书三、校零与标定1、校零为提高试验系统的试验准确度和稳定性，以及便利试验操作。本试验台具有“自动校零”功能，能去除系统的零点漂移而带来的试验误差。操作者在寻常的试验过程中，无需进展手动检零操作。假设因种种缘由而使系统零点产生较大偏移时，则可按下述方法进展手动校正：a、接通试验台电源。b

25、、松开试验台反面调零电位器的锁紧螺母，同时使用万用表接入试验台面板上的主、被动转矩输出端。调整调零电位器，使得输出电压在 1V 左右。c、调零完毕后，再锁紧调零电位器的锁紧螺母即可。2、标定为提高试验数据的精度及牢靠性，试验台在出厂时都是经过标定的。标定方法如下：a 、接通试验台电源，使试验台进入“自动校零”状态方法同前，然后调整调速旋钮，使电机稳定在某一低速状态一般可取300 转/分左右。按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，试验台进入“标定”状态。b、记录下“标定”状态时主，被动电机转矩的显示值 T1.0 和 T 2.0。选定某一重量的标准砝码，挂在试验台的标定杆标定时临时装上。调整力矩放

26、大倍数调整电位器，使得力矩显示值 Ti 符合下式：Ti = mLg + Tio (N.m) 式中 m 砝码质量Kg)L 砝码悬挂点到电机中心距离m) g 重力加速度m/S2)Ti.o 砝码挂前的力矩显示值。例如 m 0.4kg；L = 0.10m； Ti.o = 0.06 N.m； 则 Ti = 0.452Nm 标定完毕后，应锁紧力矩放大倍数电位器的锁紧螺母。留意：1、由于试验台在出厂时都作过“校零”与“标定”工作，并将调整电位器锁紧，所以使用者在一般状况下不要随便再进展校准以免影响试验正常进展。2、软件运行环境要求：486 以上微机，32M 内存或更高， Windows95 或 Window

27、s98 操作系统，显示区分率 800x600 以上，推举使用 1024x768，显示颜色为 16 位真彩色或更高假设运行环境达不到该要求，程序有可能不能正常运行！- 15 -带传动试验指导书1-5 试验任务1、依据试验操作步骤，测量一组平皮带的效率和滑动率曲线，把握皮带效率和滑动率的测量方法。必做2、依据完整反映张紧力对皮带传动影响的原则，设计不同的张紧力，测量不同张紧力下平皮带的效率和滑动率曲线；依据不同张紧力下的效率和滑动率曲线，争论张紧力对平皮带传动性能的影响。必做3、测量不同的主动轮转速下平皮带的效率和滑动率曲线，依据不同主动轮转速下的效率和滑动率曲线，争论转速对平皮带传动性能的影响。选做4、比较三角带和平皮带传动性能的不同。选做5、测量同步齿形带传动的效率和滑动率曲线，并分析同步齿形带传动性能的特点。选做6、争论自己感兴趣的带传动的问题。- 16 -