实验一、带传动实验

一、带传动的工作原理及特点


1、带传动的工作原理：
图1-1磨擦型带传动工作原理
摩擦型带传动通常由主动轮、从动轮和传动带组成。传动带以一定的初拉力F0紧套在带轮上，在F0的作用下，带与带轮的接触面间产生正压力，当主动轮1回转时，接触面间产生摩擦力，主动轮靠摩擦力使传动带3与其一起运动。同时，传动带靠摩擦力驱使从动轮2与其一起转动，从而主动轴上的运动和动力通过传动带传递给了从动轴。
2、带传动的特点
摩擦型带传动主要特点如下：
1、传动带具有弹性和挠性， 可吸收振动并缓和冲击， 从而使传动平稳、噪声小；
2、当过载时，传动带与带轮间可发生相对滑动而不损伤其他零件，起过载保护作用；
3、适合于主、 从动轴间中心距较大的传动；
4、由于有弹性滑动存在，故不能保证准确的传动比，传动效率较低；
5、张紧力会产生较大的压轴力， 使轴和轴承受力较大，带传动寿命底。
另外，带在工作时，会产生弹性滑动，因此，传动比不能严格保持不变。带传动的轮廓尺寸大，传动效率较低。因此， 带传动一般传递功率为50～100 kW，带速为5～25 m/s，传动比不超过5，效率约为0.92～0.97。
3、带传动的类型

图1-2带的传动类型和横截面形状
a平带；b V带；c多楔带；d圆形带
V带的截面形状为梯形，V带按其宽度和高度相对尺寸的不同，又分为普通V带、窄V带、宽V带、 汽车V带、齿形V带、大楔角V带等多种类型，目前，普通V带应用z广。
二、实验操作
1、实验的目的：
⑴了解带传动的构成，认识其组成元件；
⑵了解带轮相关几何参数的定义及其意义；
⑶掌握计算带轮传动比、带传动系统中轴的转速及力矩的计算方法；
⑷了解带在工程实际中的应用；
⑸掌握V带的安装及校准方法；
⑹掌握带张力的调整方法。
2、实验内容：
⑴计算带轮传动比；
⑵计算带传动系统中轴的转速及力矩；
⑶安装并校准V型带；
3、实验的仪器与设备
实验工作台、电机一台、电机座、带轮、V带、轴承座、立柱、传动轴（&phi20活塞杆）、T型螺钉、M12螺母、、直尺一把（20cm）、米尺一把、、转速传感器、安装工具一套等。
4、实验过程与步骤：
实验1、计算带轮比率
步骤：在这个实验里，将计算所给例题中带轮的比率，即传动比。在下个实验中计算带传动中轴的力矩和转速时会用到这个数值。
例：计算图示1-3带轮的比率，在这种情况下，一个带轮的直径是56mm，另一个是80mm。传动比为：i=56/80=0.7。

PD=80PD=56
图1-3
1、计算如图1-4所示带轮比率
带轮比率=

PD=90PD=50
图1-4

实验2、计算带传动系统中轴的转速和力矩
大致步骤：在这个实验中，将利用公式来计算主动轴和从动轴的转速和力矩。
例：计算图1-5中所示带传动系统中从动轴的转速，主动轮直径为56mm，从动轮直径为80mm，主动轮力矩为200n.m，主动轮转速1750r/min。算法如下：
Ø带轮比率=56/80=0.7
Ø从动轴转速=1750*0.7=1225r/min
Ø从动轮力矩：（n.m）

PD=80PD=56
图1-5
1、计算图1-6所示带传动系统中（其中主动轮直径为50mm，从动轮直径为90mm，主动轮力矩5.5N/m，主动轮转速120r/min）
1从动轴转速：（rpm）

PD=90PD=50
图1-6
实验3安装和校准V带传动系统
在这个实验中，将执行安装步骤和校准V带传动系统，保证两传动轴的平行度。完成搭接和校准后将在下个实验中运行电机。
1.执行下列安全检查
A.穿着合身的衣服（不可穿较宽松的），袖子扎起
B.项链、手表、戒指、领带等饰品必须摘下
C.将长发盘起或置于帽中
D、地面不可潮湿。
2.将安全开关锁住

3.安装传动系统
A．选择固定安装电机的适当位置，（尽量靠近台子的角边，留下足够的空间安装固定带轮传动系统）如图1-7所示；

图1-7
B．将电机底座开的U行槽对着台子的T行槽，将底座的前边和T行槽边尽量保持平行，用T行螺钉、垫圈和螺母固定电机（螺母不要拧紧，以方便调整带的张紧，和传动系统的平行度）
C．将带轮装在电机轴上（轻轻推入），直到带轮上的螺孔和电机轴上的键槽对齐，通过内六角扳手拧紧紧定螺钉固定带轮。
D．

拉动带轮检查是否与电机轴固紧。装配结果如图1-8所示：
图1-8
E．选折合适的传动轴，将传动轴和轴承安装在一起；
F．用V带试着选择合适的位置，用长T行螺钉、垫圈、螺母固定四个轴承支架和安装两个轴承；
G．将从动带轮安装在传动轴上（和安装主动带轮相同），拉动带轮检查是否与传动轴固紧；
H．找到适配的V型带，将V型带装在两带轮的轮槽内；装配结果如图1-9所示

图1-9
I．调整电机的位置，将米尺放置在从动带轮表面上，其棱边靠在从动带轮上，然后检查主动带轮的位置，主动带轮必须调整到其端面与从动带轮端面在同一条直线上，即两个带轮的端面应齐平.以从动带轮的位置为基准是因为就现装置而言电机的位置比较容易进行调整.如果主动轮的端面也能和米尺的棱边直接靠上，则证明主动轴与从动轴是平行的，（如果经测量发现主动带轮的端面仅有一端和米尺的棱边接触上，则说明轴不平行，如果主动带轮没有任何部分与米尺接触上，则说明两轴不平行或是带轮未对准.）
J．校准好传动系统后拧紧电机底座上的4个T型螺钉。装配结果如图1-10所示，手动运行传动系统，确保机构能稳定安全运行。

图1-10
实验4、确定带的张紧力
注：本实验应根据设备的具体参数进行自行设置，带的张紧力应根据设计公式进行计算：

其中：
ka&mdash&mdash为包角系数；
v&mdash&mdash带速（m/s）；
q&mdash&mdash带每米的质量（kg/m）；
z&mdash&mdashV带的根数；
p&mdash&mdash单根V带传递的功率（KW）
测定带的许用张紧力
特征参数带型号Z带轮直径50、90mm运行速度120RPM带的使用状态（新、旧）新
实验5、分析V带传动
步骤：在这个实验中，你将继续上个实验的内容，测量V带传动的输出速度和力矩
1、继续上个实验，执行下列步骤打开电机：
A.打开电源；
B.打开电机电源；
2、用转速表测量电机轴（主动轴）和从动轴的转速，并记录下来
主动轴转速（RPM）
从动轴转速：（RPM）
传动比：
从动轴的转速：r/min
该机构从动轮速度比主动轮速度低，称为减速传动。这种机构在工程实际中 常用.
C.关闭电机；
D.断开安全电源；
3、执行下列步骤拆卸V带传动
A.松开电机底座的锁定螺母并将电机朝从动轴方向移动，这样将使带松弛；
B.将带从带轮上取下；
C.确保将带取下时不要用力，应尽可能的将电机移向从动轴方向.
D.用内六角扳手拧松与电机轴相连的小带轮的紧定螺钉；
E.将带轮从电机轴上取下；
F.拆下从动轴上的带轮，步骤同上；
G.将两个带轮调换重新装配，检查带的校准，张紧力并把电机锁定到适当的位置。
4、打开电源开关；
5、开启电机持续运行大约1分钟后关闭电机；
6、重新开启电机并调到合适的速度运转；
7、用转速表测量电机轴和从动轴的转速并记录下来：
主动轴转速（RPM）
从动轴转速（RPM）
传动比
从动轴的转速
8、关闭电机；
9、关闭电源；
10、拆卸装置，将各部件及工具收好。
习 题
1.1窄V带传动与普通V带传动有什么不同?带传动为什么会产生弹性滑动？弹性滑动与打滑有什么不同？
1.2设计V带传动时，如果根数过多，如何处理？如果小带轮包角太小， 如何处理？
1.3设计V带传动时，为什么要限制速度？为什么直径不宜取得太小？
1.4设单根V带所能传递的z大功率Pmax= 4.2 kW，已知主动轮直径D1=160mm，转速n1=1500 r/min，包角&alpha1= 140°，带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.2， 求有效拉力F，紧边拉力F1。
1.5已知V带传动的主动轮直径da1=100 mm，从动轮直径da2=400 mm，主动轮装在三相异步电动机上，电动机转速n1＝1450r／min，采用二根A1800V带，三班制工作，载荷较平稳。 试求该传动所能传递的功率。
1.6试设计一液体搅拌机用的V带传动。小带轮装在电动机轴上，电动机功率P=1.5 kW，转速n1=940r／min，从动轮转速n2=290 r／min，二班制工作，要求中心距不超过500mm。

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