湖南长庆机电科教有限公司 CQP—C
CQP—C带传动实验台使用说明书
一、实验台用途
本实验台是《机械设计》课程中带传动实验专用设备,其用途是: 1. 观察带传动中的弹性滑动和打滑现象,以及它们与带传递载荷之间的关系。 2. 比较预紧力大小对带传动承栽能力的影响。 3. 比较分析平带、V带和圆带传动的承载能力。
4. 测定并绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线,观察带传动弹性滑动和打滑的动画仿真,了解带传动所传递载荷与弹性滑差率及传动效率之间的关系。 5. 了解带传动实验台的构造和工作原理,掌握带传动转矩、转速的测量方法。 本实验台是在对CQP—C型带传动实验台进行改进设计后推出的新型多媒体可视化实验台,增加了V带与圆带传动,是本公司自主创新产品。
本实验台设计合理,能清晰地展示带传动原理;实验台直流电动机的无级变速、带轮转速的自动测量显示以及转炬的测量方法均先进、直观,操作简单,便于学生独立工作;学生还可在软件界面说明文件指导下,独立进行虚拟实验,有利于学生预习及复习;实验台结构简洁,体积小,重量轻,外形为工作台板十柜体落地式结构,移位灵活,便于实验室调整布置。
二、实验台结构及工作原理
本实验台主要结构如图1所示。
1. 电动机移动底板 2. 砝码及砝码架 3. 力传感器 4. 转矩力测杆 5. 电动机 6. 试验带 7. 光电测速装置
8. 发电机
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9. 负载灯泡组 10. 机座 11. 操纵面板
图1 CQP-C带传动实验台主要结构图
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1. 试验带6装在主动带轮和从动带轮上。主动带轮装在直流伺服电动机5的主轴前端,该电动机为特制的两端外壳由滚动轴承支承的直流伺服电动机,滚动轴承座固定在移动底板1上,整个电动机可相对两端滚动轴承座转动,移动底板1能相对机座10在水平方向滑移。从动带轮装在发电机8的主轴前端,该发电机为特制的两端外壳由滚动轴承支承的直流伺服发电机,滚动轴承座固定在机座10上,整个发电机也可相对两端滚动轴承座转动。
2. 砝码及砝码架2通过尼龙绳与移动底板1相连,用于张紧试验带,增加或减少砝码,即可增大或减少试验带的初拉力。
3. 发电机8的输出电路中并联有8个40W灯泡9,组成实验台加载系统,该加载系统可通过计算机软件主界面上的加载按钮控制,也可用实验台面板上触摸按钮6、7(见图2)进行手动控制并显示。 4. 实验台面板布置如图2所示。
图2 带传动实验台面板布置图
1. 电源开关 2. 电动机转速调节 3. 电动机转速显示 4. 发电机转速显示 5. 加载显示
6. 卸载按钮 7. 加载按钮 8. 发电机转矩力显示 9. 电动机转矩力显示
5. 主动带轮的驱动转矩T1和从动带轮的负载转矩T2均是通过电机外壳的反力矩来测定的。当电动机5启动和发电机8加负载后,由于定子与转子间磁场的相互作用,电动机的外壳(定子)将向转子回转的反向(逆时针)翻转,而发电动机的外壳将向转子回转的同向(顺时针)翻转。两电机外壳上均固定有测力杆4,把电机外壳翻转时产生的转矩力传递给传感器3。主、从动带轮转矩力可直接在面板上的数码管窗口上读取,并可传到计算机中进行计算分析。带传动实验分析界面窗口直接显示主、从动带轮上的转矩值。
主动带轮上的转矩 T1=Q1K1L1 N.m 从动带轮上的转矩 T2=Q2K2L2 N.m
式中: Q1、Q2—电机转矩力(面板窗口显示读取);
K1、K2—转矩力测杆刚性系数(本实验台K1=K2=0.24N/格); L1、L2—力臂长,即电机转子中心至力传感器轴心矩离(本实验台
L1=L2=120mm)。
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6. 两电机的主轴后端均装有光电测速转盘7,转盘上有一小孔,转盘一侧固定有光电传感器,传感器侧头正对转盘小孔,主轴转动时,可在实验台面板数码管窗口上直接读出主轴转速(即带轮转速),并可传到计算机中进行计算分析。
7. 弹性滑动率ε
主、从动带轮转速n1、n2可从实验台面板窗口或带传动实验分析界面窗口上直接读出。由于带传动存在弹性滑动,使v 2﹤v1,其速度降低程度用滑差率ε表示:
??v1?v2dn?dn%?112%2 v1d1n1n1?n2% n1 当d1=d2时: ??式中:d1、d2 —主、从动带轮基准直径; v1、v2 —主、从动带论的圆周速度; n1、n2 —主、从动带轮的转速。 8. 带传动的效率η
p2T2·n2?% p1T1·n1??式中:p1、p2—主、从动带轮上的功率; T1、T2—主、从动带轮上的转矩 n1、n2—主、从动带轮的转速。 9. 带传动的弹性滑动曲线和效率曲线
改变带传动的负载,其 T1、T2、n1、n2也都在改变,这样就可算得一系列的ε、η值,以T2为横坐标,分别以ε、η为纵坐标,可绘制出弹性滑动曲线和效率曲线,如图3所示。
图3 带传动弹性滑动曲线和效率曲线
图中横坐标上A0点为临界点,A0点以左为弹性滑动区,即带传动的正常工作区段,在该区域内,随着载荷的增加,弹性滑差率ε和效率η逐渐增加;当载荷继续增加到超过
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临界点A0时,弹性滑差率ε急剧上升,效率η急剧下降,带传动进入打滑区段,不能正常工作,应当避免。
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