实验二 带传动实验（PZ—1型实验台）
实验学时：2 ； 实验类型：综合 ；实验要求：必修（需校园网选课）
一．实验目的
1.了解带传动的弹性滑动与打滑现象。
2.运用Excel绘制带传动的滑动曲线（???）与效率曲线（???）； 3.掌握带传动实验台的工作原理，尤其是扭矩、转速的测量方法。
二．实验设备
PZ—1型带传动实验台
三．实验原理
在带传动过程中，主、从动带轮产生转速差的主要原因是带与带轮间的弹性滑动引起的， 而弹性滑动是由于带在传动中紧边拉力F1大于松边拉力F2，紧边到松边的拉力是变化的，带的拉伸弹性变形也相应变化，从而使带速与带轮的圆周速度不等，从而产生弹性滑动，导致从动轮的圆周速度V2小于主动轮的圆周速度V1。弹性滑动是一种微量的滑动，是不可避免的。弹性滑动不仅影响传动速度，而且影响到传动效率，使传动效率降低。当带传动在过载情况下，带与带轮产生全面滑动时，这时带传动严重失稳，并使带剧烈磨损，从而使传动失效，打滑现象是可以避免的。
1.实验计算 v1?v2???100%弹性滑动通常用滑动率?来衡量，即： v1
当主动轮与从动轮的直径相等时，则：
式中：
V1，V2——主、从动轮的圆周速度（ms） n1，n2——主、从动轮的转速（rpm） 一般带传动的滑动率??(1?2)%
带传动的效率?等于从动轮传递功率P1之比，即： 2与主动轮传递功率P??P2P1
主动轮传递的扭矩T1与功率P1的关系为 T1?9550?P1n1(N?m)；本实验中T1?m1e1?y1。m1e1为电动机扭矩计算常数，y1为电动机扭矩盘读数。
从动轮传递的扭矩T2与功率P2的关系
T2?9550?P2n2(N?m)；本实验中T2?m2e2?y2。m2e2为电动机扭矩计算常数，y2为发电机扭矩盘读数。
所以效率的计算式也可写成 ??T2n2T1n1
带传动的滑动曲线（???）与效率曲线（???）如图1所示。 带传动的有效拉力F与扭矩T1的关系 F?2T1D1
带传动的有效应力为： ??FA 式中：
D1——主动带轮直径（mm）
A——试验三角带之剖面面积（mm2）
1
??n1?n2?100%n1
图1带传动效率与滑动率曲线图
2.实验参数
三角带型号：O 型 ；长度Li= 1120 mm ；三角带截面积：A= 47 mm2表1带传动实验台参数表 实验台参数 电动机带轮发电机带轮电动机扭矩 发电机扭矩 实验台序号 直径（D1） 直径（D2） 计算常数（m1e1） 计算常数（m2e2） 1 100 mm 99.73 mm 500 N?mm/格 450 N?mm/格 2 100 mm 100 mm 500 N?mm/格 420 N?mm/格 3 100 mm 100 mm 500 N?mm/格 420 N?mm/格 3.实验台的结构与工作原理
本实验用的带传动实验台结构示意图如图2和3所示，该实验台由带传动装置、张紧装置、 加载系统、测速系统和测力系统等部分组成。现将各部分的构成及原理简介如下：
⑴ 带传动装置
主动轮1安装在三相异步电动机2的轴端，电动机外壳通过轴承悬浮于可动支架3上。从 动轮5装在直流发电机6的轴端，直流发电机外壳亦通过轴承悬浮于固定支架7上。主动轮与从动轮用一根“O”型三角带传动。
⑵ 张紧装置
坠重11由钢丝将力通过支承在张紧架10上的差动轮9传递到可动支架3上，使三角带具 有一定的张紧力F0。张紧架上的M10螺钉可使差动轮止动。因此，本实验台除了做定张紧力的带传动试验外，还可做定中心距的传动试验。本实验台采用的差动轮将坠重的力放大一倍作用于可动支架上。
图2 PZ-1型带传动实验台
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图3 PZ-1型带传动实验台电测箱
⑶ 加载系统
该系统由直流发电机、灯泡、瓷盘滑线变阻器13（BC1-300型）和磁场变阻器12（CB-317 型）组成。直流加载系统原理图如图4所示。直流发电机发出的电能消耗于负载上。本实验台共有八只100W灯泡作为负载，通过开关14顺次并入电路。
图4 带传动加载原理图
⑷ 测速系统
该系统由测速盘23、转速传感器24和两个转速表等部分组成。主、从动轮转速n1、n2，由与主、从动轮固定在同一轴上的测速盘23通过转速传感器24在转速表上显示。本系统采用齿数为60的镀铬钢质测速盘，进入传感器的信号量是转速的60倍。取转速表的取样时间为1秒，即可得到电机在1分钟的平均转速。如图5所示。
3
1615171812131419BC1-300Z2-21CB-317250V 5AVA
图5 图6
⑸ 测力系统
电动机的输出扭矩T1（即主动轮的扭矩）和发电机的输入扭矩T2（即从动轮的扭矩），通 过电机的偏心外壳偏转而产生的重力矩来确定，如图6所示。当电动机启动和发电机接入负载后，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，电动机外壳将向转子旋转的相反方向偏转过一个角度，而发电机的外壳将向转子旋转的相同方向偏转过一个角度，它们的磁场力矩分别与电机外壳的偏心力矩相平衡，即：
? T?G?e?sin式中：G——电动机或发电机外壳的重量
e——电动机或发电机外壳的偏心距 ?——电动机或发电机外壳的偏转角
G和e对某一电机来说是一个定值，而偏心力矩由电机的偏转角?的大小来决定。为方 便起见，已将上述关系式中的力矩数值标在扭矩刻度板4和8上（图2）可以直接读出。
Te四．实验教学方法与手段
实验教学采用自研高级视频教学片进行教学。
五．组织运行要求
采用开放运行模式
六．实验内容
本实验综合机械设计、测试技术、电工技术及 Excel的相关知识。
七．实验内容实验步骤
1.检查带传动装置机械传动部分是否正常。
2.根据实验台序号确定第一次砝码坠重，并置于张紧架托盘之上。
3.将磁场变阻器12，瓷盘滑线变阻器13和负载灯泡开关14均处于起始位置。 4.按19开关接通实验台总电源，电源接通后，指示灯18亮（见图3）。
5.按20开关启动电动机，等待电动机进入工作状态后调节磁场变阻器12，使直流发电机的输出电压达到150V。
6.待带传动进入稳定工作状态后，记录第一组数据，即转速表上的转速n1和n2以及扭矩 刻度板上读数y1和y2。
7.操作负载灯泡开关14对直流发电机逐级加载，每次加载量为1只100W灯泡，并待带 传动工作状态稳定后，记录数据，当皮带在带轮上接近完全打滑时，终止实验数据的记录。
8.操作开关14卸去所有负载。
9.重新确定坠重砝码质量，重复步骤6~7，再次测量、采集实验数据。
10.实验数据采集结束，安顺关闭实验台，操作开关14卸掉负载，然后关闭电动机，最后切断总电源。
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11.将张紧架上砝码全部取下。
八．思考题
1.分析在不同张紧力状态下带传动的效率曲线与滑动曲线的有何不同，并分别分析实验曲线与理论曲线的差异所在，及其产生的原因。
2.影响带传动传动效率的因素有哪些？
九．其它说明
实验过程中需要注意各项安全，如用电，仪器设备的规范操作等。
1.实验台启动后，严禁触摸实验台机械传动部分。
2.电测箱部分，除指导教师讲解并为实验操作必需的开关、按钮部分，其它部分严禁触 摸，以防触电！！！
效率曲线滑动率曲线
100.00%
90.00%
80.00%
70.00%
60.00%
50.00%
40.00%
30.00%
20.00%
10.00% 0.00%
0050055090..8.7.1.7.7.3.7.191929394756646971 带拉应力σ(N/cm2)
带传动实验ε—σ、η—σ曲线图7 表2带传动实验之Excel实验数据处理模板 D E F G H 6 数据记录 1 2 7 实验n1(rpm) 8 测量n2(rpm) 9 数y1 10 据 y2 11 V1(ms) =G7*?*D=H7*?*D 1/(1000*60) 1/(1000*60) ??12 V2(ms) = G8*?*D2/(1000*60) = H8*?*D2/(1000*60) 13 计算? =(G11-G12)/G11 =(H11-H12)/H11 14 数据? =G8*m2e2*G10/(G7*m1e1*G9) =H8*m2e2*H10/(H7*m1e1*H9) 15 F(N) =2*G9*m1e1/100 =2*H9*m1e1/100 16 ?Ncm2= G15/0.47 =H15/0.47
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