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带传动原理及实验台工作原理分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:带传动原理1)带传动的初拉力与有效圆周力带传动是利用传动带作为拉拽原件而进行工作的一种摩擦传动形式。通常以滑动率ε来表示这种速度损失的大小。此时,若载荷进一步增大,带与带轮之间就会打滑,从而导致带传动失效。因此,传动过程中应避免出现打滑现象。实验台结构及工作原理1)实验台结构实验台机械部分主要由两台电机组成,两台电机均为悬挂支承。如图4.1所示为实验台的组成结构。

带传动原理及实验台工作原理分析

(1)带传动原理

1)带传动的初拉力与有效圆周力

带传动是利用传动带作为拉拽原件而进行工作的一种摩擦传动形式。带传动的特点是运转平稳,噪声小,同时兼有吸振、缓冲作用。当负载过大时,皮带与带轮之间会发生打滑,从而使其他零部件不至于被损坏,因此,带传动具有过载保护作用。在近代机械中,带传动已得到广泛应用。

带在传动时,由带和带轮接触面上摩擦力的作用,带进入主动轮的一边被拉紧,退出主动轮的一边被放松,带的紧边拉力F1 和松边拉力F2 之差就是带传动所能传递的有效圆周力F。紧边拉力F1 和松边拉力F2 之间的临界值存在关系为

式中 e——自然对数之底数;

f——带与带轮间的摩擦系数

α——带轮的包角。

当初拉力F0 一定时,带传动的最大有效圆周力为

式中 e——自然对数之底数;

f——带与带轮间的摩擦系数;

α——带轮的包角。

当初拉力F0 一定时,带传动的最大有效圆周力为

2)带的弹性滑动与打滑

带是弹性体,在拉力作用下会发生弹性伸长。在传动过程中,紧边和松边上的拉力不等,带在进入主动轮时会一边随主动轮前进,一边向后收缩,而在进入从动轮时会一边随从动轮前进,一边向前伸长,从而形成带与带轮之间的相对滑动,称这种滑动为弹性滑动。弹性滑动的存在,导致从动轮上的圆周速度低于主动轮的圆周速度,即产生了速度损失。通常以滑动率ε来表示这种速度损失的大小。其定义式为

2)带的弹性滑动与打滑

带是弹性体,在拉力作用下会发生弹性伸长。在传动过程中,紧边和松边上的拉力不等,带在进入主动轮时会一边随主动轮前进,一边向后收缩,而在进入从动轮时会一边随从动轮前进,一边向前伸长,从而形成带与带轮之间的相对滑动,称这种滑动为弹性滑动。弹性滑动的存在,导致从动轮上的圆周速度低于主动轮的圆周速度,即产生了速度损失。通常以滑动率ε来表示这种速度损失的大小。其定义式为

式中 v1——主动轮的圆周速度;

v2——从动轮的圆周速度。

一般来说,带与带轮接触的弧长上不全会发生弹性滑动,接触弧长分为滑动弧和静弧,其对应的中心角分别称为滑动角α′和静角α″。当带不传递载荷时,滑动角为零,随着载荷的增加,滑动角逐渐增大,而静角逐渐减小,当滑动角等于包角α 时,带传动的有效圆周力达到最大。此时,若载荷进一步增大,带与带轮之间就会打滑,从而导致带传动失效。带传动失效后,带与带轮之间急剧摩擦,带工作面上温度上升,磨损加剧。因此,传动过程中应避免出现打滑现象。

3)带传动的效率

由于带传动过程中存在滑动损失、滞后损失和轴承的摩擦损失等,因此,带传动的输出功率不可能等于输入功率。为了表示带传递功率的能力,可定义带传动的效率为

式中 v1——主动轮的圆周速度;

v2——从动轮的圆周速度。

一般来说,带与带轮接触的弧长上不全会发生弹性滑动,接触弧长分为滑动弧和静弧,其对应的中心角分别称为滑动角α′和静角α″。当带不传递载荷时,滑动角为零,随着载荷的增加,滑动角逐渐增大,而静角逐渐减小,当滑动角等于包角α 时,带传动的有效圆周力达到最大。此时,若载荷进一步增大,带与带轮之间就会打滑,从而导致带传动失效。带传动失效后,带与带轮之间急剧摩擦,带工作面上温度上升,磨损加剧。因此,传动过程中应避免出现打滑现象。

3)带传动的效率

由于带传动过程中存在滑动损失、滞后损失和轴承的摩擦损失等,因此,带传动的输出功率不可能等于输入功率。为了表示带传递功率的能力,可定义带传动的效率为

式中 To,no——从动轮输出的转矩和转速;

Ti,ni——主动轮输入的转矩和转速。

(2)实验台结构及工作原理

1)实验台结构(www.xing528.com)

实验台机械部分主要由两台电机组成,两台电机均为悬挂支承。如图4.1所示为实验台的组成结构。其中,主动电动机的基座设计成浮动结构,与牵引绳、定滑轮和砝码一起组成初拉力调节机构,通过改变砝码的大小,可调节带传动初拉力F0 的大小。当带轮传递载荷时,作用于电机定子上的转矩使杠杆作用于压力传感器。压力传感器输出的电信号的大小正比于作用于电机定子上的转矩。两电机的转速通过红外光电传感器测量。

式中 To,no——从动轮输出的转矩和转速;

Ti,ni——主动轮输入的转矩和转速。

(2)实验台结构及工作原理

1)实验台结构

实验台机械部分主要由两台电机组成,两台电机均为悬挂支承。如图4.1所示为实验台的组成结构。其中,主动电动机的基座设计成浮动结构,与牵引绳、定滑轮和砝码一起组成初拉力调节机构,通过改变砝码的大小,可调节带传动初拉力F0 的大小。当带轮传递载荷时,作用于电机定子上的转矩使杠杆作用于压力传感器。压力传感器输出的电信号的大小正比于作用于电机定子上的转矩。两电机的转速通过红外光电传感器测量。

图4.1 实验台的组成结构

1—调速旋钮;2—电源开关;3—灯泡;4—压力传感器;5—从动带轮;6—传动皮带;7—从动直流发电机;8—主动直流电动机;9—杠杆;10—砝码;11—主动带轮转矩数码显示管;12—主动带轮转速数码显示管;13—从动电机转矩数码显示管;14—从动带轮转速数码显示管;15—载荷调节按钮;16—载荷数码显示管

2)实验台加载系统

直流电机驱动主动轮,从动轮带动直流发电机,直流发电机的输出电压直接作用于负载电阻,负载电阻的大小可由计算机直接控制。通过改变负载电阻的大小,使直流发电机的输出功率逐级增加,从而使主动电动机的负载功率逐级增加,即改变了带传动的传递功率。如图4.2所示为直流发电机加载示意图

图4.1 实验台的组成结构

1—调速旋钮;2—电源开关;3—灯泡;4—压力传感器;5—从动带轮;6—传动皮带;7—从动直流发电机;8—主动直流电动机;9—杠杆;10—砝码;11—主动带轮转矩数码显示管;12—主动带轮转速数码显示管;13—从动电机转矩数码显示管;14—从动带轮转速数码显示管;15—载荷调节按钮;16—载荷数码显示管

2)实验台加载系统

直流电机驱动主动轮,从动轮带动直流发电机,直流发电机的输出电压直接作用于负载电阻,负载电阻的大小可由计算机直接控制。通过改变负载电阻的大小,使直流发电机的输出功率逐级增加,从而使主动电动机的负载功率逐级增加,即改变了带传动的传递功率。如图4.2所示为直流发电机加载示意图。

图4.2 直流发电机加载示意图

3)实验台测试系统

实验台的测试系统位于实验台内,主要具备数据实时采样、数据处理、自动显示功能,还具有与计算机进行通信的能力,便于应用计算机进行数据计算、结果显示和加载控制。如图4.3所示为实验台测量系统原理图

4)实验台主要参数

实验台主要参数见表4.1。

图4.2 直流发电机加载示意图

3)实验台测试系统

实验台的测试系统位于实验台内,主要具备数据实时采样、数据处理、自动显示功能,还具有与计算机进行通信的能力,便于应用计算机进行数据计算、结果显示和加载控制。如图4.3所示为实验台测量系统原理图。

4)实验台主要参数

实验台主要参数见表4.1。

图4.3 实验台测量系统原理图

表4.1 实验台主要参数

图4.3 实验台测量系统原理图

表4.1 实验台主要参数

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