機械設(shè)計實驗指導書-帶傳動實驗與減速器拆裝實驗

1、實驗四 帶傳動實驗一、實驗目的1. 了解帶傳動實驗臺的工作原理及其結(jié)構(gòu)；2. 觀察帶傳動工作中的彈性滑動和打滑現(xiàn)象并分析其產(chǎn)生原因；3. 了解帶傳動在不同初拉力下的負載與滑動率、負載與傳動效率之間的關(guān)系；4. 測定帶傳動在實驗條件下的彈性滑動率與傳動效率，并繪制滑動率曲線及效率曲線。二、實驗臺結(jié)構(gòu)及工作原理本實驗采用的設(shè)備是PDC-智能型皮帶傳動測試臺，圖4-1所示為其結(jié)構(gòu)示意圖。圖4-1 PDCII智能型皮帶傳動測試臺結(jié)構(gòu)示意圖1機座 2移動支架 3（測初拉力）壓力傳感器 4固定支架5負載燈泡（組） 6（測支反力）壓力傳感器 7測力杠桿8直流電動機 9主動帶輪 10張緊裝置 11傳動帶12從

2、動帶輪 13直流發(fā)電機圖4-2所示為PDC-智能型皮帶傳動測試臺控顯面板布局示意圖。圖4-2 PDCII智能型皮帶傳動測試臺控顯面板布局圖本實驗臺主要由兩個直流電機組成，左邊為主動電機，提供驅(qū)動力矩，由調(diào)速旋鈕調(diào)節(jié)電壓；右邊為發(fā)電機,提供負載力矩，其電樞繞組兩端接上燈泡作為負載。主電機固定在一個水平方向移動的滑板上，可沿滑座滑動，底板的滑動由皮帶預緊裝置推動，帶傳動的張緊裝置由螺旋機構(gòu)和液壓機構(gòu)組成，通過旋轉(zhuǎn)豎直方向的螺桿改變下面的水平活塞桿位置，活塞桿推動移動支架沿水平方向移動，從而改變了兩帶輪之間的中心距，以此實現(xiàn)對傳動帶施加一定的初拉力或調(diào)節(jié)初拉力的大小。在移動支架與水平活塞之間安裝一個

3、壓力傳感器，活塞對移動支架的推力由該壓力傳感器測定，其值等于傳動帶上下兩邊拉力之和（即2F0），該值在實驗中將直接顯示在控顯面板的“張力”數(shù)碼管上。電機軸上裝有主動輪，通過一根傳動帶（平帶或V帶）帶動從動輪，從動輪裝在發(fā)電機的軸上，電機定子（連外殼）可繞其軸線擺動，其外殼上裝有測力杠桿，其端部支點壓在測力傳感器上，產(chǎn)生的壓力信號通過測量電路轉(zhuǎn)換為與之成比例的電壓信號，經(jīng)過線性放大和A / D轉(zhuǎn)換，將安裝在電動機和發(fā)電機定子機殼上的測力杠桿的端部支點反力N1、N2值直接顯示在控顯面板的“扭矩臂力1” 、“扭矩臂力2”數(shù)碼管上。實驗時啟動電機，其實驗轉(zhuǎn)速由控顯面板上的調(diào)速旋扭來調(diào)整，電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的

4、反作用力由力矩臂傳遞到測力傳感器上，結(jié)合測力杠桿的臂長（杠桿支點至電動機或發(fā)電機外殼的距離）L1、L2，便可計算電動機和發(fā)電機定子機殼所受的翻轉(zhuǎn)力矩，而翻轉(zhuǎn)力矩在數(shù)值上與兩帶輪傳遞的轉(zhuǎn)矩相等。通過以下公式可得電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩為：T =N·(L+d/2)式中：N測力杠桿的支點反力 (N) ；L測力杠桿臂長，60 mm ；d電機外殼直徑，120 mm 。兩電機后端裝有測速轉(zhuǎn)盤和測速光電傳感器，所測主、從動輪轉(zhuǎn)速值n1、n2在控顯面板上“轉(zhuǎn)速1”和“轉(zhuǎn)速2”的數(shù)碼管上顯示。則帶傳動的滑動率為 ×100在本實驗臺中，兩帶輪直徑：D1=D2=120mm, 即傳動比i=1，則 &#

5、215;100 帶傳動的效率為 式中：T1、T2 分別為輸出、輸入轉(zhuǎn)矩，Nmm ；n1、n2 分別為輸出、輸入轉(zhuǎn)速，r/min 。實驗以燈泡模擬負載，本實驗臺采用一組(5個)60W燈泡并聯(lián)并配以串聯(lián)變阻器作為發(fā)電機的負載電路。通過控顯面板的“負載”控制鍵“”和“”可逐檔遞增或遞減電路電阻，進而實現(xiàn)發(fā)電機負載功率的遞增或遞減。每按一次“”，負載功率遞增5%；每按一次“” ，負載功率遞減5%；滿負載功率300W。隨著負載的改變，燈泡的亮度逐漸由弱變強，T1、T2、n1、n2值也隨之改變；這樣可獲得一組和的值，據(jù)此可繪制出滑動率曲線T2和效率曲線T2。三、實驗步驟1. 將“調(diào)速”旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到起點

6、位置，使電機轉(zhuǎn)速為零。然后接通主機電源（在機身后面的綠色按鈕），斷開發(fā)電機所有負載（此時所有燈泡都不亮并且控顯面板的“負載”顯示為“0”）。2. 旋轉(zhuǎn)預緊裝置的預緊螺栓，皮帶開始預緊，為便于比較，不同組采用不同的初拉力值，平皮帶分別按指定初拉力2F0=25N和2F0=35N使傳動帶張緊。（V帶分別按指定初拉力2F0=15N和2F0=20N使傳動帶張緊。）3. 按下“電機啟停”紅色按鈕，接通電動機電源，順時針緩慢旋轉(zhuǎn)“調(diào)速”旋鈕，使電動機逐漸加速到實驗初始轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速表顯示n11200 r/min時，記錄數(shù)據(jù)(n1、n2、N1、N2)，此時負載功率為零。4. 按 “”鍵兩下加負載（此時五個燈泡都

7、亮了），當“負載”顯示“10”時（即滿負載的10%，此時負載功率為30W），記錄數(shù)據(jù)(n1、n2、N1、N2)。5. 重復步驟4，即每次按 “”鍵兩下，使負載功率按每檔30W遞增，分別記錄每檔負載功率下的(n1、n2、N1、N2)，直到帶與帶輪間發(fā)生顯著滑動（即帶傳動開始進入打滑狀態(tài)）為止。6. 連續(xù)按“” 鍵，直到“負載”顯示為“0”（所有燈泡全部關(guān)閉），按“電機啟?！辨I，關(guān)閉電動機電源。7. 將實驗臺恢復至實驗前狀態(tài)，關(guān)閉主機電源。8. 整理實驗數(shù)據(jù)，完成實驗報告。（進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，并在同一坐標系中繪制帶傳動在不同初拉力下的彈性滑動曲線和傳動效率曲線。）四、思考題1. 初拉力的大小對滑動

8、率和效率的影響如何?2. 隨著負載的增大,滑動率曲線和效率曲線的變化規(guī)律如何?3. 帶傳動中彈性滑動與打滑有何區(qū)別?它們對于帶傳動各有什么影響?五、注意事項 1實驗中必須注意安全。女生須特別注意，勿將長發(fā)散落在機器上方；操作者須扣緊衣袖；實驗臺運轉(zhuǎn)過程中，不許用手觸摸旋轉(zhuǎn)部位。2預緊裝置預緊時，預緊力不得超過60N，否則油缸活塞不回位。當活塞不回位時，需要在預緊裝置單向節(jié)流閥處注入空氣（用注射氣筒注入）。3發(fā)生明顯打滑現(xiàn)象時，應迅速記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，以免皮帶因打滑而發(fā)生過度磨損（一般當n1-n2>200 r/min時即可停止實驗）。實驗記錄與數(shù)據(jù)處理1. 實驗數(shù)據(jù)記錄及處理PDC智能型皮帶傳

9、動測試臺主要技術(shù)參數(shù)：直流電動機功率： 355W測速范圍： 0 1200 r/min初拉力調(diào)節(jié)范圍： 0 60 N測支反力傳感器量程：0 50 N原始數(shù)據(jù)：電機外殼直徑 d1d2120 mm； 測力杠桿臂長 L1L260 mm；初拉力 F0 N。測 定 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)N1(N)N2(N)n1r/minn2 r/minT1NmmT2 Nmm(%)(%)空載1234567892. 作出效率和滑動率曲線： (%) (%) T2（Nmm）實驗五 減速器拆裝實驗一、實驗目的1了解減速器結(jié)構(gòu)，熟悉裝配和拆卸方法。2通過拆裝，很好的掌握軸系部件的結(jié)構(gòu)。3了解減速器各個附件的名稱、結(jié)構(gòu)、安裝位置和作用。

10、二、實驗設(shè)備和工具1二級展開式圓柱齒輪減速器，有凸緣式端蓋結(jié)構(gòu)（圖51）和嵌入式端蓋結(jié)構(gòu)兩種；或者單級圓柱齒輪減速器。2游標卡尺、活扳手或呆扳手一套、鋼板尺等。三、實驗內(nèi)容1觀察了解軸系部件的安裝、拆卸、固定、調(diào)整。軸系部件包括軸、軸承、軸套、軸承端蓋、調(diào)整墊片、密封圈、擋油板等。2觀察了解減速器附件的用途、結(jié)構(gòu)和安裝位置的要求。附件包括通氣器、窺視孔蓋、油塞、油標指示器、吊勾和吊環(huán)、起蓋螺釘、定位銷等。3測量各種螺栓直徑：地腳螺栓、軸承旁聯(lián)接螺栓、上下箱體凸緣聯(lián)接螺栓、軸承端蓋螺釘、窺視孔螺釘?shù)取?測量箱體有關(guān)尺寸：中心距、中心高、上下箱體壁厚、地腳凸緣厚、上下箱體凸緣寬度和厚度、軸承凸臺寬

11、度和高度、筋板厚度、齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離、大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁距離、軸承端蓋外徑等。四、實驗步驟1擰下軸承端蓋的螺釘，取下軸承端蓋和調(diào)整墊片。（此步驟是對凸緣式端蓋結(jié)構(gòu)而言的，對嵌入式端蓋結(jié)構(gòu)則無此步驟）2擰下上、下箱體聯(lián)接螺栓及軸承旁螺栓、拔出定位銷，利用起蓋螺釘打開箱體上蓋。3分析軸系部件的結(jié)構(gòu)，了解如何實現(xiàn)安裝、拆卸、固定、調(diào)整。4觀察各附件的位置、結(jié)構(gòu)及用途。5測量實驗內(nèi)容3、4所列各有關(guān)尺寸，填入實驗報告表中。圖51 二級展開式圓柱齒輪減速器立體圖圖52 單級圓柱齒輪減速器立體圖實 驗 記 錄1測量數(shù)據(jù)名 稱符號尺寸（mm）地腳螺釘直徑df軸承旁聯(lián)螺栓直徑d1機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d2軸承端蓋螺釘直徑d3窺視孔蓋螺釘直徑d4機座壁厚機蓋壁厚1機座凸緣厚