机械设计实验指导书-带传动实验与减速器拆装实验

1、实验四 带传动实验一、实验目的1. 了解带传动实验台的工作原理及其结构；2. 观察带传动工作中的弹性滑动和打滑现象并分析其产生原因；3. 了解带传动在不同初拉力下的负载与滑动率、负载与传动效率之间的关系；4. 测定带传动在实验条件下的弹性滑动率与传动效率，并绘制滑动率曲线及效率曲线。二、实验台结构及工作原理本实验采用的设备是PDC-智能型皮带传动测试台，图4-1所示为其结构示意图。图4-1 PDCII智能型皮带传动测试台结构示意图1机座 2移动支架 3（测初拉力）压力传感器 4固定支架5负载灯泡（组） 6（测支反力）压力传感器 7测力杠杆8直流电动机 9主动带轮 10张紧装置 11传动带12从

2、动带轮 13直流发电机图4-2所示为PDC-智能型皮带传动测试台控显面板布局示意图。图4-2 PDCII智能型皮带传动测试台控显面板布局图本实验台主要由两个直流电机组成，左边为主动电机，提供驱动力矩，由调速旋钮调节电压；右边为发电机,提供负载力矩，其电枢绕组两端接上灯泡作为负载。主电机固定在一个水平方向移动的滑板上，可沿滑座滑动，底板的滑动由皮带预紧装置推动，带传动的张紧装置由螺旋机构和液压机构组成，通过旋转竖直方向的螺杆改变下面的水平活塞杆位置，活塞杆推动移动支架沿水平方向移动，从而改变了两带轮之间的中心距，以此实现对传动带施加一定的初拉力或调节初拉力的大小。在移动支架与水平活塞之间安装一个

3、压力传感器，活塞对移动支架的推力由该压力传感器测定，其值等于传动带上下两边拉力之和（即2F0），该值在实验中将直接显示在控显面板的“张力”数码管上。电机轴上装有主动轮，通过一根传动带（平带或V带）带动从动轮，从动轮装在发电机的轴上，电机定子（连外壳）可绕其轴线摆动，其外壳上装有测力杠杆，其端部支点压在测力传感器上，产生的压力信号通过测量电路转换为与之成比例的电压信号，经过线性放大和A / D转换，将安装在电动机和发电机定子机壳上的测力杠杆的端部支点反力N1、N2值直接显示在控显面板的“扭矩臂力1” 、“扭矩臂力2”数码管上。实验时启动电机，其实验转速由控显面板上的调速旋扭来调整，电机转动产生的

4、反作用力由力矩臂传递到测力传感器上，结合测力杠杆的臂长（杠杆支点至电动机或发电机外壳的距离）L1、L2，便可计算电动机和发电机定子机壳所受的翻转力矩，而翻转力矩在数值上与两带轮传递的转矩相等。通过以下公式可得电动机和发电机的转矩为：T =N·(L+d/2)式中：N测力杠杆的支点反力 (N) ；L测力杠杆臂长，60 mm ；d电机外壳直径，120 mm 。两电机后端装有测速转盘和测速光电传感器，所测主、从动轮转速值n1、n2在控显面板上“转速1”和“转速2”的数码管上显示。则带传动的滑动率为 ×100在本实验台中，两带轮直径：D1=D2=120mm, 即传动比i=1，则 &#

5、215;100 带传动的效率为 式中：T1、T2 分别为输出、输入转矩，Nmm ；n1、n2 分别为输出、输入转速，r/min 。实验以灯泡模拟负载，本实验台采用一组(5个)60W灯泡并联并配以串联变阻器作为发电机的负载电路。通过控显面板的“负载”控制键“”和“”可逐档递增或递减电路电阻，进而实现发电机负载功率的递增或递减。每按一次“”，负载功率递增5%；每按一次“” ，负载功率递减5%；满负载功率300W。随着负载的改变，灯泡的亮度逐渐由弱变强，T1、T2、n1、n2值也随之改变；这样可获得一组和的值，据此可绘制出滑动率曲线T2和效率曲线T2。三、实验步骤1. 将“调速”旋钮逆时针旋转到起点

6、位置，使电机转速为零。然后接通主机电源（在机身后面的绿色按钮），断开发电机所有负载（此时所有灯泡都不亮并且控显面板的“负载”显示为“0”）。2. 旋转预紧装置的预紧螺栓，皮带开始预紧，为便于比较，不同组采用不同的初拉力值，平皮带分别按指定初拉力2F0=25N和2F0=35N使传动带张紧。（V带分别按指定初拉力2F0=15N和2F0=20N使传动带张紧。）3. 按下“电机启停”红色按钮，接通电动机电源，顺时针缓慢旋转“调速”旋钮，使电动机逐渐加速到实验初始转速，当转速表显示n11200 r/min时，记录数据(n1、n2、N1、N2)，此时负载功率为零。4. 按 “”键两下加负载（此时五个灯泡都

7、亮了），当“负载”显示“10”时（即满负载的10%，此时负载功率为30W），记录数据(n1、n2、N1、N2)。5. 重复步骤4，即每次按 “”键两下，使负载功率按每档30W递增，分别记录每档负载功率下的(n1、n2、N1、N2)，直到带与带轮间发生显著滑动（即带传动开始进入打滑状态）为止。6. 连续按“” 键，直到“负载”显示为“0”（所有灯泡全部关闭），按“电机启停”键，关闭电动机电源。7. 将实验台恢复至实验前状态，关闭主机电源。8. 整理实验数据，完成实验报告。（进行相关数据处理，并在同一坐标系中绘制带传动在不同初拉力下的弹性滑动曲线和传动效率曲线。）四、思考题1. 初拉力的大小对滑动

8、率和效率的影响如何?2. 随着负载的增大,滑动率曲线和效率曲线的变化规律如何?3. 带传动中弹性滑动与打滑有何区别?它们对于带传动各有什么影响?五、注意事项 1实验中必须注意安全。女生须特别注意，勿将长发散落在机器上方；操作者须扣紧衣袖；实验台运转过程中，不许用手触摸旋转部位。2预紧装置预紧时，预紧力不得超过60N，否则油缸活塞不回位。当活塞不回位时，需要在预紧装置单向节流阀处注入空气（用注射气筒注入）。3发生明显打滑现象时，应迅速记录相关数据，以免皮带因打滑而发生过度磨损（一般当n1-n2>200 r/min时即可停止实验）。实验记录与数据处理1. 实验数据记录及处理PDC智能型皮带传

9、动测试台主要技术参数：直流电动机功率： 355W测速范围： 0 1200 r/min初拉力调节范围： 0 60 N测支反力传感器量程：0 50 N原始数据：电机外壳直径 d1d2120 mm； 测力杠杆臂长 L1L260 mm；初拉力 F0 N。测 定 数 据计 算 数 据N1(N)N2(N)n1r/minn2 r/minT1NmmT2 Nmm(%)(%)空载1234567892. 作出效率和滑动率曲线： (%) (%) T2（Nmm）实验五 减速器拆装实验一、实验目的1了解减速器结构，熟悉装配和拆卸方法。2通过拆装，很好的掌握轴系部件的结构。3了解减速器各个附件的名称、结构、安装位置和作用。

10、二、实验设备和工具1二级展开式圆柱齿轮减速器，有凸缘式端盖结构（图51）和嵌入式端盖结构两种；或者单级圆柱齿轮减速器。2游标卡尺、活扳手或呆扳手一套、钢板尺等。三、实验内容1观察了解轴系部件的安装、拆卸、固定、调整。轴系部件包括轴、轴承、轴套、轴承端盖、调整垫片、密封圈、挡油板等。2观察了解减速器附件的用途、结构和安装位置的要求。附件包括通气器、窥视孔盖、油塞、油标指示器、吊勾和吊环、起盖螺钉、定位销等。3测量各种螺栓直径：地脚螺栓、轴承旁联接螺栓、上下箱体凸缘联接螺栓、轴承端盖螺钉、窥视孔螺钉等。4测量箱体有关尺寸：中心距、中心高、上下箱体壁厚、地脚凸缘厚、上下箱体凸缘宽度和厚度、轴承凸台宽

11、度和高度、筋板厚度、齿轮端面与箱体内壁距离、大齿轮顶圆与箱体内壁距离、轴承端盖外径等。四、实验步骤1拧下轴承端盖的螺钉，取下轴承端盖和调整垫片。（此步骤是对凸缘式端盖结构而言的，对嵌入式端盖结构则无此步骤）2拧下上、下箱体联接螺栓及轴承旁螺栓、拔出定位销，利用起盖螺钉打开箱体上盖。3分析轴系部件的结构，了解如何实现安装、拆卸、固定、调整。4观察各附件的位置、结构及用途。5测量实验内容3、4所列各有关尺寸，填入实验报告表中。图51 二级展开式圆柱齿轮减速器立体图图52 单级圆柱齿轮减速器立体图实 验 记 录1测量数据名 称符号尺寸（mm）地脚螺钉直径df轴承旁联螺栓直径d1机盖与机座联接螺栓直径d2轴承端盖螺钉直径d3窥视孔盖螺钉直径d4机座壁厚机盖壁厚1机座凸缘厚