1、实验二 智能带传动实验一、实验目的1、了解带传动中的弹性滑动与打滑现象及其与承载力的关系。2、了解带传动实验台的结构原理及其扭矩、转速的测试方法。二、实验系统1. 实验系统的组成图 1 实验系统组成框图如图 l 所示，实验系统主要包括如下部分：(1) 带传动机构 (2) 主、从动轮转矩传感器(3) 主、从动轮转速传感器 (4) 电测箱(与带传动机构装为一体 )(5) 个人电脑 (6)打印机2. 实验机构结构特点(1) 机械结构本实验台机械部分，主要由两台直流电机组成，如图 2 所示。其中一台作为原动机，另一台则作为负载的发电机。对原动机，由可控硅整流装置供给电动机电枢以不同的端电压，实现无级调
2、速。对发电机，每按一下“加载”按键，即并上一个负载电阻，使发电机负载逐步增加，电枢电流增大，随之电磁转矩也增大，即发电机的负载转矩增大，实现了负载的改变。两台电机均为悬挂支承，当传递载荷时，作用于电机定子上的力矩 T1（主动电机力矩） 、T 2（从动电机力柜）迫使拉钩作用于拉力传感器，传感器输出的电信号正比于 T1、T 2 的原始信号。图 2 实验台机械结构1、 从动直流发电机 2、从动带轮 3、传动带 4、主动带轮 5、主动直流电动机 6、牵引绳 7、滑轮 8、砝码 9、拉簧 10、浮动支座 11、固定支座 12、底座13、拉力传感器 14、标定杆原动机的机座设计成浮动结构（滚动滑槽） ，与
3、牵引钢丝绳、定滑轮、砝码一起组成带传动预拉力形成机构，改变砝码大小，即可准确地预定带传动的预拉力 F0。两台电机的转速传感器（红外光电传感器）分别安装在带轮背后的环形糟（本图未表示）中，由此可获得必需的转速信号。(2) 电测系统电测系统装在实验台电测箱内，如图 1 所示。附设单片机，承担数据采集、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。能实时显示带传动过程中主动轮转速、转矩和从动轮的转速、转矩值。如通过微机接口外接 PC 机，这时就可自动显示并能打印输出带传动的滑动曲线 T 2 及传动效率曲线 T 2 及相关数据。电测箱操作部分主要集中在箱体正面的面板上 ，面板的布置如图 3 所示。图 3 智能带
4、传动实验台面板在电测箱背面备有微机 RS232 接口、主、被动轮转矩放大、调零旋钮等，其布置情况如图 4 所示。图 4 智能带传动实验台背面1、 电源插座 2、被动力矩放大倍数调节 3、主动力矩放大倍数调节 4、被动力矩调零 5、主动力矩调零 6、RS-232 接口三、实验操作步骤1. 人工记录操作方法(1) 设置预拉力不同型号传动带需在不同预拉力 F0 的条件下进行试验，也可对同一型号传动带，采用不同的预拉力，试验不同预拉力对传动性能的影响。为了改变预拉力 F0，如图 2 所示，只需改变砝码 8 的大小。(2) 接通电源在接通电源前首先将电机调速旋钮粗调电位器逆时针转到底，使开关“断开”，细
5、调电位器旋钮逆时针旋到底，按电源开关接通电源，按一下“清零”键，此时主、被动电机转速显示为“0” ，力矩显示为“.” ，实验系统处于“自动校零”状态。校零结束后，力矩显示为“0” 。再将粗调调速旋钮顺时针旋转接通“开关”并慢慢向高速方向旋转，电机起动，逐渐增速，同时观察实验台面板上主动轮转速显示屏上的转速数，其上的数字即为当时的电机转速。当主电机转速达到预定转速（本实验建议预定转速为 12001300 转/ 分左右）时，停止转速调节。此时从动电机转速也将稳定地显示在显示屏上。(3) 加载在空载时，记录主、被动轮转矩与转速。按“加载”键一次，第一个加载指示灯亮，调整主动电机转速， （此时，只需使
6、用细调电位器进行转速调节）使其仍保持在预定工作转速内，待显示基本稳定（一般 LED 显示器跳动 23 次即可达到稳定值）记下主、从动轮的转矩及转速值。再按“加载”键一次，第二个加载指示灯亮，再调整主动转速（用细调电位器） ，仍保持预定转速，待显示稳定后再次记下主、从动轮的转矩及转速。第三次按“加载”键，第三个加载指示灯亮，同前次操作记录下主、从动轮的转矩、转速。重复上述操作，直至 7 个加载指示灯亮，记录下八组数据。根据这八组数据便可作出带传动滑动曲线 T 2 及效率曲线 T2。在记录下各组数据后应先将电机粗调速旋钮逆时针转至“关断”状态，然后将细调电位器逆时针转到底，再按“清零”键。显示指示
7、灯全部熄灭，机构处于关断状态，等待下次实验或关闭电源。为便于记录数据，在实验台的面板上还设置了“保持”键，每次加载数据基本稳定后，按“保持”键即可使转矩、转速稳定在当时的显示值不变。按任意键，可脱离“保持”状态。2. 计算机自动测量操作方法(1) 连接 RS232 通讯线在 DCS-型带传动实验台后板上设有 RS232 串行接口，可通过所附的通讯线直接和计算机相联，组成带传动实验系统。将随机携带的通讯线一端接到实验机构 RS-232 插座，另一端接到计算机串行输出口（串行口 1#或串行口2#均可，但无论连线或拆线，都应先关闭计算机和实验机构电源，以免烧坏接口元件） 。(2) 启动机械教学综合实
8、验系统打开计算机，启动机械教学综合实验系统软件，首先在串口选择框中选择相应串口号（COM1 或 COM2） ，点击“重新配置”键，选该通道口的应用程序为带传动实验，配置结束后，在主界面左边的实验项目框中，点击该通道“带传动”键，如图 5 所示。点击图 5 中间的图像，将出现如图 6 的带传动实验系统界面。点击“串口选择键”正确选择（COM1 或 COM2） ，然后再点击 “数据采集”菜单，等待数据输入。(3) 数据采集及分析1) 将实验台粗调速电位器逆时针转到底,使开关断开，细调电位器也逆时针旋到底。打开实验机构电源，按“清零”键，几秒钟后，数码管显示“0” ，自动校零完成。2) 顺时针转动粗
9、调电位器，开关接通并使主动轮转速稳定在工作转速（一般取 12001300r/m 左右） ，按下“加载”键再调整主动转速（用细调电位器） ，使其仍保持在工作转速范围内，待转速稳定（一般需 2-3 个显示周期）后，再按“加载”键，以此往复，直至实验机构面板上的八个发光管指示灯全亮为止。此时，实验台面板上四组数码管将全部显示“8888” ，表明所采数据已全部送至计算机。3) 当实验机构全部显示 “8888”时，计算机屏幕将显示所采集的全部八组主、从动轮的转速和转矩。此时应将电机粗、细调速电位器逆时针转到底，使“开关”断开。4) 移动鼠标，选择“数据分析”功能，屏幕将显示本次实验的曲线和数据。如图 7
10、 所示。5) 如果在此次采集过程中采集的数据有问题，或者采不到数据，请点击串口选择下拉菜单，选择较高级的机型，或者选择另一端口。6) 移动鼠标至 “打印”功能，打印机将打印实验曲线和数据。7) 实验过程中如需调出本次数据，只须将鼠标点击 “数据采集”功能，同时，按下实验机构的“送数”键，数据即被送至计算机，可用上述 4) 6) 项操作进行显示和打印。8) 一次实验结束后如需继续实验，应“关断”粗调速电位器，将细调电位器逆时针旋到底，并按下实验机构的“清零”键，进行“自动校零” 。同时将计算机屏幕中的“数据采集”菜单选中，重复上述第 2) 6) 项即可。图 5 带传动实验系统初始界面图 6 带传
11、动实验台主窗体图 7 实验结果示例9) 实验结束后，将实验台电机调速电位器开关关断，关闭实验机构的电源，用鼠标点击“ 退出” 。四、主要技术参数1. 直流电机功率： 2 台50W2. 主动电机调速范围： 01800 转/分 3. 额定转矩： T=0.24N.M=2450g.cm4. 实验台尺寸： 长宽 高=6002803005. 电源： 220V 交流五、实验注意事项1. 必须按操作规程操作实验机，实验中注意不要靠近、手摸传动皮带，避免发生安全事故。2. 实验中皮带停滑状态不要维持过久，否则，会使皮带过热，失去原有状态，也不利于使用寿命。六、实验记录表一初拉力 F0= (N)主动轮转速 n1(r/min)从动轮转速 n2(r/min)主动轮扭矩 T1(N.m)从动轮扭矩 T2(N.m)滑动系数 (%)传动效率 表二初拉力 F0= (N)主动轮转速 n1(r/min)从动轮转速 n2(r/min)主动轮扭矩 T1(N.m)从动轮扭矩 T2(N.m)滑动系数 (%)传动效率 七、思考题1. 带传动的弹性滑动和打滑现象有何区别？它们产生的原因是什么？2. 分析初拉力的变化对带传动的影响。八、实验报告1. 认真阅读实验指导书，查阅有关资料，写出预习报告。2. 对实验数据进行处理。3. 按要求用坐标纸绘出 T 2 和 T 2 实验数据曲线。4. 对实验结构进行分析。5. 回答思考题。
