實驗一、帶傳動實驗
一、 帶傳動的工作原理及特點1、帶傳動的工作原理:
圖1-1 磨擦型帶傳動工作原理
摩擦型帶傳動通常由主動輪、從動輪和傳動帶組成。傳動帶以一定的初拉力F0緊套在帶輪上,在F0的作用下,帶與帶輪的接觸面間產(chǎn)生正壓力,當主動輪1回轉時,接觸面間產(chǎn)生摩擦力,主動輪靠摩擦力使傳動帶3與其一起運動。同時,傳動帶靠摩擦力驅使從動輪2與其一起轉動,從而主動軸上的運動和動力通過傳動帶傳遞給了從動軸。
2、 帶傳動的特點
摩擦型帶傳動主要特點如下:
1、傳動帶具有彈性和撓性, 可吸收振動并緩和沖擊, 從而使傳動平穩(wěn)、噪聲;
2、當過載時,傳動帶與帶輪間可發(fā)生相對滑動而不損傷其他零件,起過載保護作用;
3、適合于主、 從動軸間中心距較大的傳動;
4、由于有彈性滑動存在,故不能保證準確的傳動比,傳動效率較低;
5、張緊力會產(chǎn)生較大的壓軸力, 使軸和軸承受力較大,帶傳動壽命底。
另外,帶在工作時,會產(chǎn)生彈性滑動,因此,傳動比不能嚴格保持不變。帶傳動的輪廓尺寸大,傳動效率較低。因此, 帶傳動一般傳遞功率為50~100 kW,帶速為5~25 m/s,傳動比不超過5,效率約為0.92~0.97。
3、帶傳動的類型
圖1-2 帶的傳動類型和橫截面形狀
(a) 平帶; (b) V帶; (c) 多楔帶; (d) 圓形帶
V帶的截面形狀為梯形, V帶按其寬度和高度相對尺寸的不同,又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、 汽車V帶、齒形V帶、大楔角V帶等多種類型,目前,普通V帶應用最廣。
二、實驗操作
1、實驗的目的:
⑴了解帶傳動的構成,認識其組成元件;
⑵了解帶輪相關幾何參數(shù)的定義及其意義;
⑶掌握計算帶輪傳動比、帶傳動系統(tǒng)中軸的轉速及力矩的計算方法;
⑷了解帶在工程實際中的應用;
⑸掌握V帶的安裝及校準方法;
⑹掌握帶張力的調整方法。
2、實驗內容:
⑴計算帶輪傳動比;
⑵計算帶傳動系統(tǒng)中軸的轉速及力矩;
⑶安裝并校準V型帶;
3、實驗的儀器與設備
實驗工作臺、電機一臺、電機座、帶輪、V帶、軸承座、立柱、傳動軸(φ20活塞桿)、T型螺釘、M12螺母、、直尺一把(20cm)、米尺一把、、轉速傳感器、安裝工具一套等。
4、實驗過程與步驟:
實驗1、計算帶輪比率
步驟:在這個實驗里,將計算所給例題中帶輪的比率,即傳動比。在下個實驗中計算帶傳動中軸的力矩和轉速時會用到這個數(shù)值。
例:計算圖示1-3帶輪的比率,在這種情況下,一個帶輪的直徑是56mm,另一個是80mm。傳動比為:i=56/80=0.7。
PD=80 PD=56
圖1-3
1、 計算如圖1-4所示帶輪比率
帶輪比率=
PD=90 PD=50
圖1-4
實驗2、計算帶傳動系統(tǒng)中軸的轉速和力矩
大致步驟:在這個實驗中,將利用公式來計算主動軸和從動軸的轉速和力矩。
例:計算圖1-5中所示帶傳動系統(tǒng)中從動軸的轉速,主動輪直徑為56mm,從動輪直徑為80mm,主動輪力矩為200n.m,主動輪轉速1750r/min。算法如下:
Ø 帶輪比率=56/80=0.7
Ø 從動軸轉速=1750*0.7=1225r/min
Ø 從動輪力矩: (n.m)
PD=80 PD=56
圖1-5
1、 計算圖1-6所示帶傳動系統(tǒng)中(其中主動輪直徑為50mm,從動輪直徑為90mm,主動輪力矩5.5N/m,主動輪轉速120r/min)
1) 從動軸轉速: (rpm)
PD=90 PD=50
圖1-6
實驗3 安裝和校準V帶傳動系統(tǒng)
在這個實驗中,將執(zhí)行安裝步驟和校準V帶傳動系統(tǒng),保證兩傳動軸的平行度。完成搭接和校準后將在下個實驗中運行電機。
1.執(zhí)行下列安全檢查
A.穿著合身的衣服(不可穿較寬松的),袖子扎起
B.項鏈、手表、戒指、領帶等飾品必須摘下
C.將長發(fā)盤起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2.將安全開關鎖住
3.安裝傳動系統(tǒng)
A. 選擇固定安裝電機的適當位置,(盡量靠近臺子的角邊,留下足夠的空間安裝固定帶輪傳動系統(tǒng))如圖1-7所示;
圖1-7
B. 將電機底座開的U行槽對著臺子的T行槽,將底座的前邊和T行槽邊盡量保持平行,用T行螺釘、墊圈和螺母固定電機(螺母不要擰緊,以方便調整帶的張緊,和傳動系統(tǒng)的平行度)
C. 將帶輪裝在電機軸上(輕輕推入),直到帶輪上的螺孔和電機軸上的鍵槽對齊,通過內六角扳手擰緊緊定螺釘固定帶輪。
D.
拉動帶輪檢查是否與電機軸固緊。裝配結果如圖1-8所示:
圖1-8
E. 選折合適的傳動軸,將傳動軸和軸承安裝在一起;
F. 用V帶試著選擇合適的位置,用長T行螺釘、墊圈、螺母固定四個軸承支架和安裝兩個軸承;
G. 將從動帶輪安裝在傳動軸上(和安裝主動帶輪相同),拉動帶輪檢查是否與傳動軸固緊;
H. 找到適配的V型帶,將V型帶裝在兩帶輪的輪槽內;裝配結果如圖1-9所示
圖1-9
I. 調整電機的位置,將米尺放置在從動帶輪表面上,其棱邊靠在從動帶輪上,然后檢查主動帶輪的位置,主動帶輪必須調整到其端面與從動帶輪端面在同一條直線上,即兩個帶輪的端面應齊平.以從動帶輪的位置為基準是因為就現(xiàn)裝置而言電機的位置比較容易進行調整.如果主動輪的端面也能和米尺的棱邊直接靠上,則證明主動軸與從動軸是平行的,(如果經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)主動帶輪的端面僅有一端和米尺的棱邊接觸上,則說明軸不平行,如果主動帶輪沒有任何部分與米尺接觸上,則說明兩軸不平行或是帶輪未對準.)
J. 校準好傳動系統(tǒng)后擰緊電機底座上的4個T型螺釘。裝配結果如圖1-10所示,手動運行傳動系統(tǒng),確保機構能穩(wěn)定安全運行。
圖1-10
實驗4、確定帶的張緊力
注:本實驗應根據(jù)設備的具體參數(shù)進行自行設置,帶的張緊力應根據(jù)設計公式進行計算:
其中:
ka——為包角系數(shù);
v——帶速(m/s);
q——帶每米的質量(kg/m);
z——V帶的根數(shù);
p——單根V帶傳遞的功率(KW)
測定帶的許用張緊力
特征 | 參數(shù) |
帶型號 | Z |
帶輪直徑 | 50、90mm |
運行速度 | 120RPM |
帶的使用狀態(tài)(新、舊) | 新 |
實驗5、分析V帶傳動
步驟:在這個實驗中,你將繼續(xù)上個實驗的內容,測量V帶傳動的輸出速度和力矩
1、 繼續(xù)上個實驗,執(zhí)行下列步驟打開電機:
A. 打開電源;
B. 打開電機電源;
2、 用轉速表測量電機軸(主動軸)和從動軸的轉速,并記錄下來
主動軸轉速 (RPM)
從動軸轉速: (RPM)
傳動比:
從動軸的轉速: r/min
該機構從動輪速度比主動輪速度低,稱為減速傳動。這種機構在工程實際中 常用.
C. 關閉電機;
D. 斷開安全電源;
3、 執(zhí)行下列步驟拆卸V帶傳動
A. 松開電機底座的鎖定螺母并將電機朝從動軸方向移動,這樣將使帶松弛;
B. 將帶從帶輪上取下;
C. 確保將帶取下時不要用力,應盡可能的將電機移向從動軸方向.
D. 用內六角扳手擰松與電機軸相連的小帶輪的緊定螺釘;
E. 將帶輪從電機軸上取下;
F. 拆下從動軸上的帶輪,步驟同上;
G. 將兩個帶輪調換重新裝配,檢查帶的校準,張緊力并把電機鎖定到適當?shù)奈恢谩?br /> 4、 打開電源開關;
5、 開啟電機持續(xù)運行大約1分鐘后關閉電機;
6、 重新開啟電機并調到合適的速度運轉;
7、 用轉速表測量電機軸和從動軸的轉速并記錄下來:
主動軸轉速 (RPM)
從動軸轉速 (RPM)
傳動比
從動軸的轉速
8、 關閉電機;
9、 關閉電源;
10、 拆卸裝置,將各部件及工具收好。
習 題
1.1 窄V帶傳動與普通V帶傳動有什么不同?帶傳動為什么會產(chǎn)生彈性滑動?彈性滑動與打滑有什么不同?
1.2 設計V帶傳動時,如果根數(shù)過多,如何處理?如果小帶輪包角太小, 如何處理?
1.3 設計V帶傳動時,為什么要限制速度?為什么直徑不宜取得太。开
1.4 設單根V帶所能傳遞的最大功率Pmax= 4.2 kW,已知主動輪直徑D1=160mm,轉速n1=1500 r/min,包角α1= 140°,帶與帶輪間的當量摩擦系數(shù)fv=0.2, 求有效拉力F ,緊邊拉力F1。
1.5 已知V帶傳動的主動輪直徑da1=100 mm,從動輪直徑da2=400 mm,主動輪裝在三相異步電動機上,電動機轉速n1=1450r/min,采用二根(A1800)V帶,三班制工作,載荷較平穩(wěn)。 試求該傳動所能傳遞的功率。
1.6 試設計一液體攪拌機用的V帶傳動。小帶輪裝在電動機軸上,電動機功率P=1.5 kW,轉速n1=940r/min,從動輪轉速n2=290 r/min,二班制工作,要求中心距不超過500mm。