實(shí)驗(yàn)一、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

一、  帶傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)


1、帶傳動(dòng)的工作原理：
圖1-1 磨擦型帶傳動(dòng)工作原理
摩擦型帶傳動(dòng)通常由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。傳動(dòng)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(dāng)主動(dòng)輪1回轉(zhuǎn)時(shí)，接觸面間產(chǎn)生摩擦力，主動(dòng)輪靠摩擦力使傳動(dòng)帶3與其一起運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，傳動(dòng)帶靠摩擦力驅(qū)使從動(dòng)輪2與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而主動(dòng)軸上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)帶傳遞給了從動(dòng)軸。
2、     帶傳動(dòng)的特點(diǎn)
摩擦型帶傳動(dòng)主要特點(diǎn)如下： ��
1、傳動(dòng)帶具有彈性和撓性， 可吸收振動(dòng)并緩和沖擊， 從而使傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲�。�
2、當(dāng)過(guò)載時(shí)，傳動(dòng)帶與帶輪間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不損傷其他零件，起過(guò)載保護(hù)作用；
3、適合于主、 從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)；��
4、由于有彈性滑動(dòng)存在，故不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較低；
5、張緊力會(huì)產(chǎn)生較大的壓軸力， 使軸和軸承受力較大，帶傳動(dòng)壽命底。
另外，帶在工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，因此，傳動(dòng)比不能?chē)?yán)格保持不變。帶傳動(dòng)的輪廓尺寸大，傳動(dòng)效率較低。因此， 帶傳動(dòng)一般傳遞功率為50～100 kW，帶速為5～25 m/s，傳動(dòng)比不超過(guò)5，效率約為0.92～0.97。
3、帶傳動(dòng)的類(lèi)型

圖1-2 帶的傳動(dòng)類(lèi)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(duì)尺寸的不同，又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、 汽車(chē)V帶、齒形V帶、大楔角V帶等多種類(lèi)型，目前，普通V帶應(yīng)用最廣。
二、實(shí)驗(yàn)操作
1、實(shí)驗(yàn)的目的：
⑴了解帶傳動(dòng)的構(gòu)成，認(rèn)識(shí)其組成元件；
⑵了解帶輪相關(guān)幾何參數(shù)的定義及其意義；
⑶掌握計(jì)算帶輪傳動(dòng)比、帶傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)速及力矩的計(jì)算方法；
⑷了解帶在工程實(shí)際中的應(yīng)用；
⑸掌握V帶的安裝及校準(zhǔn)方法；
⑹掌握帶張力的調(diào)整方法。
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
⑴計(jì)算帶輪傳動(dòng)比；
⑵計(jì)算帶傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)速及力矩；
⑶安裝并校準(zhǔn)V型帶；
3、實(shí)驗(yàn)的儀器與設(shè)備
實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、電機(jī)一臺(tái)、電機(jī)座、帶輪、V帶、軸承座、立柱、傳動(dòng)軸（φ20活塞桿）、T型螺釘、M12螺母、、直尺一把（20cm）、米尺一把、、轉(zhuǎn)速傳感器、安裝工具一套等。
4、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與步驟：
實(shí)驗(yàn)1、計(jì)算帶輪比率
步驟：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)里，將計(jì)算所給例題中帶輪的比率，即傳動(dòng)比。在下個(gè)實(shí)驗(yàn)中計(jì)算帶傳動(dòng)中軸的力矩和轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)用到這個(gè)數(shù)值。
例：計(jì)算圖示1-3帶輪的比率，在這種情況下，一個(gè)帶輪的直徑是56mm，另一個(gè)是80mm。傳動(dòng)比為：i=56/80=0.7。

PD=80                        PD=56
圖1-3
1、 計(jì)算如圖1-4所示帶輪比率
帶輪比率=                       

PD=90                                   PD=50
圖1-4
 
實(shí)驗(yàn)2、計(jì)算帶傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的轉(zhuǎn)速和力矩
大致步驟：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將利用公式來(lái)計(jì)算主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和力矩。
例：計(jì)算圖1-5中所示帶傳動(dòng)系統(tǒng)中從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，主動(dòng)輪直徑為56mm，從動(dòng)輪直徑為80mm，主動(dòng)輪力矩為200n.m，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速1750r/min。算法如下：
Ø  帶輪比率=56/80=0.7
Ø  從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=1750*0.7=1225r/min
Ø  從動(dòng)輪力矩：                       （n.m）

PD=80                                    PD=56
圖1-5
1、   計(jì)算圖1-6所示帶傳動(dòng)系統(tǒng)中（其中主動(dòng)輪直徑為50mm，從動(dòng)輪直徑為90mm，主動(dòng)輪力矩5.5N/m，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速120r/min）
1)   從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：                     （rpm）

PD=90                            PD=50
圖1-6
實(shí)驗(yàn)3  安裝和校準(zhǔn)V帶傳動(dòng)系統(tǒng)
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將執(zhí)行安裝步驟和校準(zhǔn)V帶傳動(dòng)系統(tǒng)，保證兩傳動(dòng)軸的平行度。完成搭接和校準(zhǔn)后將在下個(gè)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)行電機(jī)。
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(xiàng)鏈、手表、戒指、領(lǐng)帶等飾品必須摘下
C.將長(zhǎng)發(fā)盤(pán)起或置于帽中
D、地面不可潮濕。
2.將安全開(kāi)關(guān)鎖住
 
3.安裝傳動(dòng)系統(tǒng)
A．       選擇固定安裝電機(jī)的適當(dāng)位置，（盡量靠近臺(tái)子的角邊，留下足夠的空間安裝固定帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)）如圖1-7所示；

圖1-7
B．       將電機(jī)底座開(kāi)的U行槽對(duì)著臺(tái)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(jī)（螺母不要擰緊，以方便調(diào)整帶的張緊，和傳動(dòng)系統(tǒng)的平行度）
C．       將帶輪裝在電機(jī)軸上（輕輕推入），直到帶輪上的螺孔和電機(jī)軸上的鍵槽對(duì)齊，通過(guò)內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊緊定螺釘固定帶輪。
D．      

拉動(dòng)帶輪檢查是否與電機(jī)軸固緊。裝配結(jié)果如圖1-8所示：
圖1-8
E．       選折合適的傳動(dòng)軸，將傳動(dòng)軸和軸承安裝在一起；
F．       用V帶試著選擇合適的位置，用長(zhǎng)T行螺釘、墊圈、螺母固定四個(gè)軸承支架和安裝兩個(gè)軸承；
G．       將從動(dòng)帶輪安裝在傳動(dòng)軸上（和安裝主動(dòng)帶輪相同），拉動(dòng)帶輪檢查是否與傳動(dòng)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(nèi)；裝配結(jié)果如圖1-9所示
                         
圖1-9
I．       調(diào)整電機(jī)的位置，將米尺放置在從動(dòng)帶輪表面上，其棱邊靠在從動(dòng)帶輪上，然后檢查主動(dòng)帶輪的位置，主動(dòng)帶輪必須調(diào)整到其端面與從動(dòng)帶輪端面在同一條直線(xiàn)上，即兩個(gè)帶輪的端面應(yīng)齊平.以從動(dòng)帶輪的位置為基準(zhǔn)是因?yàn)榫同F(xiàn)裝置而言電機(jī)的位置比較容易進(jìn)行調(diào)整.如果主動(dòng)輪的端面也能和米尺的棱邊直接靠上，則證明主動(dòng)軸與從動(dòng)軸是平行的，（如果經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)主動(dòng)帶輪的端面僅有一端和米尺的棱邊接觸上，則說(shuō)明軸不平行，如果主動(dòng)帶輪沒(méi)有任何部分與米尺接觸上，則說(shuō)明兩軸不平行或是帶輪未對(duì)準(zhǔn).）
J．       校準(zhǔn)好傳動(dòng)系統(tǒng)后擰緊電機(jī)底座上的4個(gè)T型螺釘。裝配結(jié)果如圖1-10所示，手動(dòng)運(yùn)行傳動(dòng)系統(tǒng)，確保機(jī)構(gòu)能穩(wěn)定安全運(yùn)行。

圖1-10
實(shí)驗(yàn)4、確定帶的張緊力
注：本實(shí)驗(yàn)應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體參數(shù)進(jìn)行自行設(shè)置，帶的張緊力應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算：

其中：
k_a——為包角系數(shù)；
v——帶速（m/s）；
q——帶每米的質(zhì)量（kg/m）；
z——V帶的根數(shù)；
p——單根V帶傳遞的功率（KW）
測(cè)定帶的許用張緊力

特征	參數(shù)
帶型號(hào)	Z
帶輪直徑	50、90mm
運(yùn)行速度	120RPM
帶的使用狀態(tài)（新、舊）	新

 
實(shí)驗(yàn)5、分析V帶傳動(dòng)
步驟：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，你將繼續(xù)上個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，測(cè)量V帶傳動(dòng)的輸出速度和力矩
1、       繼續(xù)上個(gè)實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行下列步驟打開(kāi)電機(jī)：
A.               打開(kāi)電源；
B.               打開(kāi)電機(jī)電源；
2、       用轉(zhuǎn)速表測(cè)量電機(jī)軸（主動(dòng)軸）和從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，并記錄下來(lái)
主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速               （RPM）
從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速：         （RPM）
傳動(dòng)比：
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速：              r/min 
該機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪速度比主動(dòng)輪速度低，稱(chēng)為減速傳動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中 常用.
C.               關(guān)閉電機(jī)；
D.               斷開(kāi)安全電源；
3、       執(zhí)行下列步驟拆卸V帶傳動(dòng)
A.               松開(kāi)電機(jī)底座的鎖定螺母并將電機(jī)朝從動(dòng)軸方向移動(dòng)，這樣將使帶松弛；
B.               將帶從帶輪上取下；
C.               確保將帶取下時(shí)不要用力，應(yīng)盡可能的將電機(jī)移向從動(dòng)軸方向.
D.               用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q松與電機(jī)軸相連的小帶輪的緊定螺釘；
E.               將帶輪從電機(jī)軸上取下；
F.               拆下從動(dòng)軸上的帶輪，步驟同上；
G.               將兩個(gè)帶輪調(diào)換重新裝配，檢查帶的校準(zhǔn)，張緊力并把電機(jī)鎖定到適當(dāng)?shù)奈恢谩?br /> 4、       打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)；
5、       開(kāi)啟電機(jī)持續(xù)運(yùn)行大約1分鐘后關(guān)閉電機(jī)；
6、       重新開(kāi)啟電機(jī)并調(diào)到合適的速度運(yùn)轉(zhuǎn)；
7、       用轉(zhuǎn)速表測(cè)量電機(jī)軸和從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速并記錄下來(lái)：
主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速                            （RPM）
從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速                            （RPM）
傳動(dòng)比              
從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速          
8、       關(guān)閉電機(jī)；
9、       關(guān)閉電源；
10、      拆卸裝置，將各部件及工具收好。
習(xí) 題
1.1          窄V帶傳動(dòng)與普通V帶傳動(dòng)有什么不同?帶傳動(dòng)為什么會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)？彈性滑動(dòng)與打滑有什么不同？��
1.2          設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，如果根數(shù)過(guò)多，如何處理？如果小帶輪包角太小， 如何處理？��
1.3          設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，為什么要限制速度？為什么直徑不宜取得太�。开�
1.4          設(shè)單根V帶所能傳遞的最大功率Pmax= 4.2 kW，已知主動(dòng)輪直徑D1=160mm，轉(zhuǎn)速n1=1500 r/min，包角α1= 140°，帶與帶輪間的當(dāng)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(dòng)的主動(dòng)輪直徑da1=100 mm，從動(dòng)輪直徑da2=400 mm，主動(dòng)輪裝在三相異步電動(dòng)機(jī)上，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(dòng)所能傳遞的功率。
1.6          試設(shè)計(jì)一液體攪拌機(jī)用的V帶傳動(dòng)。小帶輪裝在電動(dòng)機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)功率P=1.5 kW，轉(zhuǎn)速n1=940r／min，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=290 r／min，二班制工作，要求中心距不超過(guò)500mm。