南昌航空大学：航空制造工程教学资源（实验指导书）带传动性能测试

二带传动性能测试实验目的1.通过实验确定带传动的滑动率曲线与效率曲线。2.观察带传动的弹性滑动与打滑现象，加深对带传动工作原理和设计准则的理解。3.掌握转矩与转速的基本测量方法二、实验设备及仪器本实验设备为BPPDC-B型智能带传动实验台，该实验台由主机及控制箱两部分组成1实验台主机的构造两台直流电机1和2，通过被试带5相连。其中电机1为主动，电机2为从动。两台电机分别由一对滚动轴承支撑而被悬挂起来，便于测定电机的工作转矩。主动电机的支撑架固定在机架上，从动电机的支撑架则可沿机架上的导轨移动，以保证初拉力不变，并可满足不同中心距的要求

二 带传动性能测试 一、 实验目的 1.通过实验确定带传动的滑动率曲线与效率曲线。 2.观察带传动的弹性滑动与打滑现象，加深对带传动工作原理和设计准则的理解。 3.掌握转矩与转速的基本测量方法。 二、 实验设备及仪器 本实验设备为BPPDC-B型智能带传动实验台，该实验台由主机及控制箱两部分组成。 1．实验台主机的构造 两台直流电机1和2，通过被试带5相连。其中电机1为主动，电机2为从动。两台 电机分别由一对滚动轴承支撑而被悬挂起来，便于测定电机的工作转矩。主动电机 的支撑架固定在机架上，从动电机的支撑架则可沿机架上的导轨移动，以保证初拉 力不变，并可满足不同中心距的要求

张紧方式采用了码定力张紧和螺杆中心距两种方式。主动电机旋转过程中带动从动电机发电，发电机负责为右边负载灯泡供电。在电机底板和底座上分别装有压力传感器可直接测量电机的力矩。另外在两电机另一轴安装有光电编码器，可通过光电测速器实时测量电机运行时的速度。?更????0D)008福1-机柜2码3-码支架4-大滑轮5-小滑轮6-张紧螺杆7-安装底板8-直线轴承9-主动电机移动版10-主动轮测速编码器11-驱动电机12-主动轮（平底带轮）13-平带14-限位支架15-从动轮测速编码器.16-加载电机17-从动带轮（平底带轮）18-灯泡防护罩19-灯泡20-操作面板21-称重传感器图2+1实验台主机示意图

张紧方式采用了砝码定力张紧和螺杆中心距两种方式。主动电机旋转过程中带动 从动电机发电，发电机负责为右边负载灯泡供电。在电机底板和底座上分别装有压 力传感器可直接测量电机的力矩。另外在两电机另一轴安装有光电编码器 ，可通过 光电测速器实时测量电机运行时的速度。 1-机柜 2-砝码 3-砝码支架 4-大滑轮 5-小滑轮 6-张紧螺杆 7-安装底板 8-直线轴承 9-主动电机移动版 10-主动 轮测速编码器 11-驱动电机 12-主动轮（平底带轮） 13-平带 14-限位支架 15-从动轮测速编码器 16-加载电机 17-从动带轮（平底带轮） 18-灯泡防护罩 19-灯泡 20-操作面板 21-称重传感器 图2.1 实验台主机示意图

2.控制箱，控制面板箱上有液晶显示屏，可显示主动电机转速，主动电机扭矩，从动电机转速，从动电机扭矩。最右边为电机调速旋钮，开启电源前须保证旋钮处于最低位置状态。上翻、下翻键用来调整加载载荷。SET清零键用来清除加载，使系统处于空载状态。3.检测系统控制面板灯泡负载盛液电机调速LED品示健量直流电机电电话E口单片机活缘PC机发电机AVRMEGA64图2.11系统框图整个测试系统以高性能的AVR单片机为核心，完成对数据的调理、采集、参数显示

2．控制箱 控制面板箱上有液晶显示屏，可显示主动电机转速，主动电机扭矩，从动电机 转速，从动电机扭矩。最右边为电机调速旋钮，开启电源前须保证旋钮处于最低位 置状态。上翻、下翻键用来调整加载载荷。SET清零键用来清除加载，使系统处于 空载状态。 图2.11 系统框图 整个测试系统以高性能的AVR单片机为核心，完成对数据的调理、采集、参数显示。 3.检测系统

三、实验原理与方法1：电机测转矩原理通电后，主动电机在旋转磁场作用下，有电磁力矩作用在转子上，即为输入转矩M而同时，也有电磁力矩作用在定子上，该电磁力矩与作用在转子上的电磁力矩的大小相等，方向相反，所以该力矩会使电机壳翻转。电机悬臂杠杆迫使压杆作用于压力传感器，传感器输出的电信号通过单片机处理，可直接得出输入转矩M。同样也可以同这种方式测出输出转矩M2加载原理：对于从动电机来说，由于此时转子导体切割旋转磁场的方向改变，使转子中的感应电势及电流都改变方向，故而产生的作用在转子上的电磁力矩恰好与作用在主动电机转子上的电磁力相反，从而成为一个制动力矩（即负载）。为了维持从动电机继续运转，必须由外界对转子输入机械转矩：以克服由转子电磁力矩造成的制动转矩。这样，电机2就将由带传动输入的机械能转换成电能。从动电机与负载灯泡相连通过调整负载（灯泡）消耗的功率来改变系统的载荷，负载消耗的功率大小由灯泡的明暗指示，直观明了

三、 实验原理与方法 1．电机测转矩原理 通电后，主动电机在旋转磁场作用下，有电磁力矩作用在转子上，即为输入转矩M1。 而同时，也有电磁力矩作用在定子上，该电磁力矩与作用在转子上的电磁力矩的大 小相等，方向相反，所以该力矩会使电机壳翻转。电机悬臂杠杆迫使压杆作用于压 力传感器，传感器输出的电信号通过单片机处理，可直接得出输入转矩M1。同样也 可以同这种方式测出输出转矩M2。 2．加载原理 对于从动电机来说，由于此时转子导体切割旋转磁场的方向改变，使转子中的感 应电势及电流都改变方向，故而产生的作用在转子上的电磁力矩恰好与作用在主动 电机转子上的电磁力相反，从而成为一个制动力矩（即负载）。为了维持从动电机 继续运转，必须由外界对转子输入机械转矩，以克服由转子电磁力矩造成的制动转 矩。这样，电机2就将由带传动输入的机械能转换成电能。从动电机与负载灯泡相连， 通过调整负载（灯泡）消耗的功率来改变系统的载荷，负载消耗的功率大小由灯泡 的明暗指示，直观明了

3.测速原理本实验采用光电测速，光电测速仪由光电传感器和数字显示仪组成图中为直射式光电转速传感器原理图。在被测轴上装有测速盘3，在盘上均匀作出亮区和暗区，在圆盘两侧装有红外发光管2和光敏二极管1。当圆盘转到光源亮区和光电管处于同一直线时，光线直接投射到光电管上，产生一个脉冲。当轴转一圈产生60个脉冲。以一分钟的脉冲数除以60，即可得到轴的转速。A1-光敏二极管2-红外发光管3-测速盘4-转图2.10直射式光电转速传感器原理图

3.测速原理 本实验采用光电测速，光电测速仪由光电传感器和数字显示仪组成图中为直射式 光电转速传感器原理图。在被测轴上装有测速盘3，在盘上均匀作出亮区和暗区，在 圆盘两侧装有红外发光管2和光敏二极管1。当圆盘转到光源亮区和光电管处于同一 直线时，光线直接投射到光电管上，产生一个脉冲。当轴转一圈产生60个脉冲。以 一分钟的脉冲数除以60，即可得到轴的转速

4.效率计算实际上皮带在打滑过程中始终都保持了弹性打滑，皮带在打滑的过程中功率将在传动中损耗：30功率：N=二MXnM,nz_×100%效率：三M,xn,5:滑差率计算由转速表数字显示仪可直接读得两电机的转，之后即可由滑差n,n率定义求得：V-Vz_n-n=(1-Dan2)x100%ViDrDn

4．效率计算 实际上皮带在打滑过程中始终都保持了弹性打滑，皮带在打滑的过程中， 功率将在传动中损耗： 功率： 效率： 5．滑差率计算 由转速表数字显示仪可直接读得两电机的转速 ，之后即可由滑差 率定义求得： 100% n n 1 1 2 2   = M M  1 2 n ,n

四、实验方法及步骤对同一型号传动带，采用不同的初拉力，试验不同初拉力对传动性能的影响。初拉力分别为1kg，2kg，3Kg，4kg。实验前确保调速旋钮处于最低位置状态以防电机突然启动。（1）先给带传动一定的初拉力，初拉力为2千克力，打开电源开关，先不启动电机切换通道查看输入输出扭矩通道的数据是否为零，如果为非零，应按清零键进行清零，然后顺时针调节调速旋钮，使主电机达到预定的转速1000转/分钟。（2）待数据稳定后记录输入输出扭矩，输入输出转速（3）加载10%后，调整电机转速使主动电机转速保持在预定转速范围内，待数据稳定后，记录一次数据，然后再次改变负载．．重复上述步骤，直到负载加100%，根据所记录的数据便可作出带传动滑动曲线--M2及效率曲线n-M2。更改初拉力再次重复上述步骤。（4）实验数据记录完毕后，将电机调速旋钮旋至最小位置，关闭电机，按SET键清空加载，使系统处于空载（5）根据实验数据写实验报告

四、 实验方法及步骤 对同一型号传动带，采用不同的初拉力，试验不同初拉力对传动性能的影响。初 拉力分别为1kg，2kg，3Kg，4kg。实验前确保调速旋钮处于最低位置状态以防电机 突然启动。 (1) 先给带传动一定的初拉力，初拉力为2千克力，打开电源开关，先不启动电机， 切换通道查看输入输出扭矩通道的数据是否为零，如果为非零，应按清零键进行 清零，然后顺时针调节调速旋钮，使主电机达到预定的转速1000转/分钟。 (2) 待数据稳定后记录输入输出扭矩，输入输出转速 (3) 加载10%后，调整电机转速使主动电机转速保持在预定转速范围内，待数据稳 定后，记录一次数据，然后再次改变负载.重复上述步骤，直到负载加100%， 根据所记录的数据便可作出带传动滑动曲线ε-M2及效率曲线η-M2。更改初拉力再 次重复上述步骤。 (4) 实验数据记录完毕后，将电机调速旋钮旋至最小位置，关闭电机；按SET键清 空加载，使系统处于空载。 (5) 根据实验数据写实验报告

五、实验数据处理实验包括应报告实验目的、实验内容、·实验设备名称、型号及实验的基本原理、实验步骤和实验结果等内容。通过分析实验结果，绘制不同初拉力的效率曲线和滑动率曲线：并完成指导老师布置的思考题计算数据测定数据加载转速（pm）(N)转矩力效率（滑动率次数E(%)ni7%n2M,M2空载12345678910

五、实验数据处理 实验包括应报告实验目的、实验内容、实验设备名称、型号及实验的基本原理、实 验步骤和实验结果等内容。通过分析实验结果，绘制不同初拉力的效率曲线和滑动率 曲线，并完成指导老师布置的思考题。 加载 次数 测定数据 计算数据 转速（ rpm） 转矩力（N） 滑动率 （％） 效率（ M ％） 1 M2 空载 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 8 9 10