Лабораторная работа коэффициент полезного действия механизмов
Лабораторная работа № 5.
Исследование КПД редуктора.
Цели и задачи работы: изучение
метода экспериментального определения коэффициента полезного действия (КПД) редуктора,
получение зависимости КПД редуктора от величины момента сопротивления, приложенного
к выходному валу редуктора, оценка параметров математической модели, описывающей
зависимость КПД редуктора от момента сопротивления и определение величины момента
сопротивления, соответствующего максимальному значению КПД.
5.1.Общие сведения о КПД механизмов.
Энергия, подводимая к механизму в виде работы А д движущих сил
и моментов за цикл установившегося режима, расходуется на совершение полезной
работы А пс т.е. работы сил и моментов полезного сопротивления, а также на совершение
работы А т, связанной с преодолением сил трения в кинематических парах и сил сопротивления
среды: А д= А пс + А т. Значения А пси А т подставляются в это и последующие уравнения по абсолютной
величине. Механическим коэффициентом полезного действия называется отношение:
(5.1)
Таким образом КПД показывает, какая доля механической энергии, подведенной
к машине, полезно расходуется на совершение той работы, для которой машина создана,
т.е. является важной характеристикой механизма машин. Так как потери на трение
неизбежны, то всегда <1. В уравнении (5.1) вместо работ А д и А пс , совершаемых за цикл,
можно подставлять средние за цикл значения соответствующих мощностей:
(5.2)
Редуктор – это зубчатый механизм, предназначенный для уменьшения угловой скорости
выходного вала по отношению к входному. Отношение угловой скорости на входе
к угловой скорости на выходе
называют передаточным отношением редуктора:
(5.3)
Для редуктора уравнение (5.2) принимает вид:
(5.4)
Здесь М С и МД – средние значения моментов на выходном и входном валах редуктора. Экспериментальное определение
КПД основано на измерении значений М С и
Мд
и расчете по формуле (5.4).
5.2.Факторы. Определение поля варьирования факторов.
Факторами называют параметры
системы, которые оказывают влияние на
измеряемую величину и могут целенаправленно изменяться в процессе эксперимента. При исследовании КПД редуктора факторами являются
момент сопротивления МC на выходном валу и частота вращения входного вала редуктора n2.
На первом этапе эксперимента необходимо определить предельные значения факторов,
которые можно реализовать и измерить на данной установке, и построить поле
варьирования
факторов. Приближенно это поле можно построить по четырем точкам. Для этого при
минимальном моменте сопротивления (тормоз установки выключен) регулятором частоты
вращения устанавливают ее минимальное и
максимальное
значения. В журнале регистрируют показания тахометра
и , а также соответствующие показания индикатора тормоза
и
. При этом, если значение
превышает верхний предел шкалы тахометра, то
принимают ее равной наибольшему значению этой шкалы.
Затем включают тормоз и регулятором
момента устанавливают максимальный момент сопротивления МC max. Регулятором частоты
вращения устанавливают вначале максимальное для данной нагрузки значение частоты
, а затем минимальное устойчивое
( около 200 об/мин). В журнале регистрируют
значения частоты ,
и соответствующие им показания индикатора тормоза
и
Изображая полученные четыре точки на координатной плоскости
и соединяя их прямыми
линиями, строят поле варьирования факторов (рис. 5.1). Внутри этого поля (с некоторыми
отступлениями от границ) выбирают область исследования – пределы изменения факторов
в эксперименте. При однофакторном эксперименте изменяют только один из факторов,
все остальные поддерживают на заданном постоянном уровне. В этом случае область
исследования представляет собой отрезок прямой (см. рис. 5.1, прямая
nд=const).
Рис. 5.1
5.3. Выбор модели и планирование эксперимента.
В качестве математической
модели исследуемого процесса наиболее часто используют полиномы. В данном случае
для зависимости
при n д =const
принимаем полином вида
Задача эксперимента заключается в получении эмпирических данных для вычисления оценок коэффициентов
этой модели. Так как при МС = 0 КПД системы равен нулю, то полином можно упростить,
исключив из него член b , который равен нулю. Результаты эксперимента обрабатывают
на ЭВМ по программе “KPD”, которая позволяет определять коэффициенты модели
b k
и выводить на печать графики зависимостей: экспериментальной
с указанием
доверительных интервалов и построенной по модели , а
также значение момента сопротивления МС0, соответствующего максимальному
5.4. Описание экспериментальной установки.
Исследование КПД редуктора проводят на установке типа ДП-4. Установка (рис.5.2)
содержит объект исследования – редуктор 2 (планетарный, червячный, рядный, волновой),
источник механической энергии – электродвигатель 1, потребитель энергии – порошковый
электромагнитный тормоз 3, два регулятора: потенциометр 5 регулятора частоты вращения
двигателя и потенциометр 4 регулятора момента тормоза, а также устройства для
измерения частоты – вращения двигателя (тахометр 6) и крутящих моментов на валу
двигателя и тормоза.
Рис.5.2
Рис.5.3
Устройства для измерения моментов двигателя
и тормоза аналогичны по конструкции (рис.5.3). Они состоят из опоры с подшипниками
качения, которая обеспечивает возможность поворота статора 1 и ротора 2 относительно
основания, измерительного рычага с плечом lи,
опирающегося на пластинчатую пружину
4 и стрелочного индикатора 3. Прогиб пружины измеряют с помощью индикатора, значение
прогиба пропорционально крутящему моменту на статоре. Значение момента на роторе
приближенно оценивают по моменту на статоре, пренебрегая моментами трения и вентиляционных
потерь. Для тарировки индикаторов установка комплектуется съемными рычагами 6,
на которые с шагом l нанесены деления, и грузами 5. На тарировочных рычагах
двигателя lд = 0.03 м, тормоза
lд
=0.04 м. Массы грузов равны: m5д = 0.1 кг
и m5т= 1 кг соответственно. Порошковый тормоз представляет собой устройство,
состоящее из ротора и статора, в кольцевом зазоре между которыми размещен ферромагнитный
порошок. Изменяя потенциометром 5 напряжение на обмотках статора тормоза, можно
уменьшать или увеличивать силу сопротивления сдвигу между частицами порошка и
момент сопротивления на валу тормоза.
5.5. Тарировка индикаторов измерителей моментов.
Тарировка – экспериментальное определение зависимости (аналитической или графической)
между показаниями измерительного прибора (индикатора) и измеряемой величиной (крутящим
моментом). При тарировке измерительное устройство с помощью рычага и груза нагружают
известными по значению крутящими моментами М тi
и регистрируют показания индикатора .
Чтобы исключить влияние начального момента
М тo = G5 lo, переходят из системы
координат f’ 0′ M’ в систему f 0 M (рис. 5.4), т.е. устанавливают шкалу индикатора
на ноль после размещения груза G5 у нулевого значения шкалы на
рычаге.
Рис.5.4
При тарировке находят средние значения показаний индикатора тормоза
на всех
ступенях нагрузки М тc i. Тарировочная зависимость для момента двигателя имеет вид. Область исследования и уровни фактора при тарировке определяются длиной и шагом
разметки рычагов 6 и массами грузов 5.
Для получения тарировочной зависимости
проводят N оригинальных опытов (при различных уровнях
М тi ) с m повторами
на каждом уровне, где N >=k + 1; m >= 2 ; k – число коэффициентов модели ( принимают
N = 5, m >= 2 ; k – число коэффициентов модели (принимают N = 5 , m = 3 ). Коэффициенты
тарировочной зависимости bk рассчитывают по массиву результатов тарировки
на
ЭВМ по программе “KPD”.
5.6. Порядок выполнения работы.
- Строится поле варьирования
факторов в соответствии с пунктом 5.2. При этом значения угловой скорости отсчитываются
по тахометру в об/мин а значения момента сопротивления – по индикатору тормоза
в мм. Выбирается значение угловой скорости, соответствующее наибольшему диапазону
изменения момента сопротивления. - Проводится тарировка индикатора двигателя
в соответствии с пунктом 5.5. Перед проведением измерений устанавливается искусственный
нуль индикатора двигателя при размещении тарировочного груза на нулевом делении
шкалы. При проведении эксперимента на каждой ступени нагружения опыты повторяются
три раза в рандомизированном порядке. - Проводится тарировка индикатора тормоза
в соответствии с пунктом 5.5. Перед проведением измерений устанавливается искусственный
нуль индикатора при размещении тарировочного груза на нулевом делении шкалы. При
проведении эксперимента на каждой ступени нагружения опыты повторяются три раза
в рандомизированном порядке. Рассчитываются средние значения показаний индикатора. - Проводится эксперимент по измерению значений КПД редуктора. Тарировочные
рычаги должны быть удалены а фактические нули индикаторов двигателя и тормоза
восстановлены. В процессе измерений угловая скорость двигателя поддерживается
постоянной. Значения момента сопротивления устанавливаются по средним значениям
показаний индикатора, полученным в пункте (3). При проведении эксперимента на
каждой ступени нагружения опыты повторяются три раза в рандомизированном порядке. - Производится обработка результатов эксперимента на ЭВМ по программе “KPD”
в диалоговом режиме. Строится в журнале график исследуемой зависимости по моделии наносятся экспериментальные значения КПД. На графике указывается доверительный
интервал (рис.5.5). Полученные зависимости анализируются и формулируется вывод
по работе, в котором указывается значение
Мco и соответствующее ему максимальное
значение КПД редуктора
Рис.5.5
Технологическая карта урока «Определение коэффициента полезного действия наклонной плоскости»
этап урока (регламент, мин.)
Деятельность учителя
Деятельность обучающихся
Познавательная
Коммуникативная
Регулятивная
Осуществляемые действия
Формируемые способы деятельности
Осуществляемые действия
Формируемые способы деятельности
Осуществляемые действия
Формируемые способы деятельности
Организационный(2 мин.)
Приветствует обучающихся, отмечает отсутствующих, проверяет готовность обучающихся к уроку.
Актуализация знаний(8 мин.)
Выводит на экран слайд 2 презентации «КПД наклонной плоскости». Раскрывает выбранный учеником вопрос, комментирует данный на него ответ.
Обучающиеся один за другим выбирают номер вопроса, отвечают на него, остальные слушают, анализируют данный ответ.
Умение осознанно строить речевое высказывание в устной форме, структурировать знания.
При необходимости дополняют или исправляют данный ответ на вопрос.
Умение слушать и вступать в диалог, точно
выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с нормами родного языка.
Контролируют и оценивают собственные знания, при необходимости их корректируют.
Выработка способности к мобилизации сил и энергии.
Создание проблемной ситуации(4 мин.)
Создает и предлагает обучающимся найти выход из проблемной ситуации: Рабочему надо загрузить тяжелую бочку на корабль. Чтобы это сделать, надо приложить очень большую силу – силу, равную весу бочки. Такую силу рабочий приложить не может.
Выводит на экран слайд 3 (раскрывает сцену 5).
Задает вопрос: только ли на подъем грузарасходуетсязатраченная рабочим энергия?
Выводит на экран слайд 4(раскрывает сцену 3).
Выделяют и формулируют познавательную цель: найти способ подъема тела на высоту, применяя меньшую, чем вес тела, силу.
Выбирают наиболее эффективный способ решения задачи: применить наклонную плоскость.
Предполагают, что часть энергии расходуется на преодоление силы трения.
Делают вывод, чем меньше энергии расходуется на преодоление силы трения, тем эффективнее простой механизм.
Постановка и решение проблемы.
Выбор наиболее эффективных способов выхода из проблемной ситуации в зависимости от конкретных условий
Выдвижение предположения о существовании физической величины, характеризующей эффективность простого механизма.
Предлагают выход из проблемной ситуации:
пригласить помощников, применить наклонную плоскость.
Умение участвовать в коллективном обсуждении проблемы
Оценивают умение определять работу по преодолению силы тяжести и трения, но не знают, как их связать друг с другом.
Ставят учебную задачу: познакомиться с физической величиной, характеризующей эффективность наклонной плоскости.
Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно обучающимся.
Изучение нового материала(8 мин.)
Демонстрирует подъем тела с помощью наклонной плоскости, измеряет вес тела и силу трения, высоту и длину наклонной плоскости.
Выводит на экран
слайды 5-6.
Дает характеристику КПДпростого механизма.
Сравнивают вес тела с силой трения, высоту наклонной плоскости с ее длиной.
Делают вывод о выигрыше в силе и проигрыше в расстоянии при использовании наклонной плоскости.
Выполняют чертеж наклонной плоскости с обозначением ее длины, высоты, записывают определение и расчетную формулу КПД простого механизма.
Формирование знаково-символических УУД.
Задают вопрос об единицах измерения КПД наклонной плоскости
Развитие умения точно выражать свои мысли в соответствии с нормами родного языка.
Выделяют и осознают то, что уже усвоено (расчет работы силы) и что еще подлежит усвоению (Какую работу считать полезной, какую затраченной, как рассчитать КПД наклонной плоскости через работу полезную и затраченную)
Развитие оценки знаний.
Исследовательская практическая работа(17 мин.)
Организует обсуждение плана исследования.
Выводит на экран
слайды 7-11 презентации «КПД наклонной плоскости».
Проводит инструктаж по безопасному выполнению лабораторной работы.
Формулирует проблемный вопрос: от каких параметров зависит КПД наклонной плоскости.
Раздает комплекты оборудования, ИОТ, технологические картыгруппам учеников
Оказывает помощь группам обучающихся в выполнении работы.
Составляют план и последовательность действий для определения КПД наклонной плоскости:
1. Измерить вес бруска (Р).
2. Измерить высоту наклонной плоскости (h).
3. Рассчитать полезную работу по формуле .
4. Измерить силу трения (Fтр).
Измерить длину наклонной плоскости (l).
5. Рассчитать затраченную работу по формуле
.
6. Рассчитать КПД наклонной плоскости по формуле
.
Самостоятельно формулируют познавательную задачу:
проверить как зависит КПД наклонной плоскости от веса поднимаемого тела и угла наклонной плоскости?
Выдвигают гипотезу: КПД наклонной плоскости зависит от угла наклона и не зависит от веса поднимаемого тела.
Самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем поискового характера.
Самостоятельное формулирование познавательной задачи.
Самостоятельное выдвижение гипотезы о зависимости КПД наклонной плоскости от угла наклона и веса поднимаемого тела.
Контролируют, при необходимости корректируют и оценивают действия партнера по группе.
Умение интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное сотрудничество со сверстниками и взрослыми
Выполняют составленный план действий для определения КПД наклонной плоскости:
1. Определяют цену деления динамометра, транспортира и измерительной ленты.
2. Собирают установку.
2. Измеряют вес бруска (Р).
3. Измеряют высоту наклонной плоскости (h).
4. Рассчитывают полезную работу по формуле .
5. Измеряют силу трения (Fтр).
6. Измеряют длину наклонной плоскости (l).
7. Рассчитывают затраченную работу по формуле
.
8. Рассчитывают КПД наклонной плоскости по формуле
.
9. Изменяют вес бруска, повторяют 1-6.
10. Изменяют угол наклона плоскости, повторяют 1-6.
11. Результаты заносят в таблицу.
Умение составления плана и последовательности действий,
прогнозирования результата.
Рефлексия(4 мин.)
Напоминает, что вывод по работе должен быть ответом на цель исследования.
Оформляют результаты работы, делают вывод, анализируют полученный результат.
Осознанное построение речевого высказывания в письменной форме.
Рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
Делают вывод: в ходе лабораторной работы КПД наклонной плоскости при угле наклона 20 к горизонту оказался равным 45%, он всегда меньше 100%, зависит от угла наклона (чем больше угол наклона плоскости, тем больше ее КПД) и не зависит от веса поднимаемого тела.
Умение точно выражать свои мысли;
Оценивают полученные результаты работы:
Ап должна быть меньше Аз;
высота наклонной плоскости должна быть меньше ее длины, полученный КПД должен быть меньше 100%.
Если полученный результат не верен, находят ошибку в измерении или расчетах.
Умение оценивать и контролировать полученный результат,
корректировать план и способ действия в случае расхождения эталона и полученного результата.
Домашнее задание(2 мин.)
Выводит на экран слайд 12.
Комментирует домашнее задание, дает рекомендации по его эффективному выполнению.
Записывают домашнее задание.
Выделение необходимой информации.
Задают уточняющие вопросы
Умение точно сформулировать вопрос, внимательно выслушать ответ.
Ставят перед собой учебную задачу
Умение постановки учебной задачи на основе соотнесения известного и неизвестного материала.
Главная
Лабораторная
работа №9
Определение
коэффициента полезного действия механизма
Цель работы
– изучить теоретические основы определения к.п.д. простых механизмов, научиться
определять к.п.д. винтовой пары экспериментально и аналитически, сопоставляя
полученные результаты.
Коэффициентом
полезного действия механизма называется отношение работы сил полезного
сопротивления (полезной работы) Апс к работе движущих сил Адв за цикл установившегося движения
Так как за цикл установившегося движения работа
движущих сил равна сумме работ всех сил сопротивлений, как полезных, так и
вредных Авс (к последним отнсятся силы трения в кинематических парах, силы
сопротивления окружающей среды), то
и
Отношение
работы сил вредного сопротивления к работе движущих сил называется коэффициентом
потерь:
Он связан с к.п.д. зависимостью:
К.п.д. определяется только для тягового режима работы машины, когда Апс<0 и Адв>0.
Для режима
оттормаживания (при нем Апс>0
и Адв>0) к.п.д. не
определяется.
Режим оттормаживания характерен для работы машин, в
которых используются самотормозящиеся механизмы.
Работа сил вредных сопротивлений Авс для данной машины
величина непостоянная и зависит от силы полезного сопротивления. Чем больше
величина этой силы, тем большую величину будут иметь реакции в кинематических
парах и тем больше будут силы трения.
К.п.д. машины также величина
непостоянная и зависит от силы полезного сопротивления. До определенной
величины силы полезного сопротивления к.п.д. машины растет, затем незначительно
снижается. При нулевом значении силы полезного сопротивления (Q=0), действующей на выходное звено, движущая сила или
момент сил, приложенный к входному звену не равен нулю. Это вызвано наличием
трения в кинематических парах механизма, сопротивлением окружающей среды и
влиянием сил тяжести звеньев машины.
Момент
двигателя, приложенный к входному звену, при Q=0 называется момент
холостого хода (Мх.х.).
Таким образом, момент на входном звене (М) имеет две составляющих первая это
момент холостого хода (Мх.х.),
вторая – момент, обусловленный силой полезного сопротивления (МQ) т.е.
Значения работ за полное время установившегося
движения машины пропорциональны средним значениям мощностей за тот же период
времени. Отношение работ в формуле (1) можно заменить отношением мощностей
Или
где
М1
и М2 – соответственно,
моменты сил на входном и выходном звеньях; и – угловые
скорости входного и выходного звеньев; u12 –
передаточное отношение механизма; – силовое передаточное отношение
механизма как отношение момента сил (силы) на выходном звене к моменту сил
(силе) на входном звене.
Зависимость (3) удобно использовать для аналитического
определения к.п.д. Для большинства механизмов получены формулы для определения
к.п.д. Однако, отклонения в качестве обработки поверхностей деталей, в
термической обработке материалов, в условиях смазки дают ряд дополнительных
факторов, учесть влияние которых на величину сил трения и к.п.д. при
аналитических расчетах не всегда представляется возможным. Поэтому весьма важно
уметь определить к.п.д. механизмов экспериментально.
Оборудование
Установка для определения к.п.д. винтовых пар ТММ-33 имеет основные
технические данные:
1. На установке определяются к.п.д. для винтовых пар:
№1 – резьба М 42х4,5. Наружный диаметр резьбы d=42 мм, шаг резьбы Р=4,5 мм, резьба однозаходная n=1, где n – число
заходов резьбы;
№2 – резьба прямоугольная Прям. 42 (3х8). Наружный
диаметр резьбы d=42 мм, шаг резьбы Р=8 мм, резьба
трехзаходная n=3.
2. Материал винтов – сталь 45. Материал гаек –
вкладышей – бронза ОЦС 5-5.
3. Вращение винтов от электродвигателя реверсивное,
полуавтоматическое – с угловой скоростью 60 1/с.
4. Рабочий ход гайки вдоль оси винта – 300 мм.
5. Осевая нагрузка от 20 до 100Н.
6. Максимальный момент на выходном валу редуктора –
100 Нм.
7. Потребляемая мощность электродвигателя – 50 Вт.
8. Питание от сети переменного тока – 110 –127В, 50Гц.
9. Габариты – 175х200х1440 мм.
Установка показана на рис.1, её принципиальная схема –
на рис 2. Основанием установки является станина 1 из швеллера. На станине в
стойках 2 и 3 закреплены подшипники. В подшипнике верхней стойки 2 установлены
с возможностью свободного вращения статора двигателя 4 и редуктор 5. Статор
электродвигателя 4 жестко связан с корпусом редуктора 5. В подшипниках стоек 2
и 3 установлен винт 6, который связан с выходным валом редуктора 5. С винтом
взаимодействует посредством резьбы гайка 7. Груз 8 устанавливается на подвеске
9, прикрепленной к гайке 7. На крышке редуктора 5 закреплен жесткий рычаг 11,
снабженный точечными упорами, через которые он взаимодействует с пластинчатой
пружиной 12. С пружиной взаимодействует индикатор часового типа 13. От поворота
гайка 7 удерживается пальцем 10, входящим в паз стойки 1.
Жестко связанная система – корпус двигателя (статор),
корпус редуктора – не закреплена на станине а может свободно вращаться в
подшипнике верхней стойки 2. При включении двигателя ротор через редуктор
начинает вращать винт 6 и перемещать гайку 7 с грузом 8. При работе установки
(при вращении винта) статор двигателя стремится повернуться в направлении
противоположном вращению ротора. При этом прикрепленный к статору жесткий рычаг
11 деформирует пластинчатую пружину 12. Индикатор 13, имея силовое замыкание с
пружиной, показывает величину прогиба пружины от воздействия реактивного
момента равного моменту на винте 7. Рабочий цикл (ход гайки вверх и перемещение
вниз в исходное положение), включение и выключение двигателя совершаются
нажатием специальной кнопки 14 при подключенном с помощью тумблера 15
электропитании. Кнопка и тумблер помещены на специальном щитке установки вверху
справа (рис.1). При движении гайки вверх механизм работает в тяговом режиме, в
течение которого необходимо снять показания индикатора 13.
К.п.д. винтовой пары определяется при различных осевых
нагрузках, создаваемых набором грузов. Момент на винте определяется с помощью
тарировочного графика.
Порядок выполнения работы
1. Составить схему установки. Записать исходные
данные: вид резьбы, шаг резьбы, число заходов резьбы, материал винта, материалы
гаек.
2. Тумблером подключить питание.
3. При Q=0 нажатием на кнопку «Пуск» включить двигатель. За
время движения гайки вверх два – три раза снять отсчеты по шкале индикатора и
занести их в таблицу. Эти показания индикатора используются для определения
момента холостого хода Мх.х.
на винте.
4. Установить величину силы полезного сопротивления Q разновесками
весом от 5 до 50 Н. Для каждого значения силы Q нажатием кнопки «Пуск» включать двигатель на цикл
работы и при движении гайки вверх снять отсчеты по шкале индикатора.
5. Вычислить средние показания стрелки индикатора для
каждого значения силы полезного сопротивления. По тарировочному
графику определить моменты на винте (моменты на входном звене).
6. Определить работу движущих сил за один оборот винта
где М –
значение крутящего момента на винте.
7. Вычислить полезную работу за один оборот винта
где Q – величина
силы полезного сопротивления (осевая нагрузка); Ph – ход гайки за один оборот винта.
8. Определить значения к.п.д. для различных значений
силы полезного сопротивления по формуле:
9. Определить момент на винте МQ без учета
момента холостого хода Мх.х..
Рассчитать уточненные значения к.п.д. винтовой пары. Результаты расчетов
занести в таблицу. По уточненным значениям найти средний
к.п.д.
Осевая нагрузка Q | Показания индикатора | Момент на винте М | Апс=Ph Q | Момент на винте без учета Мх.х. МQ=М–Мх.х. | ||||||
m1 | m2 | mcр | ||||||||
Н | мм | мм | мм | Нмм | Нмм | Нмм | Нмм | Нмм | ||
Q=0 Q1 Q2 … | Мхх= | >0 | ___ | ___ | ___ | |||||
10. Получить аналитическую зависимость для определения
к.п.д. винтовой пары, используя формулу . Для этого найти ее кинематическое и силовое передаточное
отношение. Выполняется под руководством преподавателя.
При расчете считать, что коэффициент трения скольжения
в винтовой паре f=0,12. Приведенный угол трения вычисляется по формуле:
где – угол при вершине резьбы, для метрической
резьбы , для прямоугольной .
Угол подъема резьбы определить по формуле:
где d2 –
средний диаметр резьбы.
Для
метрической резьбы: а H=0,866025P.
Для
прямоугольной резьбы: ,
а H=0,5P.
Рис.3.
Развертки однозаходного (слева) и трехзаходного
(n=3) винтов
На рис.3 показана развертка винта, используемая для
определения угла подъема резьбы. На рис.4 приведена информация о основных видах резьб.
11. По аналитической формуле рассчитать к.п.д.
винтовой пары и результаты сопоставить с экспериментальными.
12. Нарисовать структурную схему машинного агрегата
установки ТММ-33 и найти его средний к.п.д. считая, что средний к.п.д.
двигателя равен 90%, а к.п.д. редуктора = 85%.
Рис.4. Основные виды резьб
Контрольные вопросы
1. Как связаны к.п.д. и
коэффициент потерь?
2. Из чего складывается работа сил вредного
сопротивления?
3. Что такое средний
(цикловой) к.п.д.?
4. Чем отличается средний
(цикловой) от мгновенного к.п.д.?
5. Что такое силовое передаточное отношение механизма?
6. Как определить мгновенный к.п.д.?
7. В чем особенность работы механизма в тяговом режиме
и в режиме оттормаживания?
8. Какие механизмы могут работать в режиме оттормаживания?
9. В каких единицах измеряется коэффициент сухого
трения и коэффициент трения качения?
10. Как определяется к.п.д. машинного агрегата при
последовательном соединении механизмов?
11. Как определяется к.п.д. машинного агрегата при
параллельном соединении механизмов?
12. Чем отличается сухое трение от жидкостного
(вязкого)?
13. Как определить ход гайки на один оборот винта?
14. Как определить наружный диаметр винта и шаг резьбы
по ее условному обозначению?
15. Как определить угол подъема резьбы винта и гайки.
16. Какие виды резьб используются в винтовых
передачах?
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Сопротивление материалов
Прикладная механика Детали машин
Строительная механика