Лабораторные работы

Главная

Лабораторная работа №10

Определение КПД червячного редуктора

Цель работы: знакомство с производственным методом оценки КПД червячного редуктора.

Из технической литературы известно, что теоретическое значение КПД червячного редуктора определяется по формуле

где - угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка, f - коэффициент трения скольжения в кинематической паре червяк-червячное колесо, - приведенный угол трения в червячной паре:

где - угол профиля витка червяка.

Из анализа формулы (1) следует, что увеличение угла подъема винтовой линии ведет к росту КПД редуктора, а увеличение к его снижению. При червячная передача называется самотормозящейся. Передача вращения от колеса к червяку в этом случае невозможна.

Механическим коэффициентом полезного действия механизма называется отношение работы сил полезного сопротивления к работе сил движущих (затраченной работе) за один цикл при установившемся движении, т.е.

где - работа сил полезного сопротивления, - работа сил движущих.

Значения работ за время одного цикла установившегося движения пропорциональны средним значениям мощностей за этот же период, т.е.

где - момент сил полезного сопротивления на ведомом валу редуктора (на валу червячного колеса), момент сил движущих на валу червяка, - передаточное число редуктора.

Коэффициент полезного действия червячного редуктора при установившемся режиме работы без учета погрешности определяется по формуле:

С учетом погрешности КПД червячного редуктора

где - абсолютная погрешность.

Выведем формулу для определения абсолютной погрешности. Дифференцируя соотношение (4) частным образом, получаем:

Заменяя дифференциалы на приращения, имеем:

где - моменты сил движущих и сопротивления (определяются при нахождении ),

=0,005 Нм,

=0,003 Нм,

где погрешности, полученные при измерении моментов .

Устройство установки

Установка (рис.1) состоит из червячного редуктора (1), нагружающего устройства (2), (7) и грузов (3) и (4).

Редуктор установлен на основании (5). На вал червяка жестко насажен шкив (6), на котором с помощью троса крепится сменный груз (3).

Рис. 1 .Схема установки: 1 - редуктор, 2 - тормозная колодка, 3 - сменный груз,
4 - подвижный груз, 5 - основание, 6 - шкив, 7 - линейка

Сила веса груза (3) является движущей. Нагружающее устройство имеет линейку (7), по которой, по которой перемещается груз (4). Силы веса тормозной накладки (2), линейки (7) и груза (4) играют роль полезного сопротивления. Эти силы создают на валу колеса через тормозную накладку момент трения, равный моменту сил полезного сопротивления при установившемся режиме.

Основные технические данные червячного редуктора:

Число заходов червяка

Число зубьев червячного колеса

Передаточное число

Угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка

Коэффициент трения червячной пары при наличии смазки f=0,075.

Приведенный угол трения

Установка червячного редуктора:

1. Коэффициент трения в паре шкив-тормозная накладка

2. Вес тормозной накладки и линейки =3000 г = 29,4 Н..

3. Подвижный груз =1315 г=12,9 Н.

4. Сменный груз P(Н).

5. Плечи соответствующих сил (рис. 1) м, - отсчет по линейке, м, =0,075 м.

8. Диаметр шкива на валу червяка d=0,11 м.

9. Диаметр шкива на валу колеса D=0,1м.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. На тросик подвесьте сменный груз Q так, чтобы он находился в верхнем положении.

2. Подвижный груз отведите в крайнее положение вправо, соответствующее наибольшему плечу. Медленно перемещая груз по линейке, уменьшая плечо , добейтесь такого состояния, чтобы груз Q равномерно опускался.

3. Определите значение момента :

где - диаметр тросика, d - диаметр шкива на валу червяка (задан). Приближенно

тогда

Жесткостью тросика пренебрегаем.

4. Определите значение момента по формуле

где f - коэффициент трения в паре “шкив-накладка” (задан), D - диаметр шкива на валу колеса (задан), N - сила нормального давления, возникающая на шкиве вала колеса при действии силы веса , накладки и линейки, и силы веса подвижного груза,