Лабораторна робота № 5 визначення коефіцієнта корисної дії черв’ячного редуктора
Мета роботи: Навчитися експериментально визначати ККД черв’ячного редуктора.
Обладнання, інструменти, пристрої: експериментальна установка
ДМ-41, штангенциркуль, тарувальний графік, калькулятор.
Теоретичні відомості.
У черв'ячному редукторі передача складається з черв'яка та черв'ячного колеса із зубами дугової форми, осі яких взаємно–перпендикулярні. Черв'як виготовляють із сталі. Поверхня витків черв’яка обробляється з високою точністю (шліфується або полірується). Черв'ячні колеса в цілях економії кольорових металів виготовляють з ободом (вінцем) з антифрикційних матеріалів (бронзи, латуні, спецчавуну) на чавунному центрі. Бронзовий обід на чавунний центр посаджений з гарантованим натягом.
Конструкція корпусу редуктора повинна забезпечувати легку постановку в нього складальних одиниць черв'яка і черв'ячного колеса, а також можливість регулювання зачеплення. Корпус одночасно служить і резервуаром для масла.
Винахід черв’ячної передачі приписують Архімеду.
Широке застосування черв’ячні передачі мають у підйомно–транспортних машинах, станках, автомобілях.
ККД черв’ячного редуктора визначають на експериментальній установці ДМ– 41 (мал. 1).
Коефіцієнтом
корисної дії редуктора називається
відношення потужності
яка знімається з його вихідного вала,
до потужності
,
що підводиться до вхідного вала редуктора:
(1)
Оскільки:
(2)
(3)
де
–
крутні моменти на ведучому (вхідному)
і на веденому (вихідному) валах редуктора.
-
частота обертання відповідно ведучого
і веденого валів редуктора.
Враховуючи передаточне відношення редуктора:
(4)
отримуємо:
(5)
Аналітично ККД черв’ячного редуктора можна визначити за таким співвідношенням:
(6)
де
– коефіцієнт втрат потужності при
ковзанні витків черв’яка по робочих
поверхнях зубів колеса,
–коефіцієнт
що враховує втрати аналогічні втратам
в зачепленні косозубого колеса з рейкою,
– коефіцієнт втрат в опорах,
– коефіцієнт, що враховує втрати на
перемішування мастила.
Коефіцієнт
визначається за формулою:
(7)
де
(град) – кут підйому гвинтової лінії
черв’яка,
(град)
– зведений кут тертя в черв’ячній парі.
Коефіцієнт
тертя ковзання
залежить від матеріалів черв’ячної
пари та від швидкості ковзання. Яка
визначається за формулою:
(8)
Коефіцієнти
.
|
|
Мал. 1.
2. Опис та технічна характеристика установки дм 41.
Експериментальна установка ДМ-41 (мал. 1) складається з черв’ячного редуктора з такими параметрами:
,
електродвигуна, гальмівного та
вимірювального пристроїв.
Максимальний
гальмівний момент даного пристрою
=
59 Нм.
Черв’ячна
передача приводиться в рух від
електродвигуна типу АО 2-22-4/2 потужністю
1
кВт
і частота обертання
.
Навантаження здійснюється за допомогою балансувального колодчастого гальма, шків якого закріплений на кінці вихідного вала редуктора. За допомогою маховика можна плавно змінювати зусилля стиску колодок, створюючи при цьому різні навантажувальні моменти.
Вимірювання моментів на вихідному та вхідному валах здійснюється за допомогою плоских консольних пружин, один кінець яких защемлений у кронштейні, а другий опирається на призми штативів, зв’язаних зі статором електродвигуна та валом завантажувального гальма.
Пружини протаровані з індикатором годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм.