ИССЛЕДОВАНИЕ_КПД_ВИНТОВЫХ_МЕХАНИЗМОВ vkclub152685050
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА № 1 ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКИ И МЕХАНИКИ
ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ к.т.н., доцент
vk.com/club152685050
vk.com/id446425943
должность, уч. степень, звание |
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6
ИССЛЕДОВАНИЕ КПД ВИНТОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
по курсу: ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № |
инициалы, фамилия |
подпись, дата |
Санкт-Петербург 2019
Цель работы:
СКАЧАТЬ https://archive.org/details/@guap4736_vkclub152685050
vk.com/club152685050
vk.com/id446425943
Определение кпд в винтовых механизмах в зависимости от величины осевой нагрузки, типа профиля резьбы, материала гайки.
Описание лабораторной установки.
Рисунок 6.1 – Схема лабораторной установки
1 – Корпус электродвигателя
2 – Редуктор
3 – Кронштейн
4 – Приводной вал
5 – Винт
vk.com/club152685050
vk.com/id446425943
6 – Гайка
7 – Глухой паз станины
8 – Шарикоподшипниковый подпятник
9 – Гири
Исходные данные.
vk.com/club152685050
vk.com/id446425943
Характеристики винтовой пары: Номер винтовой пары: 3
Тип профиля, резьбы, угол профиля, град.: Прямоугольный α = 0 Средний диаметр d2, мм: 42
Шаг ρ, мм: 8 Число заходов n: 3
Материал гаек: бронза Коэффициент трения гаек μ = 0.15
Скорость вращения винта nдв = 60 об/мин Нагрузки: 0.5; 2.5; 7.5
Расчет.
Необходимый крутящий момент
Мкр=420 Кср , Н мм |
(6.1) |
Кср – усредненное значение показаний индикатора
При нагрузке 0.5 кг
Мкр1 =420 0.117=49.14 Н мм
При нагрузке 2.5 кг
Мкр2 =420 0.183=77.07 Н мм
При нагрузке 7.5 кг
Мкр3 =420 0.385=161.7 Н мм
Работа движущих сил
Ад . с.=Мкр 2 π
Ад . с.1=−4918.091 2 π =309.01 Н мм
Ад . с.2=−77.07 .447 2 π =484.27 Н мм
Ад . с.3=−161.7 2 π =1014.80 Н мм
Полезная работа
Ап . с.=Рa ρ
Ап . с.1=4.9 8=39.2 Н мм
Ап . с.2=24.5 8=196 Н мм
Ап . с.3=73.6 8=589 Н мм vk.com/club152685050 vk.com/id446425943
КПД винтовой пары
η= Ап. с .
Ад.с .
η1= 309.0139.2 100=12.6 %
η2= 196484 100=40.5 %
η3= 1014589.8 100=58 %
(6.2)
(6.3)
(6.4)
ηср=37 %
Теоретический расчет |
|
|
vk.com/club152685050 |
|
||
|
|
|
|
|
vk.com/id446425943 |
|
Угол подъема винтовой линии |
|
|
|
|||
|
|
|
|
ψ=arctan ( px ) |
(6.5) |
|
|
|
|
|
|
π d2 |
|
ψ=10.3 ° |
|
|
|
|
|
|
Приведенный угол трения |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ρпр=arctan (μпр) |
(6.6) |
|
ρпр=8.5° |
|
|
|
|
|
|
Теоретическое значение КПД |
|
|
|
|||
|
|
ηтеор = |
tan (ψ ) |
|
ηнагр ηопор |
(6.7) |
|
|
|
tan (ψ +ρпр ) |
|
|
|
Где ηнагр – потери на нагрузку, ηопор- потери на опорах |
|
|||||
ηтеор = |
tan (10.3) |
0.95 0.98 100=49.7 % |
|
|||
|
tan (10.3+8.5) |
|
|
|
|
|
Выводы:
Мы ознакомились с устройством винтового механизма, рассчитали экспериментальное КПД для разной осевой нагрузки на винтовую
передачу, теоретическое значение КПД. Теоретическое значение КПД для механизмов в целом довольно низкое (η=35-40%),ноосновываясьна), но основываясь на конструкции данного механизма оно и будет низким за счет большой поверхности трения. Его КПД является отношением полезной работы к затраченной и при увеличении нагрузки полезная работа растет существеннее чем затраченная. Например, при нагрузке 0.5кг КПД составляет 12.6%),ноосновываясьна,при 2,5 кг КПД – 40.5%),ноосновываясьна,а при 5,5 кг КПД – 58%),ноосновываясьна,при этом расчетное значение КПД составило 49.7%),ноосновываясьна. Поэтому винтовые механизмы применяются для поднятия тяжелых грузов: домкраты, различные
зажимы.
vk.com/club152685050
vk.com/id446425943