Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
2
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Кафедра инженерной графики
Отчет по лабораторной работе № 2
Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
Выполнили: Проверил:
Студенты группы № 810701 Вышинский Н. В
Селезнев А.А.
Душевский А. И
Кравцов В. Э
Гарбуз И. И
Минск 2009
Цель работы:
Ознакомиться с винтовыми механизмами.
Определить зависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой и эксцентричной нагрузки на гайку.
Кинематическая схема установки
1 - основание,
2 - стойка,
4 - редуктор,
5 - электродвигатель,
6 - приводной вал,
7 - рычаг,
8 - плоская пружина,
9 - индикатор,
10 - винт,
11 - гайка,
12 - сигнальная лампа,
13 - тумблер,
14 - кнопка.
Теоретический КПД определим по формуле:
= tg / tg( + т),
где - угол подъема винтовой линии; т - приведенный угол трения.
Для резьбы приведенный угол трения
т = arctg f = arctg [f / cos( / 2)],
где f - приведенный коэффициент трения скольжения; f - коэффициент трения скольжения между материалами винта и гайки; - угол профиля резьбы.
При этом: tg г = p / (рd2), р = 2мм; d2 = 13 мм; угол трения с = arctg [f / cos(б / 2)], где
f = 0,1 - коэффициент трения скольжения для пары сталь-бронза; б = 30є - угол профиля трапецеидальной резьбы.
Действительный КПД при проведении экспериментов определяют по формуле
зд = Ту / Тд,
где Ту - необходимый для осуществления движения гайки уравновешивающий момент, действующий в перпендикулярной к оси винта плоскости, Тд - крутящий момент на валу двигателя, который определяется по формуле
Тд = k·м, [Нмм],
путем измерения показаний индикатора.
Необходимый для движения гайки момент Ту при осевой нагрузке силой Q должен быть
Ту = Q·tg(г+с) ·(d2/2).
Величину действительного КПД зд для выбранного значения плеча а определяют по формуле
зд = Ту / Тд,
Вращающий момент Тд электродвигателя рассчитывают по формуле
Тд = k·м, [Нмм],
Необходимый для движения гайки вращающий момент Ту при эксцентрично расположенной нагрузке Q и приложенной к гайке на расстоянии а должен быть
,
где f - коэффициент трения скольжения в винтовой паре (f = 0,1); Н - высота гайки (Н = 26 мм); с - угол трения; г - угол подъема винтовой линии; d2 - средний диаметр резьбы (d2 = 13 мм).
Результаты проведенных экспериментов занесем соответственно в таблицу 1 и таблицу 2:
Таблица 1
|
Q Н
|
k
|
Тд мм*Н
|
Ту мм*Н
|
?д%
|
|
1
|
5
|
3.5
|
10.5
|
5.03
|
48
|
|
2
|
10
|
6
|
18
|
10.06
|
56
|
|
3
|
15
|
6
|
18
|
15.09
|
84
|
|
|
Таблица 2
|
а мм
|
К
|
Тд мм*Н
|
Ту мм*Н
|
?д%
|
?%
|
|
1
|
50
|
17.6
|
52.8
|
22.575
|
43
|
14
|
|
2
|
60
|
18.7
|
56.1
|
25.075
|
41
|
13
|
|
3
|
80
|
26
|
78
|
30.075
|
39
|
11
|
|
4
|
100
|
36.5
|
109.5
|
35.075
|
32
|
9
|
|
|
Вывод
Достоинства винтовых передач - простота конструкции, компактность, надежность в работе, большая плавность и точность перемещения, возможность получения самотормозящейся передачи и доступность изготовления винтовой пары на любом производстве.
К недостаткам винтовых передач относят наличие больших потерь на трение, а следовательно, большой износ и низкий КПД.
КПД прямо пропорциональна Q, и обратно пропорциональна “а”.
Литература
1. Лабораторный практикум по курсу "Техническая механика".
|
|