Лабораторная работа 5 (1070336)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаФакультет «Радиоэлектроника и лазерная техника»А.А. Буцев, Н.И. НарыковаИсследование параметров червячного редуктора№5Электронное учебное пособиеМетодические указания к выполнению лабораторных работпо дисциплине «Основы конструирования приборов»Москва2014г1(С) 2014 МГТУ им. Н.Э. БауманаУДК 621.81Рецензент:доц. к.т.н., Вячеслав Михайлович НедашковскийБуцев А.А., Нарыкова Н.И.Исследование параметров червячного редуктора. - М: МГТУ имени Н.Э. Баумана 2014.

21 с.Издание содержит материалы для освоения методов измерения крутящих моментов приработающих механизмах и определения коэффициента полезного действия червячного редукторав режимах зависимости к.п.д. от величины нагрузки при постоянной скорости и при постояннойнагрузке и изменяющейся скорости. Показания приборов снимаются в установившимся режимеработы.Особое внимание уделено изучению кинематических особенностей многоступенчатогоредуктора, изучению способов и методов измерения сил и моментов на работающих механизмахбез их остановки, получают навыки применения теоретико-вероятностных методов обработкиэкспериментальных данных.Для студентов МГТУ имени Н.Э. Баумана специальностей «Основыконструирования приборов» «Детали машин и приборов» и «Прикладная механика».Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета «Радиоэлектроникаи лазерная техника» МГТУ им.

Н.Э. БауманаЭлектронное учебное изданиеБуцев Александр АлексеевичНарыкова Наталья ИвановнаИсследование параметров червячного редуктора© 2014 МГТУ имени Н.Э. Баумана2ЦЕЛЬ РАБОТЫОзнакомлениесконструкциейлабораторнойустановкидляопределениякоэффициента полезного действия червячного редуктора, терминологией.Экспериментальное и аналитическое определение коэффициента полезногодействия червячного редуктора в зависимости от нагрузки на выходном валу.Вприборахэлектроприводами.широкоеОничастоприменениесостоятизнашлиисточникаустройства,называемыемеханическойэнергии–электродвигателя, устройства согласования угловой скорости и момента, с механизмомнагрузки, устройств управления и обратной связи.

Обычно приборный электродвигательна выходе имеет относительно большую скорость и небольшой момент. Для уменьшенияскорости и увеличения момента между электродвигателем и нагрузкой ставитсямеханизм-редуктор. Аналогичное устройство, служащее для повышения скоростиназывается мультипликатором.В данной лабораторной работе исследуются зависимость коэффициента полезногодействия редуктора от момента нагрузки при постоянной скорости электродвигателя.ПОНЯТИЕ О КОЭФФИЦИЕНТЕ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯПри установившемся движении электропривода мощность движущих силзатрачивается на выполнение полезной работы и преодоление различных видов сил имоментов трения.PД  Pn  Pc(1)Здесь PД — мощность движущих сил; Pc — мощность, затраченная на преодолениесопротивления трения; Pn — мощность, затраченная на преодоление полезныхсопротивлений.Коэффициент полезного действия есть отношение мощности сил полезногосопротивления к мощности движущих сил:12 PnPД(2)Индекс 1-2 указывает, что движение передается от звена 1, к которому приложенадвижущая сила, к звену 2, к которому приложена сила полезного сопротивления.Величина потерь передачи оцениваетсякоэффициентом потерь  Pc.PДОчевидно:3  1 (3)В случае слабонагруженных передач (они характерны в приборостроении) КПДсущественно зависит от собственных потерь на трение и от степени силовой загрузкимеханизма.

В этом случае формула (3) принимает вид:12  1  c( F ) (4)где c — коэффициент, учитывающий влияние собственных потерь на трение инагрузку F,cF aF bСоставляющие a и b зависят от типа передачи.При F  0 коэффициент c a 1 отражает влияние собственных потерь наbтрение в слабонагруженных передачах. С возрастанием F коэффициент c=f(F)уменьшается, приближаясь к значению c  1 при большой величине F.При последовательном соединении m механизмов с КПД  i , КПД всегосоединения механизмов: mPn iPg i 1(5)ГдеPg — мощность, подаваемая в первый механизм;Pn — мощность, снимаемая с последнего механизма.Редуктор можно рассматривать как устройство с последовательным соединениемпередач и опор.

Тогда КПД определяется по выражению:m ред  опk  i(6)i 1где: i — КПД i-той пары зацепления; оп — КПД одной пары опор;k — число пар опор.Коэффициент полезного действия опор.КПД опоры при условии постоянства скоростей определяется по формуле4 оп М  М тр(7)Мгде:М — крутящий момент на валу;Мтр — момент трения в опоре.Момент трения в подшипнике качения можно определить по формуле:М тр  М 0  М1(8)где:М1 — момент трения, зависящий от нагрузки на опору;М0 — момент трения, зависящий от конструкции подшипника, частоты вращения ивязкости смазки.В приборных редукторах составляющая М1 много меньше составляющей М0. Такимобразом можно считать, что момент трения опор практически не зависит от нагрузки.Следовательно, и КПД опоры не зависит от нагрузки.

При расчетах КПД редуктора можнопринять КПД одной пары подшипников, равным 0,99, КПД соединительныхупругих муфтпринять 0,95.ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОРОсновой червячного редуктора является червячная передача, которая передаетвращательное движение между валами, геометрические оси которых перекрещиваютсячаще всего под углом 90о. Червячная передача построена на базе реечного эвольвентногозацепления. Профилем винтовой нарезки червяка служит исходный контур нормальногоэвольвентного зацепления, для которого   20 , где  - угол зацепления.

Ведущимзвеном чаще всего является червяк z1,При одном обороте червяка колесо повернется на угол, охватывающий числозубьев колеса, равное числу заходов червяка.Передаточное отношение i червячнойпередачиi=n1/n2=z2/z1(9)где: n1-число оборотов в минуту червякаn2- число оборотов в минуту червячного колесаz1-число заходов (зубьев) червяка, число заходовz2-число зубьев червячного колеса.Число заходов червяка выполняет здесь функцию зубьев шестерни в зубчатойпередаче.

Так как z1 может быть небольшим и часто равным единице (чего не может быть5у шестерни), то в одной червячной паре можно получить большое передаточноеотношение.Этоиявляетсяосновнымдостоинствомчервячныхпередач.К недостаткам червячных передач по сравнению с зубчатыми относятся низкий КПД (изза больших потерь на трение в зацеплении витков червяка с зубьями червячного колеса) инеобходимо по этой причине выполнять червячные колеса или их зубчатые венцы издорогостоящих антифрикционных материалов (например, из бронзы).Нумерация элементов на рис. 1, 2, 3, 4 одних и тех же элементов одинаковая.Кинематическая схема исследуемого одноступенчатого червячного редуктора сведущим червяком представлена на рис.

1.На рис. 1 представлена кинематическая схема лабораторной установки №5 дляизучения особенностей работы червячного редуктора.Электродвигатель 2 установлен на поворачивающейся раме, закрепленной нашариковых подшипниках на корпусе. При включении установки крутящий момент ротораэлектродвигателя создает реактивный момент статора, который вызывает изгибизмерительной пружины 11.. Прогиб пружины измеряется индикатором 12.Моментротора двигателя через упругую муфту 13 передается на червяк z1. С червяка крутящиймомент передается через аналогичную упругую муфту 13 на устройство нагрузки 4.Устройствонагрузкисостоитизэлектромагнитнойпорошковоймуфты,измерительной пружины 16 и индикатора 17.Порошковый тормоз состоит из статора иротора в виде полого цилиндра, а зазор между ними заполнен жидкой смесьюферритового порошка и масла.

Статор порошкового тормоза снабжен обмоткой, черезкоторую пропускается электрический ток. Изменение тока в обмотке приводит кизменению магнитного поля в зазоре и связанной с ним вязкостью жидкой смесьюферритового порошка и масла. Регулируя ток в обмотке статора поворотом ручки 15 (рис.2)меняется вязкость жидкости и соответственно величина момента нагрузки. Тормоз 4включается и выключается тумблером 14 (рис.2). Реактивный момент статора измеряетсяизмерительным устройством, представленным на рис. 6, принцип работы которогопредставлен на рис.4.67Тормозной момент, создаваемый порошковой муфтой, является нагрузкой дляредуктора.Корпус муфты установлен подвижно на общем корпусе 1, можетповорачиваться на шарикоподшипниковых опорах. Таким образом реактивный моменткорпуса муфты вызывает прогиб измерительной пружины.

По закону Гука прогибпружины пропорционален моменту, измеряется индикатором 17. Винтовые пружины 22 и26 держат замкнутыми измерительные цепи, исключают удары во время включенияустановки. Их принято называть люфтовыбирающей. Жесткость их на несколькопорядков меньше жесткости измерительных пружин и поэтому влияние их на результатыизмерения пренебрежимо малы. Скорость вращения ротора двигателя измеряетсятахометром 6.На рис.2 представлена конструктивная схема лабораторной установки №5,соответствующая кинематической схеме на рис.

1.8Рис. 2.Конструктивная схема лабораторной установки №5для изучениячервячного редуктораНа схеме добвлены позиции:1-корпус установки3-прозрачная крышка редуктора5-панель управления7-тумблер включения двигателя8-ручка регулировки скорости электродвигателя9-индикатор включения14-тумблер включения нагрузки15-ручка регулятора величины нагрузки МнРис. 3. Устройство измерения скорости и момента электродвигателяНа рис.3 представлено устройство измерения момента, скорости и градуировкисистемы измерения момента. В положении градуировки, двигатель обязательно долженнаходится в выключенном состоянии. (Определение градуировочной характеристикисредства измерений.

Градуировка средств измерений - термин из Государственнойсистемы обеспечения единства измерения (ГСИ. Метрология. Основные термины и9определения).Электродвигатель 2 установлен в поворотной раме 10 ( термин- подвешен насобственной оси). В специальное отверстие рамы вставляетсярычаг 20. На рычагпомещается груз 20, его можно перемещать по рычагу, создавая точно известный моментдля градуировки шкалы индикатора 12 в единицах момента.На рис. 4 представлена фзическая картина градуировки. Момент груза 21 нарычаге 20 отностельно оси установки поворотной рамы крепления двигателя точноизвестен, разделив этот момент на величину другого рычага rполучим величину силы,изгибающюю измерительную пружину 11 на величиру ∆, по закону Гука онпропорциональна силе, а следовательно и моменту, развиваемому двигателем.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы