Окончание таблицы 2
Лабораторная работа 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Цель работы: Изучить устройство многоступенчатой зубчатой передачи, составить кинематическую схему передачи, определить её коэффициент полезного действия.
Общие сведения
Зубчатые механизмы являются наиболее распространенными в машиностроении и приборостроении видом механических передач благодаря существенным достоинствам: компактности, надёжности работы, высоком КПД, простоте ухода, обеспечения высокой точности передаточного отношения, способности передавать большие нагрузки (см. работы №1 и №2).
К недостаткам зубчатых передач следует отнести необходимость использования специального оборудования и высококачественного инструмента для достижения необходимой точности и плавности работы механизма.
В настоящей лабораторной установке (рис.1) применяется многоступенчатая зубчатая передача. Она предназначена для ступенчатого изменения частоты вращения и соответствующего изменения моментов сил от ведущего вала к ведомому. Применяемые прямозубые колёса характеризуются высокой точностью обработки и не создают осевой нагрузки для подшипников.
Рис. 1. Лабораторная установка
Нагрузочное устройство представляет собой магнитный порошковый тормоз, работа которого основана на свойстве намагниченной среды оказывать сопротивление перемещению в неё ферромагнитных тел.
В качестве намагничиваемой среды применена жидкостная смесь минерального масла и железного порошка.
От двигателя через муфту вращение передаётся на входной вал зубчатой передачи (редуктора). От выходного вала редуктора через минуту движение передаётся на ротор порошкового тормоза. Тормоз состоит из ротора и статора. Статор порошкового тормоза снабжён обмоткой, ротор имеет вид вращающегося полого железного цилиндра. Внутренняя полость между статором и ротором заполнена специальным порошком, пропитанным маслом. При прохождении тока через обмотку статора происходит намагничивание порошка,в результате чего появляется сцепление порошка со статором и ротором. Статор тормозит ротор, создавая момент нагрузки на выходном валу редуктора. Этот момент возрастает с увеличением силы тока в обмотке статора. Сила тока регулируется кнопкой «нагрузка».
|
|
На панели управления установлены:
• кнопка включения питания прибора «Сеть» (9);
• кнопка включения питания нагрузочного устройства «Нагрузка» (Н);
• кнопка включения двигателя «Двигатель» (Д);
• ручка регулирования частоты вращения электродвигателя «Per.
скорости»;
• ручка регулирования тока возбуждения нагрузочного устройства «Per.
нагрузки»;
• сигнальная лампочка включения установки «Сеть»;
• три микроамперметра для измерения частоты вращения, моментов ТПС и
• ТДВ
• Цена деления прибора, регистрирующего момент ТПС: 2 ТПС 103 (Н∙м)/(МкА),
• цена деления прибора, регулирующего момент ТДВ: 2,5∙10 2 (Н∙м)/(МкА),
• цена деления прибора, регистрирующего частоту вращения: 10 (мин-1)/(МкА).
2. Расчётные зависимости для выполнения работы
Коэффициент полезного действия (КПД) - параметр, при помощи которого оценивается полезный эффект использования механической энергии и степень совершенства механизма. КПД зубчатого механизма определяется по формуле
|
|
, (1)
где ТПС, ТДВ – соответственно моменты полезных и движущих сил;
U –передаточное число механизма (U = 25).
При последовательном соединении нескольких простых механизмов их общий КПД определяется как произведение КПД простых механизмов:
, (2)
где 
– КПД одной пары зубчато го механизма.
КПД механизма 
, с учётом потерь в подшипниках определяется по формуле
, (3)
где 
- КПД подшипников качения ( = 0,96...0,98).
Для одноступенчатой зубчатой передачи КПД 
определяется по формуле
, Z1 = 36; Z2 = 54,
где Z1 и Z2 – числа зубьев ведущего и ведомого колёс; С – поправочный коэффициент: С = (F0 + 2,87) / (Fо + 0,17).
Fo – окружное усилие, H: 
, где m – модуль зубчатого колеса, мм.
f – коэффициент трения скольжения. Для стальных зубчатых колёс, работающих со смазкой f = 0,12...0,16, без смазки f = 0,18...0,20.
Для определения модуля необходимо измерить диаметры зубчатых колёс.
Описание лабораторной установки (Рис. 1)
Установка предназначена для определения КПД редуктора с цилиндрическими прямозубыми колёсами. Передаточное число одной пары
U1 = l,71. Установка состоит из редуктора (1), двигателя (2) с тахометром (З), нагрузочного устройства (4), измерительных устройств момента (5,6), и частоты вращения двигателя (7). Все узлы, входящие в установку, смонтированы на одном основании. Валы редуктора соединяются с валом двигателя и нагрузочного устройства с помощью муфт (8).
Меры безопасности
1. Не допускается работа установки с открытой крышкой редуктора.
2. Замена предохранителей разрешается только после отключения
установки от сети.
|
|
3. Не допускается работа с установкой без заземления к клемме «L ».
4. Питание установки осуществляется от сети переменного тока частотой
50 Гц, напряжением 220V.