Белорусский государственный университет информатики ирадиоэлектроники
Кафедра инженерной графики
Отчет по лабораторной работе № 2
Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
Выполнили: Проверил:
Студенты группы № 810701 ВышинскийН. В
Селезнев А.А.
Душевский А. И
Кравцов В. Э
Гарбуз И. И
Минск 2009
Цель работы:
Ознакомитьсяс винтовыми механизмами.
Определитьзависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой иэксцентричной нагрузки на гайку. Кинематическая схема установки
/>
1 — основание,
2 — стойка,
4 — редуктор,
5 — электродвигатель,
6 — приводнойвал,
7 — рычаг,
8 — плоскаяпружина,
9 — индикатор,
10 — винт,
11 — гайка,
12 — сигнальнаялампа,
13 — тумблер,
14 — кнопка.
ТеоретическийКПД определим по формуле:
h = tgg/ tg(g + rт),
где g — угол подъема винтовой линии; rт — приведенный угол трения.
Для резьбыприведенный угол трения
rт = arctg f¢ = arctg [f / cos(a / 2)],
где f¢ — приведенный коэффициент тренияскольжения; f — коэффициент трения скольжения между материалами винта и гайки; a — угол профиля резьбы.
При этом: tgγ = p / (πd2), р = 2мм; d2 = 13 мм; угол трения ρ = arctg [f / cos(α/ 2)], где
f = 0,1 — коэффициенттрения скольжения для пары сталь-бронза; α = 30º — угол профилятрапецеидальной резьбы.
ДействительныйКПД при проведении экспериментов определяют по формуле
ηд = Ту/ Тд,
где Ту — необходимыйдля осуществления движения гайки уравновешивающий момент, действующий вперпендикулярной к оси винта плоскости, Тд — крутящий момент на валу двигателя,который определяется по формуле
Тд =k·μ, [Нмм],
путемизмерения показаний индикатора.
Необходимыйдля движения гайки момент Ту при осевой нагрузке силой Q должен быть
Ту =Q·tg(γ+ρ) ·(d2/2).
Величинудействительного КПД ηд для выбранного значения плеча а определяют поформуле
ηд = Ту/ Тд,
Вращающиймомент Тд электродвигателя рассчитывают по формуле
Тд =k·μ, [Нмм],
Необходимыйдля движения гайки вращающий момент Ту при эксцентрично расположенной нагрузкеQ и приложенной к гайке на расстоянии а должен быть
/>,
где f — коэффициенттрения скольжения в винтовой паре (f = 0,1); Н — высота гайки (Н = 26 мм); ρ- угол трения; γ — угол подъема винтовой линии; d2 — средний диаметррезьбы (d2 = 13 мм).
Результатыпроведенных экспериментов занесем соответственно в таблицу 1 и таблицу 2:
Таблица 1 Q Н k Тд мм*Н Ту мм*Н ŋд% 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 ŋд% ŋ% 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
Достоинствавинтовых передач — простота конструкции, компактность, надежность в работе,большая плавность и точность перемещения, возможность получениясамотормозящейся передачи и доступность изготовления винтовой пары на любомпроизводстве.
Кнедостаткам винтовых передач относят наличие больших потерь на трение, аследовательно, большой износ и низкий КПД.
КПД прямопропорциональна Q, и обратно пропорциональна “а”.
Литература
1. Лабораторныйпрактикум по курсу «Техническая механика».