1.2. Аналитическое определение кпд установки с червяным редуктором

Известно, что общий КПД любой машины определяется произведением КПД всех входящих в её состав узлов [1]. Тогда для исследуемой установки (рис. 12.1) имеет место выражение

, (12.1)

где – аналитическое значение КПД установки; – КПД опор электродвигателя; – КПД муфты; – КПД опор тормоза; – КПД демпфера; – КПД червячного редуктора, определяемый как

, (12.2)

где, в свою очередь: – КПД одной пары подшипниковых опор валов редуктора; – КПД масла; – КПД червячной передачи, рассчитываемый по формуле

, (12.3)

где – угол подъема винтовой линии червяка; – приведенный угол трения, зависящий от скорости скольжения V_S витков червяка по зубьям червячного колеса (табл. 12.2).

Таблица 12.2

Зависимость при стальном червяке и колесе из бронзы

VS, м/с	0,5	1	1,5	2	2,5	3	4	7	10
, град	3,17 3,67	2,5 …3,17	2,33 …2,83	2,0 …2,5	1,67 …2,33	1,5 …2,0	1,33 …2,67	1,0 …1,5	0,92 …1,33
Примечание: значения даны с учётом гидравлических потерь и потерь в подшипниковых опорах качения валов передачи

Скорость скольжения V_S зависит от окружной скорости червяка и вычисляется как

, (12.4)

где – частота вращения червяка; – диаметр его делительной окружности.

Делительный диаметр червяка и угол подъема винтовой линии определяются из выражений

и , (12.5)

где – коэффициент диаметра червяка; – число его заходов; – модуль зацепления.

1.3. Экспериментальное определение кпд установки

КПД любой установки представляет собой отношением полезной работы W на выходе к затраченной энергии на входе E. Тогда с учётом известных соотношений между работой (энергией) и мощностью , а также мощностью, вращающим моментом и круговой частотой вращения вала получаем

, (12.6)

где – время; индексы 1 и 2 относятся к параметрам входного (ведущего) и выходного (ведомого) валов установки; - передаточное отношение установки.

Для экспериментального определения КПД исследуемой установки с червячным редуктором (рис. 12.1) формулу (12.6) можно преобразовать к виду

, (12.7)

где – передаточное отношение червячного редуктора.

2. Порядок выполнения работы

1. Изучают теоретические основы работы.

2. Используя выражения (12.1)…(12.5), а также данные табл.12.1 и 12.2, рассчитывают теоретическое значение КПД исследуемой лабораторной установки для заданного режима работы двигателя, например, при .

3. Изучают конструкцию лабораторного стенда ДМ 41 для исследования червячного редуктора и зарисовывают его кинематическую схему.

4. Определяют экспериментальное значение КПД исследуемой установки по формуле (12.7) с учётом данных табл. 12.1.

Для этого с помощью регулировочного винта 19 тормоза (рис. 12.1) ступенчато увеличивают момент торможения (нагрузку) на выходном валу установки. Показания и индикаторов 20 и 21 измерительной системы, соответствующие значениям вращающих моментов на входном и выходном валах установки, записывают в табл.12.3. Эксперимент проводят при заданном режиме работы двигателя, например при .

Таблица12.3

Таблица данных эксперимента

№ п/п	Измеряемые параметры		Расчетные параметры
	делений	делений	, Нм	, Нм
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Примечание: и , где и – коэффициенты пропорциональности.

5. Строят графики зависимостей и , пример которых дан на рис. 12.2, и сравнивают результаты аналитических и экспери-ментальных значений КПД установки.

Рис.12.2. Пример графиков зависимостей и