3. Выводы

В выводах указывают основные результаты работы, сравнивают полученные результаты с данными учебной литературы [1, 2] и дают оценку корректности проведённых исследований.

4. Контрольные вопросы

1. К какой группе механических передач относится червячная передача и по какому принципу в ней передаётся движение?

2. В чем заключаются достоинства и недостатки червячных передач?

3. Из каких материалов изготовляют червяки и зубчатые венцы червячных колеса, и от чего зависит выбор материала зубчатого венца колеса?

4. Как вычисляют КПД червячной передачи, и какие факторы влияют на КПД?

5. Каким образом можно рассчитать передаточное отношение червячной передачи, и какова его максимально возможная величина?

6. Какие силы действуют в зацеплении червячной передачи и как они направлены?

7. В чем состоит отличие червячного редуктора от червячной передачи?

8. Какого типа подшипники целесообразно использовать в червячном редукторе и почему?

9. Каким образом осуществляется смазка передачи и подшипников в червячном редукторе?

10. Какие конструктивные элементы выполняют на корпусе червячного редуктора, и каковы их функции?

Лабораторная работа № 13 изучение конструкции клиноРемённой передачи и построение её кривых скольжения и кпд

Цель работы: изучить конструкцию и принцип действия клиноременной передачи, расчётно-экспериментальным путём построить кривые скольжения и КПД и провести анализ полученных результатов.

Оборудование и инструменты: лабораторная установка ДМ 35У (рис. 13.1, табл. 13.1), оснащённая двумя электронными тахометрами с фотодатчиками и двумя часовыми индикаторами, комплект грузов, штангенциркуль, измерительная линейка.

Рис. 13.1. Кинематическая схема установки ДМ 35У

для исследования клиноременной передачи:

1 – электродвигатель; 2 – вал двигателя; 3 – ведущий шкив открытой клиноременной передачи; 4,5 – подшипниковые опоры вала электродвигателя; 6 - качающая опорная плита двигателя; 7 – клиновый ремень; 8 – ведомый шкив передачи; 9 – ведомый вал передачи; 10 – тормозной шкив; 11,12 – колодки двухколодочного тормоза; 13 – пружина измерительной системы для определения момента на валу передачи; 14,19 – часовые индикаторы системы; 15 – регулировочный винт системы; 16,17,18 – трос, рычаг и грузы устройства предварительного натяжения передачи

Таблица 13.1

Технические характеристики установки ДМ 35У

Параметр	Обозначение	Значение
Мощность электродвигателя, кВт	Р	1,1
Частота вращения ротора электродвигателя, мин-1	nэ	930
Диаметры обоих шкивов передачи, мм	D1	120
Длина плеч рычага, мм	l1 / l2	20 / 100

1.Теоретические основы работы

Для работы ременной передачи необходимо предварительное натяжение её ремня силой 2F₀. Для этого применяют различные натяжные устройства, например, грузового типа (рис. 13.1). При этом ведущая и ведомая ветви передачи натянуты одинаковыми силами F₀.

При включении двигателя передачи за счёт появившихся сил трения между ремнём и шкивами она начинает передавать с ведущего шкива на ремень и с ремня на ведомый шкив окружную силу F_t, равную

, (13.1)

где Т₁ - крутящий момент на ведущем шкиве, Нм.

При передаче окружной силы F_t натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня изменяются. В ведущей ветви сила натяжения ремня увеличивается и становится равной

F₁ = F₀ + 0,5F_t. (13.2)

В ведомой ветви сила натяжения ремня уменьшается до величины

F₂= F₀ – 0,5F_t. (13.3)

При передаче ремнём окружной силы F_t некоторый отрезок ремня длиной  , находясь в ведущей ветви с силой натяжения ремня F₁, удлиняется до величины  + . Попав в ведомую ветвь с силой натяжения ремня F₂, этот отрезок укорачивается до величины  - . Следовательно, из условия неразрывности ремня следует, что при сбегании с ведущего шкива отмеченный отрезок должен укоротиться и проскользнуть по ободу шкива навстречу движению. Аналогично на ведомом шкиве тот же отрезок должен удлиниться и проскользнуть по ободу шкива в направлении движения. Опыт показывает, что скольжение ремня происходит не по всей дуге обхвата , а только по ее части, называемой дугой упругого скольжения. Дуги располагаются со стороны сбегающей ветви. На дугах покоя (₁ - ₁) и (₂ - ₂) натяжение ремня остается неизменным, соответственно равным натяжению либо ведущей ветви F₁, либо ведомой F₂. С увеличением передаваемой окружной силы F_t возрастает разность натяжения F₁ - F₂ = F_t, а следовательно увеличиваются упругое скольжение и дуги скольжения. При некоторой критической нагрузке скольжение распространяется на всю дугу обхвата, в первую очередь меньшего шкива; и начинается буксование ремня по шкиву.

При упругом скольжении и буксовании ремня окружная скорость ведомого шкива V₂ немного меньше окружной скорости ведущего шкива V₁. Относительное скольжение в ременной передаче равно

, (13.4)

КПД и безразмерный коэффициент тяги  передачи определяют как

, (13.5)

, (13.6)

где Т₁ и Т₂ - крутящие моменты на ведущем и ведомом шкивах, Нм; n₁ и n₂ – круговые частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, мин^-1.

Коэффициент тяги  позволяет судить о том, какая часть силы предварительного натяжения ремня F₀ используется для передачи окружной силы F_t, т.е. характеризует степень загруженности передачи. Целесообразность выражения окружной силы через безразмерный коэффициент  объясняется тем, что скольжение и КПД связаны со степенью загруженности передачи, а не с абсолютной величиной окружной силы F_t.

В настоящее время работоспособность ременной передачи принято характеризовать кривыми скольжения и КПД, которые получают по результатам испытаний ременной передачи.

На рис.13.2 показаны типовые кривые скольжения (нижний график) и КПД (верхний график) ременной передачи. На начальном участке кривой скольжения от 0 до некоторого значения коэффициента тяги ₀ наблюдается только упругое скольжение. Так как упругие деформации ремня приблизительно подчиняются закону Гука, этот участок близок к прямолинейному. Дальнейшее увеличение окружной силы F_t, приводит к частичному появлению буксования при , а затем и к полному буксованию при .

Рис. 13.2. Типовые графики зависимости относительного скольжения и

КПД ременной передачи от коэффициента тяги

Расчётный коэффициент тяги при проектировании ременной передачи рекомендуют выбирать вблизи критического (оптимального) значения слева от него. Этому значению соответствует также и максимальное значение коэффициента полезного действия ремённой передачи. Значения и , установленные для типовых ремённых передач (при испытаниях на типовых стендах в типовых условиях: нагрузка равномерная, передача горизонтальная, , ,), составляют: для плоских ремней и , для клиновых и поликлиновых ремней и .