Лабораторная работа №10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ РЕДУКТОРА

1. Описание экспериментальной установки.

Установка для экспериментального определения КПД редуктора (рисунок 1 и рисунок 2 ) состоит из электродвигателя 1 и редуктора 2, связанных упругой муфтой. Статор электродвигателя не закреплен и может свободно проворачиваться на валу ротора. Со статором жестко связан рычаг, который опирается на динамометр, как показано на рисунке 3. Динамометр состоит: из стальной пластины 1 и индикатора 2а. К ведомому валу редуктора (рисунок 2) присоединен тормозной механизм 4. Схема этого механизма показана на рисунке 4.

Рисунок 1.

Через тормозной шкив 4 перекинут ремень 5. Натяжение вет­вей ремня определяется с одной стороны весом груза и с другой дина­мометром, состоящим из упругой пластины 1 и индикатора 2б.

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

2. Методика экспериментального определения кпд редуктора.

Коэффициент полезного действия η для установившегося движения может быть определен как отношение средней мощности сил полезного сопротивления N_пс к средней мощности движущих сил N_д.

(1)

В данном случае мощность движущих сил равна мощности на валу электродвигателя, а мощность сил полезного сопротивления равна мощности сил трения в тормозном механизме.

Мощность движущих сил можно определить следующим образом

N_д = М_д ·ω_д (2)

где M_д - момент на валу двигателя, равный моменту, прило­женному к статору;

ω_д=ω_н - угловая скорость электродвигателя равная угловой скорости оси ведущего звена редуктора.

Мощность сил полезного сопротивления:

N_nc = М_тр ·ω₁ (3)

где М_тр - момент сил трения приложенных и ободу тормоз­ного шкива;

ω₁ - угловая скорость ведомого звена редуктора.

Подставляя в формулу 1 выражения 2 и 3 после преобразования получим :

(4)

Из рассмотрения схем изображенных на рис. 2 и рис. 3 можно заключить, что:

М_д=Р·ℓ (5)

где Р - сила, с которой статор давит на динамометр;

ℓ - плечо силы.

М_тр =(S₂-S₁)·r (6)

где r - радиус тормозного шкива;

S₁ - натяжение правой ветви ремня, равное весу груза;

S₂ - натяжение девой ветви ремня, измеряемое динамомет­ром.

Натяжение ветвей ремня, огибающих тормозной шкив, связаны формулой Эйлера:

S₂=S₁·е^fα (7)

где е - основание натурального логарифма;

f - коэффициент трения;

α - угол обхвата шкива ремнем в рад.

3. Определение кпд планетарного редуктора аналитически (расчетным методом).

Величина КПД планетарного редуктора зависит от того, пере­дается движение от центрального подвижного колеса к водилу или наоборот, а также от численного значения передаточного отношения.

В таблице 1 сведены формулы для определения КПД планетарного редуктора.

Таблица 1

	1>U1H>0	U1H>1;U1H<0
От колеса к водилу
От водила к колесу

В этих формулах η_H - коэффициент полезного действия при обращенном движении планетарной передачи.

Указанные формулы относятся к определению потерь, возникающих вследствие трения между зубьями. Эти формулы приближенные, т.к. при выводе их мощность в зацеплении определялась без учета по­терь на трение во вращательных парах.