5.5 Порядок выполнения работы
5.5.1 Изучить описание прибора, вырезать и закрепить на диске прибора бумажный диск. Получить у преподавателя шифр задания.
5.5.2 Расшифровать задание, выписать из таблиц 5.1…5.6 основные показатели проектируемого кулачкового механизма.
5.5.3 По заданному закону движения ведомого звена ψ = ψ(φ) или S = S(φ), через каждые 10о меняя значения угла φ от 0 до φу, рассчитать величины соответствующих перемещений ψi или Si ведомого звена.
5.5.4 Настроить прибор в исходное положение:
Для схемы А (рис.5.3а): каретка 8 фиксируется винтом 11 на нулевой отметке шкалы 12, длину коромысла L отложить на шкале В прибора, на этой отметке закрепить циркульное приспособление 18. Расстояние устанавливается на шкале 10 с помощью винта 9, а начальный угол ψо зафиксировать на шкале 16 винтом 17.
Для схемы Б (рис.5.3б): каретка 8 с помощью винта 9 отводится на отметку 12 шкалы 10, наименьшее расстояние So на шкале А определит начальное положение циркульного приспособления 18. Эксцентриситет е фиксируется на шкале 12 с помощью винта 11.
5.5.5 Построить профиль кулачка. Для этого с шагом в 10о поворачивать диск 3 от отметки «0» до угла φу , соответствующие значения ψi или Si откладывать на шкале А коромысла 15 (Si) или на шкале 16 (ψi), при этом с помощью циркульного приспособления 18 прибора нанести на бумажный диск положения центров ролика и окружности его диаметра. На фазовых углах φв.в и φн.в поворачивается лишь диск 3, а циркульное приспособление 18 и коромысло 15 неподвижны. На угле φв значения ψi или Si откладываются в обратном порядке – от ψmax до ψo или от Smax до So .
5.5.6 Ко всем положениям ролика по внутреннему контуру провести огибающую кривую, которая является практическим профилем кулачка.
5.5.7 Разметить и обозначить на кулачке фазовые углы φу, φв.в, φв, φн.в (см. рисунок 5.3а).
5.5.8 По данным расчетов ψi или Si построить на миллиметровке диаграмму перемещений ведомого звена (рис.5.2).
5.5.9 Оформить отчет о выполненной работе (см. Приложение). К отчету подклеить диаграмму перемещений ведомого звена кулачкового механизма и бумажный круг с профилем кулачка.
5.6 Контрольные вопросы
1) Укажите основные этапы проектирования кулачкового механизма.
2) Укажите, где широко применяются кулачковые механизмы?
3) При проектировании кулачков используется метод обращения движения. В чем его суть?
4) Что определяет динамику (режим) работы кулачкового механизма?
5) Поясните, что происходит с толкателем на каждой фазе поворота кулачка?
6) Расскажите об угле давления в кулачковом механизме. Как определить угол давления?
6 Определение коэффициента полезного действия червячного редуктора
Лабораторная работа № 6
6.1 Цель работы
Ознакомление с методикой теоретического и экспериментального определения коэффициента полезного действия зубчатых редукторов (на примере червячного редуктора).
6.2 Краткие теоретические сведения
Процесс движения машинного агрегата в общем случае состоит из трех фаз: разбега, установившегося режима движения и выбега. За цикл установившегося режима движения работа движущих сил и моментов Адв расходуется на совершение полезной работы Апол и работы Ат, связанной с преодолением сил трения в кинематических парах и сил сопротивления среды,
(6.1)
Механическим коэффициентом полезного действия (КПД) называется отношение
(6.2)
Таким образом, КПД показывает, какая доля механической энергии, подведенной к машине, полезно расходуется на выполнение той работы, для которой машина создана.
В проектных расчетах КПД червячного редуктора можно определить из формулы
(6.3)
Здесь ψ3, ψу, ψм - относительные потери в зацеплении и подшипниках (ψ3), в уплотнениях (ψу), на перемешивание и разбрызгивание масла (ψм).
Значения относительных потерь ψу, а также ψ'м при частоте вращения n = 1500 об/мин принимают по графикам рис. 6.1 в функции от а – межосевого расстояния червячной передачи.
Потери ψу в уплотнениях не зависят от n, а потери ψм на перемешивание масла пропорциональны первой степени частоты вращения, т. е.
(6.4)
Предварительную оценку потерь в зацеплении и подшипниках возможно получить из зависимости
,
(6.5)
где U – передаточное число механизма.
Рисунок 6.1 Относительные потери в червячной передаче
Величину потерь ψ3 возможно уточнить после определения угла подъема витка червяка, скорости скольжения зубьев в контакте и фрикционных характеристик материалов червячной передачи, но расчеты эти весьма приближены, так как фрикционные свойства трущихся пар не стабильны, а силы производственных и непроизводственных сопротивлений при работе машины не постоянны. Поэтому КПД зубчатых механизмов определяют экспериментально, по итогам стендовых испытаний натурных образцов.
Для условий эксперимента отношение работ в уравнении 6.2 целесообразно заменить отношением мощностей Р или моментов на входном Т1 и выходном Т2 валах редуктора
(6.6)
Таким образом, измерив момент на входном и выходном валах редуктора, возможно с помощью зависимости 6.6 определить его КПД.