3. Описание лабораторной установки (Рис. 1)

Установка предназначена для определения КПД редуктора с цилиндрическими прямозубыми колёсами. Передаточное число одной пары

U₁ = l,71. Установка состоит из редуктора (1), двигателя (2) с тахометром (З), нагрузочного устройства (4), измерительных устройств момента (5,6), и частоты вращения двигателя (7). Все узлы, входящие в установку, смонтированы на одном основании. Валы редуктора соединяются с валом двигателя и нагрузочного устройства с помощью муфт (8).

4. Меры безопасности

1. Не допускается работа установки с открытой крышкой редуктора.

2. Замена предохранителей разрешается только после отключения установки от сети.

3. Не допускается работа с установкой без заземления к клемме « L ».

4. Питание установки осуществляется от сети переменного тока частотой

50 Гц, напряжением 220V.

5. Порядок выполнения работы

1. Произвести осмотр установки. До включения установки в сеть все тумблеры установить в положение «выкл.», а ручки потенциометров в крайнее левое положение.

2. Изучить конструкцию зубчатого механизма и начертить его кинематическую схему. Составить структурную схему установки.

3. Подключить установку к сети, установив заданную скорость вращения вала двигателя.

3.1. Определить экспериментально КПД зубчатой передачи в зависимости от увеличения нагрузки при постоянных оборотах двигателя, при этом ручку регулировки тока возбуждения нагрузочного устройства установить на нуль.

3.2. Определить значения моментов двигателя в зависимости от изменения моментов на нагрузочном устройстве по указателям приборов (5,6).

3.3. По результатам измерения рассчитать КПД по формуле (1) и построить характеристику КПД в зависимости от моментов на нагрузке.

4. Отключить установку от сети.

5. По формулам (2,3) определить теоретическое значение КПД редуктора, сделать соответствующие выводы.

6. Отчёт о выполненной работе представить по стандартной форме.

Контрольные вопросы

1. Что такое КПД, как его определить для многоступенчатого зубчатого механизма?

2. Что такое модуль зацепления, редуктор и мультипликатор?

3. Как изменится КПД с изменением нагрузки? Почему?

4. Какие подшипники используются в установке?

5. Назовите достоинства и недостатки зубчатых передач.

Лабораторная работа 8

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель работы: Определение передаточного отношения фрикционной передачи U; коэффициента проскальзывания ; и КПД звена – червячный редуктор-фрикционная передача в зависимости от величины тормозного момента, усилия прижима ролика к диску и его положения относительно центра диска.

1. Общие теоретические сведения

Фрикционные механизмы предназначены для передачи движения за счет сил трения между прижатыми друг к другу звеньями. Достоинствами фрикционных передач являются простота конструкции, бесшумность, отсутствие мертвого хода, возможность бесступенчатого изменения передаточного отношения. К недостаткам фрикционных передач относятся наличие значительного усилия, сжимающего диска; непостоянство передаточного отношения из-за проскальзывания; износ дисков. В приборах фрикционные передачи применяются в приводах регистрирующих устройства. Передаточное отношение фрикционного одноступенчатого механизма определяется по формуле

, (1)

где – число оборотов ролика и диска; – углы поворота ролика и диска; – угловые скорости ролика и диска.

Коэффициент упругого скольжения в передаче, обусловленный неизбежным проскальзыванием между роликом и диском, вычисляется по формуле

, (2)

где – расстояние от точки контакта ролика с диском до центра диска; r – радиус ролика.

КПД ( ) механизма червячный редуктор – фрикционная передача определяется по формуле , (3)

где Т_Н – нагрузка на валу ролика; Т_ДВ – момент на валу двигателя; n _р – число оборотив редуктора.

Работа выполняется на лабораторной установке, показанной на рис. 1. Основными узлами установки являются. смонтированные на основании 1 электродвигатель; фрикционная передача 2, состоящая из диска 3 и прижатого к нему ролика 4; нагрузочного устройства тормозного типа 6 (порошковая электромагнитная муфта); червячного редуктора с передаточным числом U = 10(Z₁ = 3; Z₂ = 30). Здесь Z₁ число заходов червяка, Z₂ число зубьев колеса. Червячное колесо жестко посажено на пустотелый вал фрикционного диска. Ротор электродвигателя через муфту и червячный редуктор соединен с ведущим диском фрикционной передачи. Ролик фрикционной передачи связан с ведомым валиком и помещен в каретку, которую перемещает ходовой винт с маховиком 13. Вращением маховика ролик можно установить на любом расстоянии от центра диска 3 в пределах 5 ...75 мм. Шкала обеспечивает точность измерения ±0,1 мм. Прижим ролика 4 к диску 3 обеспечивается поворотом рамы 8 под действием плоской пружины 9, деформируемой подъемным винтом 10. Сапа прижатия и деформация пружины определяются с помощью индикатора. Для определения угловых скоростей диска и ролика используются датчики и счетчики импульсов, вмонтированные в панель управления. Один оборот диска 3 соответствует 10 импульсам на левом счетчике, а один оборот ролика 4 - импульсам на правом. В комплект установки входят диски, изготовленные из различных материалов. Замена дисков осуществляется с помощью крепежного винта 12, пропущенного через полный вал. Запуск нагрузочного устройства следует начинать с малых оборотов, постепенно (в течение 1...2 мин.), повышая обороты до максимальных.

Рис.1. Лабораторная установка

На панели управления установлены:

• кнопка включения питания прибора, сеть.

• кнопка включения питания нагрузочного устройства "Нагрузка" (Н);

• кнопка включения "Двигатель" (Д) ;

- ручка регулирования тока возбуждения нагрузочного устройства

"Регулирование";

- три микроамперметра для измерения скорости вращения, моментов Т_ДВ и Т_Н.

Цена деления прибора, регистрирующего момент : ;

цена деления прибора, регистрирующего момент Т_ДВ : ;

цена деления прибора, регистрирующего частоту вращения: .

Порядок выполнения работы

1. Определение характеристик u , , , при постоянном (s = 0,1Нм) усилии прижатия ролика и постоянном положении относительно центра диска. Тумблер на передней панели устанавливается в положение "счетчики", после включения тумблера "сеть" включаются тумблеры "нагрузка" и "двигатель". Ручкой "момент" устанавливает нагрузку в 0,1 Нм. После чего одновременно включают счетчики с секундомером и определяют скорости вращения диска, ролика и входного вала редуктора по формулам:

мин^-1; мин^-1 ; мин^-1.

В данных формулах и – количество импульсов по счетчику от контактного устройства на входном валу редуктора и на валу ролика за 5 мин работы. Передаточное отношение фрикционной передачи изменяется вследствие перемещения ролика по радиусу фрикционного диска. Опыт повторяется для разных значений перемещения. Одновременно для каждого значения нагрузки фиксируется момент электродвигателя. Для расчета пользуются формулами (1) (2) (3).

2. Определение характеристик u , , в зависимости от изменения усилия прижатия ролика. Винтом 10 устанавливается усилие прижатия ролика к диску 20, 40. Тормозной момент на валу ролика и его положение относительно центра диска поддерживаются постоянными при помощи ручки "момент" по отсчетной шкале ролика. Как в предыдущем пункте по счетчикам определяются , и фиксируют Т_ДВ .

3. Определение характеристик в зависимости от положения ролика относительно центра диска. Ролик устанавливается на минимальное расстояние. Тормозной момент и усилие прижима поддерживаются постоянными. По счетчикам определяют и . Опыт повторяется для 3-х расстояний от центра диска. Характеристики рассчитываются по формулам: (1), (2), (3).

4. Отключить установку от сети.

5. Построить график зависимости при T_H = const.

6. Вычертить кинематическую схему фрикционной передачи.

7. Отчёт о выполненной работе представить по стандартной форме.