5.3. Контрольные вопросы
Что называется шагом винта (гайки)?
В чем отличие трехзаходного винта от однозаходного?
Что такое тарировка? Как она выполняется?
От чего зависит КПД винтовой пары?
От чего зависит и как определяется реактивный момент электродвигателя?
Как меняется КПД с изменением материала гайки?
Какой из исследуемых винтов можно использовать при изготовлении домкрата?
Лабораторная работа 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВИНТОВЫХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ И КОНИЧЕСКИХ ПРУЖИН
Ц е л ь р а б о т ы: научиться определять деформацию и жесткость пружины в зависимости от прилагаемых к ней усилий.
О б о р у д о в а н и е и п р и б о р ы: установка ДП-6А с набором винтовых цилиндрических пружин растяжения и сжатия, конических пружин сжатия, набором грузов для тарировки индикатора и штангенциркуль.
6.1. Краткие сведения из теории
Пружины широко применяются в машино- и приборостроении. Винтовые цилиндрические пружины сжатия и растяжения подразделяются на классы и разряды в зависимости от величины силы, размеров, материалов проволоки и других факторов. Кроме того, пружины из проволоки круглого сечения характеризуются индексом «с» от 4 до 12:
с = Dо / d, (6.1)
где Dо – средний диаметр пружины, мм;
d – диаметр проволоки, мм.
Dо = D – d, (6.2)
где D – наружный диаметр пружины, мм.
Деформация пружины в зависимости от прилагаемого усилия определяется по формуле, мм:
f = (8FDо3nв) / (Gd4), (6.3)
где F – прилагаемое усилие, Н;
G – модуль упругости второго рода материала пружины (для стали G = 80000 МПа);
nв – число рабочих витков.
6.1.1. Описание экспериментальной установки дп-6а
Кинематическая схема установки показана на рис. 6.1.
В корпусе червячного редуктора 1, установленного на литое основание,
червяк 2 приводится в движение рукояткой 3, передавая вращение червячному колесу 4, установленному в нижней части винта 5. Винт расположен внутри
|
Рис. 6.1 |
пустотелой колонки 6, закрепленной на корпусе редуктора. Колонку охватывает подвижная втулка 7, которая жестко соединена с гайкой 8, находящейся на винте 5. При вращении червяка, а следовательно, червячного колеса с ходовым винтом втулка может перемещаться вдоль оси колонки вверх или вниз. На втулку 7 насажен кронштейн 9, который вручную может перемещаться вдоль колонки и фиксироваться в нужном положении стяжным винтом 10. Перемещение кронштейна и его установка необходимы для перехода от испытания пружин растяжения к испытанию пружин сжатия или наоборот. |
На кронштейне установлены нижний крючок для пружин растяжения и верхняя ступенчатая опора для пружин сжатия. Имеется рабочая рамка, в верхней части которой закреплен крючок для пружин растяжения, в нижней – ступенчатая опора для пружин сжатия. Деформация пружин измеряется по линейке 11 (с ценой деления в 1 мм), установленной на рабочей рамке, и нониусу 12, закрепленному на кронштейне 9. Нониус, шкала которого имеет 10 делений, позволяет измерять деформации с точностью до 0,1 мм.
К верхней части колонки 6 жестко прикреплена плоская консольная пружина, свободный конец которой соприкасается с индикатором часового типа 13.
Усилия, действующие на испытываемые пружины, создаются соответствующим перемещением втулки 7 с закрепленным на ней кронштейном 9 путем вращения червяка. Усилия через верхнюю часть рамки передаются на измерительную пружину, вызывая ее прогиб вниз, величина прогиба фиксируется индикатором часового типа, имеющим шкалу с ценой деления 0,01 мм. Измерительная пружина предварительно тарируется постепенным нагружением рабочей рамки гирями, помещаемыми на нижней траверсе рамки. В результате тарировки определяется цена одного малого деления большой шкалы индикатора (а = … Н/дел.).
При испытаниях пружин растяжения или сжатия по линейке и нониусу определяются деформации, а по показаниям индикатора – силы, вызывающие их.