4. Порядок проведения работы

Задачей работы является определение среднего КПД винтовой пары одного вида резьбы с двумя гайками и при разных осевых нагрузках.

Для выполнения работы необходимо:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и правилами техники безопасности при работе с ней.

2. В бланке отчета зарисовать принципиальную схему установки, записать исходные данные для работы – номер винта, материал винта и гаек, вид резьбы, шаг резьбы.

Примечания: а) установка укомплектована следующим набором винтов:

№ 1 – М42х4,5 – резьба метрическая треугольная;

№ 2 – Прям. 42х4,5 – резьба прямоугольная, однозаходная;

№ 3 – Прям. 42х3х8 – резьба прямоугольная, трехзаходная;

б) материал всех винтов – сталь 45;

в) материал сменных гаек – сталь 20, бронза ОЦС-5-5-5;

г) осевая нагрузка – 30, 50, 80 и 100 Н.

3. Подготовить винтовую пару для монтажа в установку. Для этого необходимо:

а) вывинтить из обоймы 10 стопорный винт;

б) вставить в обойму выбранную гайку так, чтобы риска на гайке совпадала с риской на обойме;

в) закрутить стопорным винтом гайку в обойме и навинтить ее риской вниз.

4. Вставить в установку винт с гайкой и обоймой так, чтобы ползун вошел в паз станины, и закрепить верхнюю отодвигающуюся муфту зажимным болтом. Испытуемый винт монтировать в установку резиновым кольцом вниз.

5. Вращением от руки опустить гайку в нижнее положение.

6. Тумблером включить питание электродвигателя.

7. Нажатием на кнопку "пуск" включить электродвигатель. При движении гайки вверх произвести измерение среднего значения реактивного момента как среднее арифметическое 3 замеров по шкале измерительного устройства (нагрузка при этом соответствует 30 Н). Произвести измерение реактивного момента с осевыми нагрузками в 50, 80 и 100 Н за счет подвешивания дополнительных грузов.

8. Заменить гайку и повторить работу по п. 7.

9. Вычислить величины реактивных моментов, пользуясь данными измерениями по пп. 7 и 8 и тарировочным графиком.

10. Вычислить работу движущих сил и сил полезного сопротивления по формулам:

где М – реактивный момент, кгсм, Нм.

где G – осевая нагрузка, Н; Н – ход винта, мм.

11. По формуле

определить КПД винтовой пары для разных материалов гаек и различных осевых нагрузок. По результатам расчетов построить графики изменения КПД винтовой пары в зависимости от изменения осевой нагрузки.

12. По аналитической формуле определить КПД винтовой пары, подвергшейся экспериментальному испытанию, и результат сопоставить с экспериментально найдеными значениями КПД.

КПД винтовой пары вычисляется по формуле

где - угол подъема винтовой линии

где d₂ - средний диаметр резьбы; - приведеный угол трения винтовой пары (); f' – приведенный средний коэффициент трения винтовой пары:

где f – коэффициент трения, зависящий от материала пары трения, смазки, чистоты поверхности и др. факторов(см. таблицу); - угол при вершине резьбы; для прямоугольной резьбы , для стандартных метрических резьб .

Таблица приближенных значений коэффицентов трения скольжения

Пара трения	Коэффициент трения скольжения
	сухого	Со смазкой
Сталь – сталь Сталь – мягкая сталь Сталь – чугун Сталь – бронза Сталь - латунь	0,15 0,20 0,18 0,16 0,15	0,05-0,10 0,10-0,20 0,05-0,15 0,10-0,15 0,10-0,15

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Наименование лабораторной работы, цель работы. Определение механических КПД, его аналитическое определение. Указать название установок, материалы и параметры винта и гаек, для которых определяется КПД. Привести все полученные экспериментальные результаты, графики, расчеты и сравнения результатов.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется механическим коэффициентом полезного действия?

2. Что такое коэффициент трения?

3. От чего зависит величина трения скольжения?

4. Каким образом изменение угла при вершине резьбы влияет на КПД винтовой пары?

5. Каким образом зависит механический КПД винтовой пары от нагрузки?