5. Составление отчета

Отчет о проделанной работе должен содержать наименование,

цель работы и задачи определения механического КПД, основные технические данные установки (вид редуктора, количество зубьев на колесах, тип электродвигателя, погрузочного устройства, измерительные устройства и приборы), расчеты, описание тарироввки измерительных устройств, таблицы экспериментально полученных данных.

6. Контрольные вопросы

1. Что называют механическим КПД? Его размерность.

2. От чего зависит механический КПД?

3. Почему механический КПД определяют опытным путем?

4. Что является датчиком в измерительных устройствах крутящего и тормозного моментов?

5. Описать нагрузочное устройство и его принцип действия.

6. Каким образом изменится механический КПД редуктора, если момент сил сопротивления увеличится (уменьшится) в два раза?

7. Каким образом изменится механический КПД редуктора, если момент сил сопротивления увеличится (уменьшится) в 1,5 раза?

Лабораторная работа 9 определение характеристик винтовых пружин сжатия и растяжения

1. Цель работы

Экспериментальное и теоретическое определение упругих характеристик винтовых пружин растяжения и сжатия.

2. Краткие теоретические сведения

Пружины являются одним из наиболее широко распространенных упругих элементов и машин. Их используют в качестве виброизолирующих, возвратно-падающих, натяжных и других устройств в различных машинах и механизмах, в том числе в приборах и оборудовании бытового назначения, например, в механизме двигателя материала, механизме прижимной лапки, механизме для направления и натяжения нити промышленных швейных машин 1022, 997 классов, механизме останова полуавтомата швейного 525 класса, механизмах оттяжки и смены нитей кругловязальной машины КЛК-9. Основные параметры цилиндрической винтовой пружины приведены на рис. 1: d – диаметр головки, из которой изготовлена пружина, м; D – средний диаметр, м; р – шаг витков.

D

d

р

Рис. 1. Винтовая цилиндрическая пружина

Обычно в машинах и приборах применяют винтовые пружины растяжения и сжатия с малым углом подъема витков <15⁰). При проектировании таких пружин необходимо вычислить наибольшие напряжения (для оценки прочности) и деформации (для регулировки нагрузки). В поперечном сечении витка пружины под действием растягивающих или сжимающих сил возникают два силовых фактора: крутящий момент и поперечная сила. Роль последней сравнительно невелика и ею в первом приближении можно пренебречь. Деформацию винтовой цилиндрической пружины под действием осевой нагрузки F определяют по формуле

(1)

где G – модуль сдвига, Н; n – число рабочих витков.

Графическая зависимость деформации пружины от нагрузки называется упругой характеристикой.

Величина коэффициента жесткости С определяется следующей зависимостью:

(2)

При выводе формулы (1) учитывалось действие только крутящегося момента. Не принимались во внимание такие факторы, как наклон витков, кривизна скручиваемого стержня пружины, наличие поперечной силы и др. поэтому формулы (1) и (2) являются приближенными. Результаты опыта должны показать степень справедливости принятых допущений и пригодности данных формул для практических расчетов.

Из анализа формулы (1) следует:

1) если нагрузить одинаковой нагрузкой две пружины, имеющие одинаковые параметры n и d, но разные средние диаметры D₁ и D₂, причем D₁=D, D₂=к₁D; где к₁>1, то , , где .

При увеличении диаметра пружины в к₁ раз ее деформация увеличивается в к₁³ раз:

(3)

2) если нагрузить одинаковой нагрузкой две пружины, имеющие одинаковые параметры D и d, но разное число витков n₁ и n₂, причем n₁=n, n₂=к₂n, где к₂>1, то ; , где .

При увеличении числа витков пружины в к₂ раз ее деформация увеличивается в к₂ раз:

(4)

3) если нагрузить одинаковой нагрузкой две пружины, имеющие одинаковые параметры D и n, но разный диаметр проволоки d₁ и d₂, причем d₁=d, d₂=к₃d₁, где к₃>1, то , , где .

При увеличении диаметра проволоки в к₃ раз ее деформация уменьшается в к₃⁴ раз:

(5)