Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Калужский филиал

А.К.Зайцев

"Изучение работы червячного редуктора" методические указания к лабораторным работам

по курсу «Основы конструирования приборов»

специальности 210201

«Проектирование и технология радиоэлектронных средств»

Калуга, 2009

СОГЛАСОВАНО:

Заведующий кафедрой разработчика УМКД _______________________/Столяров А.А./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания кафедры № 6 от «28» января 2009г.

Председатель методической комиссии факультета ЭИУК ________________/Адкин М.Ю./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

Председатель методической комиссии филиала ______________________ /Максимов А.В./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

В данном методическом пособии рассматривается червячный редуктор. Приводится алгоритм определения основных характеристик червячного редуктора с помощью прибора ДП-4К.

 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал, 2009г.

 А. К. Зайцев, 2009г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Цель работы

2. Основные теоретические сведения

3. Описание прибора

4. Материалы и приборы

5. Задание и последовательность проведения лабораторной работы

6. Содержание отчета

7. Контрольные вопросы

8. Литература

1. Цель работы

Экспериментально определить основные характеристики червячного редуктора.

2. Основные теоретические сведения

Основными достоинствами червячной передачи являются: возможность осуществления больших передаточных чисел; плавность и бесшумность работы; компактность; возможность осуществления самоторможения.

Передаточное отношение червячной пары определяется по формуле:

. (1)

где

- число оборотов в минуту червяка

– число оборотов в минуту червячного колеса

– число заходов червяка

– число зубьев червячного колеса.

КПД червячного редуктора

. (2)

где

– мощность на входе в редуктор

– крутящий момент на входе в редуктор на вале электродвигателя, .

– мощность на выходе червячного редуктора

– момент нагрузки на выходе редуктора на вале червячного колеса, .

КПД червячного редуктора повышается с увеличением заходности червяка. Так, например, для однозаходных червяков берётся КПД , для трёх - и четырехзаходные червяков .

3. Описание прибора

Прибор для изучения работы червячного редуктора ДП-4К (рис. 1) смонтирован на литом металлическом основании и состоит из узла электродвигателя с тахометром нагрузочного устройства и испытуемого редуктора. На узле электродвигателя и нагрузочном устройстве закреплены измерительные устройства.

Рис. 1. червячный редуктор ДП-4К.

Узел электродвигателя (рис. 1) смонтирован на литом кронштейне, закреплённом к основанию. Статор электродвигателя закреплён в двух рамках, оси которых свободно вращаются в двух шарикоподшипниках, установленных в кронштейне, т.е. могут вращаться вместе со статором вокруг общей оси с якорем электродвигателя. Якорь электродвигателя через муфту соединён с входным валиком редуктора.

К левой стороне кронштейна закреплён цилиндрический корпус, в который вмонтирован тахометр, показывающий частоту вращения электродвигателя. Тахометр соединён с валиком якоря электродвигателя через эластичную муфту.

В передней части кронштейна смонтировано цилиндрическое устройство, состоящее из плоской пружины и индикатора часового типа, упирающегося своим штоком в пружину.

При включенном электродвигателе реактивный момент статора (ровный по абсолютному значению моменту на валу якоря электродвигателя) поворачивает статор и своим рычагом давит на плоскую пружину измерительного устройства, которая удерживает статор от поворота. При этом деформация пружины передаётся на шток индикатора, а отклонение его стрелки показывает величину деформации пружины, соответствующую определённому крутящему моменту на валу электродвигателя. Для уменьшения колебания стрелки на пружине наклеен резиновый амортизатор.

Выходной валик червячного редуктора соединён с нагрузочным устройством через эластичную муфту. Нагрузочное устройство, имитирующее нагрузку редуктора, представляет собой магнитный порошковый тормоз, служащий для создания тормозного момента на выходном валу редуктора. Нагрузочное устройство смонтировано на литом кронштейне, закреплённом к основанию. Статор нагрузочного устройства представляет собой электромагнит, в магнитный зазор которого помещён железный полый цилиндр с валиком (ротор нагрузочного устройства). Валик ротора соединён через упругую муфту с выходным валиком редуктора.

Статор смонтирован на двух шарикоподшипниках, установленных в кронштейне, т.е. может свободно вращаться вокруг общей оси с ротором (балансирная система). В передней части кронштейна смонтировано измерительное устройство, состоящее из плоской пружины и индикатора часового типа, упирающегося своим штоком в пружину.

Внутренняя полость нагрузочного устройства заполняется сметанообразной массой, представляющее собой смесь карбонильного порошка с минеральным маслом. При подаче тока в обмотку электромагнита магнитная смесь оказывает сопротивление вращению ротора, т.е. создаёт тормозной момент на выходном валу редуктора, одновременно поворачивая статор, который давит на плоскую пружину измерительного устройства, удерживающую статор от поворота. При этом деформация пружины передаётся на шток индикатора, а отклонение стрелки индикатора показывает величину деформации пружины, которая соответствует определённому тормозному моменту на выходном валу редуктора.

Пружины измерительных устройств предварительно градуируются, и их деформации по отклонению стрелок индикатора показывают величины крутящих моментов на валу электродвигателя и на выходном валу редуктора , т.е. величину момента движущих сил и момента сил сопротивления (тормозного).

Градуировка производится на измерительных устройствах при неработающем двигателе, при помощи градировочных приспособлений, состоящих из рычагов и грузов в 100 г и 1 кг.

При градуировке пружины, воспринимающей реактивный момент якоря электродвигателя, на кронштейн статора закрепляется градировочное устройство. При этом груз устанавливается на нулевую отметку на рычаге, а стрелка индикатора – на нуль. Передвигая груз по рычагу на следующую отметку, фиксируют отклонение стрелки индикатора. Цена деления индикатора будет соответствовать моменту , равному произведению веса груза (0,1) на величину его перемещения (3 см) поделённому на число делений, на которое отклонилась стрелка индикатора. Передвигая груз на отметки 6 см, 9 см и т.д. и фиксируя при этом отклонение стрелки индикатора, определяют цену деления индикатора для каждого положения груза. Взяв среднюю величину из всех показаний, окончательно устанавливают цену деления индикатора для .

При градуировке пружины, воспринимающей тормозной момент, создаваемый нагрузочным устройством; на кронштейн последнего закрепляется градировочное приспособление и аналогично описанному выше устанавливают цену деления индикатора для .

В передней части основания установлена панель, на которой размещены тумблер, включающий и выключающий электродвигатель, позволяющий бесступенчатого регулировать число оборотов электродвигателя, контрольная лампочка, загорающаяся, когда электродвигатель находится под током, тумблер, включающий нагрузочное устройство, и потенциометр, позволяющий регулировать ток в электромагните.