Теоретична частина

На рис.8.4,а показано з’єднання без затяжки болта. Дамо з’єднанню попередню затяжку силою F₀ (рис.8.4,б). Тоді внаслідок пружної деформації з‘єднання болт розтягнеться на величину 1^, а деталі зіжмуться на l^.

Покажемо результати попередньої затяжки за допомогою пружних деформацій розтягу болта і стиску деталей (рис.8.5,а). Коли з‘явиться зовнішнє розтягуюче навантаження F (рис.8.4,в), болт додатково подовжиться на l^1, а стиск деталей зменшиться на l^1. При цьому тільки частина сили F, рівна х·F(рис.785,б), буде додатково розтягувати болт на величину l^1,а інша частина сили F, рівна (1-х)F, зменшить притиснення деталей на l^1 (частково розвантажить деталі стику від стиснення). Тепер болт буде розтягуватися силою F_, а деталі – стискатися силою F_Д, тобто:

F_=F₀+x·F;

F_Д=F₀-(1-x)·F,

де х – коефіцієнт зовнішнього навантаження, що показує, яка частина зовнішнього навантаження F сприймається болтом ( враховується податливість болта і з’єднуваних деталей).

При наближених розрахунках приймають: для з‘єднання стальних і чавунних деталей без пружних прокладок (мала податливість стику) х=0,2...0,3.

Для тих же деталей, але з пружними прокладками (резина, азбест, поліетилен та ін.) (велика податливість з’єднуваних деталей), х=0,4...0,5.

а)

б)

в)

Рис.8.3. Послідовність отримання з’єднання

„Болт затягнутий силою F₀ з додатковим осьовим навантаженням F”

Рис.8.4. Графічна інтерпретація з’єднання

„Болт затягнутий з додатковим осьовим навантаженням”

Контрольні запитання

1. Назвіть причини нерівномірного розподілу навантаження на витках гайки. Які конструктивні заходи використовують для підвищення рівномірності навантаження витків різьби?

2. Накресліть діаграму сумісних деформацій болта та деталей з’єднання і визначте на ній зовнішню силу на з’єднання, силу навантаження болта та силу навантаження стику деталей.

3. Запишіть вираз для розрахункової сили на болт у разі навантаження з’єднання зовнішньою осьовою силою.

4. Як впливає жорсткість болта та деталей з’єднання на розрахункову силу на болт?

5. Чому при змінних зовнішніх навантаженнях з’єднання доцільно використовувати болти малої жорсткості?

Лабораторна робота №9 дослідження клинопасового варіатора

Мета роботи: експериментально визначити для варіатора з клиновим пасом: діапазон регулювання; коефіцієнт корисної дії; коефіцієнт зменшення швидкості веденого вала варіатора залежно від величини передаточного відношення і моменту сил опору.

Прилади і обладнання: лабораторна установка "Клинопасовий варіатор", штангенциркуль.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з конструкцією клинопасового варіатора (див. рис.9.1.).

2. Визначити діапазон регулювання.

2.1. Випробовування проводити без навантаження, маховичок гвинта 14 (див. рис. 9.2.) відпущений максимально. За допомогою механізму керування варіатора після вмикання електродвигуна встановити пас на мінімальний діаметр на ведучому шківі. Ввімкнути імпульсні лічильники і через 0,5 хв. зняти їх показання /с₁ і с₂/, за якими визначити u_max=c₁/c₂

2.2. Перевести пас при ввімкненому електродвигуні за допомогою механізму регулювання варіатора на максимальний діаметр на головному шківі. Ввімкнути лічильник, зняти показання /с₃ і с₄/ і знайти u_min=c₃/c₄

2.3. Обчислити за формулою діапазон регулювання D=u_max/u_min

3. Визначити ККД варіатора.

3.1. Увімкнути електродвигун і встановити пас на ведучому шківі в положення, задане викладачем. При постійному передаточному числі, ступінчато змінюючи гальмом навантаження (маховичком гвинта 14 (див. рис. 9.2.)), зробити ряд вимірів для одержання даних побудови графіка =f(T₂). ККД варіатора визначається за формулою =T₂/T₁u_е,

де Т₁ – рушійний момент;

Т₂ – момент сил опору (гальмівний момент);

u_е – передаточне відношення, яке визначене експериментально.

Навантаження /гальмівний момент/ змінювати ступінчато, трьома-сьома ступенями в межах 0...20,0 Нм. Показання знімати з індикаторів моментів (див. рис. 9.2., поз. 18) і лічильників обертів. Час проведення вимірів за кожним ступенем прийняти однаковим і рівним 30 с.

За отриманими даними для кожного ступеня навантаження обчислити передаточне відношення варіатора u = c_1n / c_2n

і рушійний Т_1n та гальмівний Т_2n моменти: T_1n=T_1u Y_1n

T_2n=T_2u Y_2n,

де T_1u i T_2u – момент, що відповідає одному розподілу індикатора годинникового типу,

Y _1n i Y _2n – кількість розподілів індикатора; n – номер досліду.

Зробити обчислення для кожного ступеня навантаження і за отриманими значеннями побудувати графік.

3.2. Установити пас на мінімальний розмір на ведучому шківі при працюючому електродвигуні.

Міняючи положення пасу на ведучому шківі ступінчато в межах зміни передаточного відношення u від u_min до u_max трьома-сьома ступенями, на кожному ступені навантажувати варіатор таким гальмівним моментом Т, при якому рушійний момент Т=const і попередньо визначений викладачем.

Показання знімати з індикаторів і лічильників обертів за кожним ступенем навантаження варіатора. Час проведення вимірів за кожним ступенем прийняти однаковим і рівним 30 с.

Для кожного положення паса одночасно вимірювати показання і без навантаження, тобто Т₂=0 протягом 30 с.

Обчислити значення u_e передаточного відношення і ККД варіатора для кожного ступеня положення паса, після чого побудувати графік =f(u_е).

4. Визначення коефіцієнта зменшення швидкості веденого вала.

4.1. На підставі даних, отриманих у п. 2, де знімалися додатково показання лічильника без навантаження, обчислити значення коефіцієнта зменшення швидкості веденого вала для кожного ступеня за формулою F = ( – ) / ( ), після чого побудувати залежності F = f(T₂), F = f(U)

Результати дослідів та розрахунків занести в таблицю.

Зробити аналіз графіків.