Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра інженерної графіки
Звіт з лабораторної роботи № 2
Дослідження гвинтового механізму (передачі гвинт-гайка)
Виконали: Перевірив:
Студенти групи № 810701 Вишинський Н. У
Селезньов А.А.
Душевскім А. І
Кравцов В. Е
Гарбуз І. І
Мінськ 2009
Мета роботи:
Ознайомитися з гвинтовими механізмами.
Визначити залежність коефіцієнта корисної дії гвинтової пари від величини осьової і ексцентричної навантаження на гайку.
Кінематична схема установки
1 - підстава,
2 - стійка,
4 - редуктор,
5 - електродвигун,
6 - приводний вал,
7 - важіль,
8 - плоска пружина,
9 - індикатор,
10 - гвинт,
11 - гайка,
12 - сигнальна лампа,
13 - тумблер,
14 - кнопка.
Теоретичний ККД визначимо за формулою:
h = tg g / tg (g + r т),
де g - кут підйому гвинтової лінії; r т - приведений кут тертя.
Для різьблення наведений кут тертя
r т = arctg f ¢ = arctg [f / cos (a / 2)],
де f ¢ - наведений коефіцієнт тертя ковзання; f - коефіцієнт тертя ковзання між матеріалами гвинта і гайки; a - кут профілю різьблення.
При цьому: tg γ = p / (πd2), р = 2мм; d2 = 13 мм; кут тертя ρ = arctg [f / cos (α / 2)], де
f = 0,1 - коефіцієнт тертя ковзання для пари сталь-бронза; α = 30 º - кут профілю трапецеїдальної різьби.
Дійсний ККД при проведенні експериментів визначають за формулою
η д = Ту / Тд,
де Ту - необхідний для здійснення руху гайки врівноважує момент, що діє в перпендикулярній до осі гвинта площині, тд - крутний момент на валу двигуна, який визначається за формулою
Тд = k · μ, [НММ],
шляхом вимірювання показань індикатора.
Необхідний для руху гайки момент Ту при осьовому навантаженні силою Q повинен бути
Ту = Q · tg (γ + ρ) · (d2 / 2).
Величину дійсного ККД η д для вибраного значення плеча а визначають за формулою
η д = Ту / Тд,
Обертаючий момент Т.ін електродвигуна розраховують за формулою
Тд = k · μ, [НММ],
Необхідний для руху гайки обертаючий момент Ту при ексцентрично розташованої навантаженні Q і прикладеної до гайки на відстані а повинен бути
,
де f - коефіцієнт тертя ковзання в гвинтовий парі (f = 0,1); Н - висота гайки (Н = 26 мм); ρ - кут тертя; γ - кут підйому гвинтової лінії; d2 - середній діаметр різьби (d2 = 13 мм ).
Результати проведених експериментів занесемо відповідно в таблицю 1 і таблицю 2:
Таблиця 1
Q Н | k | Тд мм * Н | Ту мм * Н | ŋд% | |
1 | 5 | 3.5 | 10.5 | 5.03 | 48 |
2 | 10 | 6 | 18 | 10.06 | 56 |
3 | 15 | 6 | 18 | 15.09 | 84 |
Таблиця 2
а мм | До | Тд мм * Н | Ту мм * Н | ŋд% | ŋ% | |
1 | 50 | 17.6 | 52.8 | 22.575 | 43 | 14 |
2 | 60 | 18.7 | 56.1 | 25.075 | 41 | 13 |
3 | 80 | 26 | 78 | 30.075 | 39 | 11 |
4 | 100 | 36.5 | 109.5 | 35.075 | 32 | 9 |
Висновок
Переваги гвинтових передач - простота конструкції, компактність, надійність у роботі, велика плавність і точність переміщення, можливість отримання самогальмується передачі і доступність виготовлення гвинтової пари на будь-якому виробництві.
До недоліків гвинтових передач відносять наявність великих втрат на тертя, а отже, великий знос і низький ККД.
ККД прямо пропорційна Q, і обернено пропорційна "а".
Література
1. Лабораторний практикум з курсу "Технічна механіка".