Дослідження коефіцієнта корисної дії черв’ячного редуктора

 

Мета роботи- визначити експериментально та теоретично ККД черв’ячного редуктора та його залежністьвід навантаження і частоти обертання черв’яка.

 

Теоретичні відомості

 

Черв’ячні редуктори працюють дуже плавно, порівняно компактні та мають відносно великі передатні числа. Але їх недоліком є значні втрати на тертя, внаслідок чого вони мають порівняно низький ККД η, який експериментально визначають за формулою

ηE =	T2	,	(3.1)
T1 ⋅u

де Т1, Т2-оберталььні моменти на валах колеса та черв’яка; u передатне число редуктора.

 

На стадії конструювання або вибору стандартного редуктора його коефіцієнт ηТ визначають теоретично, користуючись формулою

tgλ
^η^T ^= tg(λ +ρ′)^K ^,	(3.2)

де λ-кут підйому гвинтової лінії на ділильному циліндрі черв’яка; ρ‘-зведений кут тертя; К=0,95...0,96-коефіцієнт, пов’язані з переміщуванням та розбризкування мастила в корпусі редуктора.

Значення зведеного кута тертя ρ‘ знаходять за значенням зведеного коефіцієнта тертя f’ залежно від швидкості ковзання vK, м/с, (табл. 3.1). Швидкість ковзання визначають за формулою

		m ⋅n 2						vr
vK
=		z1	+ q		або	vK =
	cos λ

де m-осьовий модуль черв’яка, мм; n2-частота обертання черв’яка, хв^-1; z1-кількість заходів черв’яка; q-коефіцієнт діаметра черв’яка, vr-колова швидкість черв’яка, м/с

_{vr =} ^{π⋅q ⋅m ⋅n}2 60 ⋅1000

Устаткування, прилади та інструменти

 

1. Лабораторна установка ДМ-41 (рис. 3.1);

2. Індикатори годинникового типу.

 

6 5 2 1

 

 

10

 

4 _M

 

	11
3	T1
	T2

 

 

7 8 9

 

 

Рис. 3.1 Схема установки ДМ-41

 

- 10 -

1-редуктор черв’ячний; 2-муфта; 3-електродвигун; 4-важіль з призмою; 5, 8-тензометричні балки; 6,9-індикатори моментів; 7-гальмо колодкове; 10-вентилятор; 11-гвинт навантаження.

 

Таблиця 3.1

 

Залежність значень кута тертя ρ’ від f’ і vК

 

VK, м/с		f’	ρ’=arctg(f‘)
0,01	0,110...	0,120	6º17’...	6º51’
0,10	0,080...	0,090	4º34’...	5º09’
0,25	0,065...	0,075	3º43’...	5º09’
0,50	0,055...	0,065	3º09’...	3º43’
1,00	0,045...	0,055	2º35’...	3º09’
1,50	0,040...	0,050	2º17’...	2º52’
2,00	0,045...	0,045	2º00’...	2º35’
2,50	0,030...	0,040	1º43’...	2º17’
3,00	0,028...	0,035	1º36’...	2º00’
4,00	0,023...	0,030	1º19’...	1º43’
7,00	0,018...	0,026	1º02’...	1º29’
10,00	0,016...	0,024	0º55’...	1º22’

 

Технічна характеристика

 

1. Потужність електродвигуна Рдв=1 кВт;

2. Частота обертання черв’яка nr=1450 хв^-1 і 2850 хв^-1;

3. Максимальний гальмівний момент-58 Н·м;

4. Ціна поділки індикатора:

на двигуні-К1=0,2 Н·м/под.; на гальмі-К2=0,2 Н·м/под.;

5. Вимірювання моментів проводять індикатором годинникового типу за відхиленням тензометричної

 

балки.

 

Технічна характеристика черв’ячного вала

 

Розташування черв’яка...........................................................................................................................верхнє

 

Тип черв’яка............................................................................................................................................архімедовий

 

Осьовий модуль......................................................................................................................................m=3мм

 

Число заходів черв’яка...........................................................................................................................z1=2

 

Число зубців черв’ячного колеса..........................................................................................................z2=41

 

Кут підйому витка черв’яка...................................................................................................................λ=9º27’44’’

 

Коефіцієнт діаметра черв’яка.................................................................................................................q=12

 

Порядок виконання роботи

 

1. З’ясувати мету дослідження, вивчити конструкцію дослідної установки та її технічну характеристику;

 

2. Увімкнути установку без навантаження та впевнитися в її нормальній роботі;

3. За допомогою гальма провести ступеневе навантаження редуктора та визначити значення обертальних моментів на валах, якщо частота обертання черв’яка nr=1450 хв^-1. Дії цього пункту повторити не менше трьох разів;

 

4. Повторити дії п. 3, коли обертання черв’яка nr=2850 хв^-1;

5. Результати вимірювань занести в табл. 3.2, виконати необхідні розрахунки та зробити аналіз одержаних

 

даних;

6. Побудувати залежність ККД η від навантаження Т2 для різних частот обертання валів редуктора. Зробити висновки з роботи;

7. Оформити звіт про роботу.

 

Зміст звіту

 

1. Назва і мета лабораторної роботи;

2. Схема лабораторної установки;

3. Основні характеристики лабораторної установки n1, n2, m, q, λ i u;

4. Визначення теоретичного ККД ηТ, якщо nr=1450 хв^-1 і 2850 хв^-1, за формулами (3.1) і (3.2);

5. Результати випробувань і розрахунків навести в табл. 3.2;

6. Графік залежності ηТ=f(Т2). Аналіз одержаних результатів. Висновки.

 

 

- 11 -

Таблиця 3.2