Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра инженерной графики Отчет по лабораторной работе № 2

Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)

Выполнили: Проверил:

Студенты группы № 810 701 Вышинский Н. В Селезнев А.А.

Душевский А. И Кравцов В. Э Гарбуз И. И Минск 2009

Цель работы:

Ознакомиться с винтовыми механизмами.

Определить зависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой и эксцентричной нагрузки на гайку.

Кинематическая схема установки

1 — основание,

2 — стойка,

4 — редуктор,

5 — электродвигатель,

6 — приводной вал,

7 — рычаг,

8 — плоская пружина,

9 — индикатор,

10 — винт,

11 — гайка,

12 — сигнальная лампа,

13 — тумблер,

14 — кнопка.

Теоретический КПД определим по формуле:

= tg / tg (+ т),

где — угол подъема винтовой линии; т — приведенный угол трения.

Для резьбы приведенный угол трения

т = arctg f = arctg [f / cos (/ 2)],

где f — приведенный коэффициент трения скольжения; f — коэффициент трения скольжения между материалами винта и гайки; - угол профиля резьбы.

При этом: tg г = p / (рd2), р = 2 мм; d2 = 13 мм; угол трения с = arctg [f / cos (б / 2)], где

f = 0,1 — коэффициент трения скольжения для пары сталь-бронза; б = 30є - угол профиля трапецеидальной резьбы.

Действительный КПД при проведении экспериментов определяют по формуле

зд = Ту / Тд,

где Ту — необходимый для осуществления движения гайки уравновешивающий момент, действующий в перпендикулярной к оси винта плоскости, Тд — крутящий момент на валу двигателя, который определяется по формуле

Тд = k· м, [Нмм],

путем измерения показаний индикатора.

Необходимый для движения гайки момент Ту при осевой нагрузке силой Q должен быть

Ту = Q· tg (г+с) · (d2/2).

Величину действительного КПД зд для выбранного значения плеча, а определяют по формуле

зд = Ту / Тд,

Вращающий момент Тд электродвигателя рассчитывают по формуле

Тд = k· м, [Нмм],

Необходимый для движения гайки вращающий момент Ту при эксцентрично расположенной нагрузке Q и приложенной к гайке на расстоянии, а должен быть

где f — коэффициент трения скольжения в винтовой паре (f = 0,1); Н — высота гайки (Н = 26 мм); с — угол трения; г — угол подъема винтовой линии; d2 — средний диаметр резьбы (d2 = 13 мм).

Результаты проведенных экспериментов занесем соответственно в таблицу 1 и таблицу 2:

Таблица 1

Таблица 2

Вывод

Достоинства винтовых передач — простота конструкции, компактность, надежность в работе, большая плавность и точность перемещения, возможность получения самотормозящейся передачи и доступность изготовления винтовой пары на любом производстве.

К недостаткам винтовых передач относят наличие больших потерь на трение, а следовательно, большой износ и низкий КПД.

КПД прямо пропорциональна Q, и обратно пропорциональна «а».

1. Лабораторный практикум по курсу «Техническая механика» .