Описание конструкции и работы лабораторной установки
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Экспериментальное определение коэффициента полезного действия передачи винт-гайка и сравнение результатов опыта с теоретическими данными.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
2.1. Экспериментальное определение КПД
Передачи винт-гайка предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное с большим выигрышем в силе (домкрат, пресс, привод управления рулями корабля) или для обеспечения точности регулировки в станках и приборах.
В передачах винт-гайка наибольшее распространение получила квадратная резьба, но применяется также трапецеидальная, упорная и метрическая.
Передачу винт-гайка можно представить, развернув один виток резьбы, как наклонную плоскость, по которой движется гайка в виде ползуна (рис. 2.1).
|
|
|
|
- сила взаимодействия ползуна с наклонной плоскостью, которая при движении ползуна вверх отклоняется вправо на угол трения 
от перпендикуляра к наклонной плоскости;
|
|
- угол подъема винтовой линии;
|
- ход винтовой линии, равный шагу 
, умноженному на число заходов резьбы 
; 
- осевая сила;
- окружная сила, вращающая гайку.
Коэффициент полезного действия равен отношению работ сил полезного сопротивления 
и движущих сил 
за один оборот винта:
- средний диаметр резьбы;
- момент движущих сил.
Тогда при подъеме гайки КПД равен
Следовательно, для экспериментального определения КПД необходимо иметь 
.
2.2. Теоретическое определение КПД механической передачи винт-гайка.
где: 
= 
˚35'
где: 
=8 мм; 
мм;
=32 мм;
- коэффициент трения бронзы по стали при скорости скольжения 
м/с
Отсюда угол трения 
ДОКУМЕНТАЦИЯ, ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
3.1. Методическое руководство по проведению лабораторной работы.
3.2. Лабораторная установка.
3.3. Штангенциркуль.
3.4. Линейка.
3.5. Протокол лабораторной работы.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная установка (рис.4.1)состоит из корпуса 1, на котором смонтирован винт 2 с прямоугольной резьбой. Винт 2 установлен в подшипниках 3. При вращении винта 2 по нему перемещается гайка 4 со сменными грузами 5. Поворот гайки 4 предотвращается выступом гайки, входящим в паз корпуса.
Винт 2 с помощью муфты 6 соединен с валом червячного колеса редуктора 7, червячный вал которого вращается с помощью двигателя 8 через муф-
ту 9.
Редуктор 7 и электродвигатель 8 установлены на платформе, которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси винта 2 за счет реактивного момента при вращении винта 2.
Поворачиваясь, корпус редуктора 7 через блок 10 и гибкую связь 11 вращает блок 12, на котором установлен маятник 13.
При отклонении маятника от равновесного положения возникает восстанавливающий момент Т, уравновешивающий реактивный момент на корпусе редуктора:
, где:
- момент силы веса 
тяги маятника; 
- момент силы веса груза 
маятника; 
 |
Следовательно, с учетом передаточного отношения рычажного механизма момент движущих сил при вращении винта будет равен:
, где
- радиус блока 12 9см. рис. 4.1);
- плечо действия силы (радиус блока 10) в гибкой связи 11 относительно оси винта 2 (см. рис. 4.1)
Рис. 4.2.
Маятник 13 с помощью гибкой связи 15 и блока 14 соединен с устройством 16, показывающим в масштабе 4:1 угол 
поворота маятника. Для нагружения гайки 4 имеется набор грузов 5.