1. FORMÅLET MED VERKET

Utdype kunnskapen om teoretisk materiale, skaffe praktiske ferdigheter for uavhengig eksperimentell bestemmelse av girkasser.

2. GRUNNLEGGENDE TEORETISKE BESTEMMELSER

Den mekaniske effektiviteten til girkassen er forholdet mellom kraften som er nyttig brukt (motstandskreftens kraft N c til kraften i drivkreftene N d på inngangsakselen til girkassen:

Kreftene til drivkreftene og motstandskreftene kan bestemmes i henhold til formlene

(2)

(3)

hvor M d og M med- henholdsvis øyeblikk av drivkrefter og motstandskrefter, Nm; og - vinkelhastigheter på henholdsvis girkasseakslene på inngang og utgang, med -1 .

Vi erstatter (2) og (3) i (1)

(4)

hvor er girforholdet til girkassen.

Enhver kompleks maskin består av en rekke enkle mekanismer. Effektiviteten til en maskin kan enkelt bestemmes hvis effektiviteten til alle de enkle mekanismene som er inkludert i den er kjent. For de fleste mekanismer er det utviklet analytiske metoder for å bestemme effektiviteten, men avvik i rensligheten ved behandlingen av gnidningsflater av deler, nøyaktigheten av deres produksjon, endringer i belastningen på elementene i kinematiske par, smøreforhold, relativ bevegelseshastighet, etc., fører til en endring i verdien av friksjonskoeffisienten.

Derfor er det viktig å kunne eksperimentelt bestemme effektiviteten til den undersøkte mekanismen under spesifikke driftsforhold.

Parametrene som kreves for å bestemme girkasseeffektiviteten ( M d, M s og L s) kan bestemmes ved bruk av DP-3K-instrumenter.

3. STRUKTUR AV DP-3K-ENHETEN

Enheten (figur) er montert på en støpt metallbase 1 og består av en elektrisk motorenhet 2 med turteller 3, en lastenhet 4 og en girkasse under undersøkelse 5.

3 6 8 2 5 4 9 7 1

11 12 13 14 15 10

Ris. Kinematisk diagram over DP-3K-enheten

Motorhuset er hengslet i to støtter slik at rotasjonsaksen til motorakselen faller sammen med husets rotasjonsakse. Fikseringen av motorhuset fra sirkulær rotasjon utføres av en flat fjær 6. Når dreiemomentet overføres fra akselen til den elektriske motoren på redusatoren, skaper fjæren et reaktivt øyeblikk som påføres motorhuset. Motorakselen er koblet til girkasseinngangsakselen gjennom en kobling. Den motsatte enden er leddet med turtellerakselen.

Girkassen i DK-3K-enheten består av seks identiske tannhjul som er montert på kulelager i huset.

Den øvre delen av girkassene har et lett avtagbart deksel av organisk glass og tjener til visuell observasjon og måling av gir når du bestemmer girforholdet.

Lasteanordningen er en magnetisk pulverbrems, hvis prinsipp er basert på egenskapen til et magnetisert medium for å motstå bevegelse av ferromagnetiske legemer i det. En flytende blanding av mineralolje og jernpulver brukes som et magnetisert medium i utformingen av lasteanordningen. Kroppen til lasteanordningen er montert i en balanse i forhold til enhetens base på to lagre. Begrensningen fra husets sirkulære rotasjon utføres av en flat fjær 7, som skaper et reaktivt øyeblikk som balanserer momentet for motstandskrefter (bremsemoment) opprettet av lastenheten.

Måleinstrumenter for dreiemoment og bremsemoment består av flate fjærer 6 og 7 og skiveindikatorer 8 og 9, som måler fjærenes nedbøyning, proporsjonal med øyeblikkets verdier. På fjærene limes strekkmålere i tillegg, signalet som en forsterker også kan registreres fra på et oscilloskop.

På forsiden av enhetens base er det et kontrollpanel 10, som er installert på:

Vippebryter 11 for å slå den elektriske motoren av og på;

Knott 12 for å justere rotasjonsfrekvensen til motorakselen;

Signallampe 13 for å slå på enheten;

Vippebryter 14 for å slå på og av excitasjonsviklingskretsen til lastenheten;

Knott 15 for å justere eksitasjonen til lasteanordningen.

Når du utfører dette laboratoriearbeidet, bør du:

Bestem girforholdet til girkassen;

Tara måleenheter;

Bestem effektiviteten til girkassen avhengig av motstandskreftene og antall omdreininger til den elektriske motoren.

4. BESTILLING OM UTFØRELSE AV VERKET

4.1. Bestemmelse av girforholdet til girkassen

Utvekslingsforholdet til girkassen til DP-3K-enheten bestemmes av formelen

(5)

hvor z 2 , z 1 - henholdsvis antall tenner på de større og mindre hjulene i ett trinn; Til= 6 - antall girtrinn med samme girforhold.

For girkassen til DP-3K-enheten, girforholdet på ett trinn

De funnet verdiene for girforholdet jeg s sjekk empirisk.

4.2. Kalibrering av måleenheter

Kalibrering av måleenheter utføres med enheten koblet fra den elektriske strømkilden ved hjelp av kalibreringsenheter som består av spaker og vekter.

For å kalibrere måleenheten til den elektriske motorens dreiemoment, må du:

Installer DP3A sb -kalibreringsenheten på det elektriske motorhuset. 24;

Still vekten på spaken på kalibreringsenheten til nullmerket;

Sett indikatorhånden til null;

Når du setter vekten på spaken for påfølgende divisjoner, må du justere indikatoravlesningene og den tilhørende inndelingen på spaken;

Bestem gjennomsnittet m ons indikatordelingspriser etter formelen

(6)

hvor TIL- antall målinger (lik antall divisjoner på spaken); G- lastvekt, H; N i- indikatoravlesninger, - avstand mellom divisjoner på spaken ( m).

Bestemmelse av gjennomsnittet m c. gift delingsprisen på indikatoren for lastenheten gjøres ved å installere en kalibreringsenhet DP3A sb på etui til lastenheten. 25 på lignende måte.

Merk. Vekt av varer i kalibreringsenheter DP3K sb. 24 og DP3K lør. 25 er henholdsvis 1 og 10 H.

4.3. Bestemmelse av girkassens effektivitet

Bestemmelse av girkasseeffektiviteten avhengig av motstandskreftene, dvs. ...

For å bestemme avhengigheten må du:

Slå på vippebryteren 11 på den elektriske motoren til enheten og bruk hastighetskontrollknappen 12 for å stille inn hastigheten n som læreren har angitt;

Sett håndtaket 15 for å justere eksitasjonsstrømmen til lastenheten til nullposisjon, slå på bryteren 14 i eksitasjonskretsen;

Ved jevnt å dreie feltstrømkontrollknappen, setter du den første verdien (10 divisjoner) av dreiemomentet i retning av indikatorpilen M med motstand;

Bruk hastighetskontrollknappen 12 for å stille inn (korrigere) den opprinnelige innstilte hastigheten n;

Registrer avlesningene h 1 og h 2 i indikatorene 8 og 9;

Ved å justere eksitasjonsstrømmen ytterligere, øker du motstandsmomentet (belastning) til neste forhåndsinnstilte verdi (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 divisjoner);

Mens du holder rotasjonshastigheten uendret, fikser du avlesningene til indikatorene;

Bestem verdiene til drivkreftens øyeblikk M d og motstandskrefter M med for alle målinger etter formler

(7)

(8)

Bestem for alle målinger av girkasseeffektiviteten i henhold til formelen (4);

Registrer indikatoravlesninger h 1 og h 2, momentverdier M d og M med og de funnet verdiene for girkasseeffektiviteten for alle målinger i tabellen;

Lag en avhengighetsgraf.

4.4. Bestemmelse av girkasseeffektiviteten avhengig av antall omdreininger til den elektriske motoren

For å bestemme den grafiske avhengigheten må du:

Slå på vippebryteren 14 på strømforsyningen og eksitasjonskretsen og bruk knappen 15 for å justere eksitasjonsstrømmen for å stille dreiemomentverdien som er angitt av læreren M med på utgangsakselen til girkassen;

Slå på enhetens elektriske motor (vippebryter 11);

Ved å stille hastighetsreguleringsknappen 12 i rekkefølge et antall verdier (fra minimum til maksimum) for den elektriske motorakselhastigheten og opprettholde en konstant verdi av dreiemomentet M med last ned, registrer indikatoren h 1 ;

Gi en kvalitativ vurdering av hastigheten ns innvirkning på girkassens effektivitet.

5. UTFORMING AV RAPPORTEN

Rapporten om arbeidet som er utført må inneholde tittelen,

formålet med arbeidet og oppgavene med å bestemme den mekaniske effektiviteten, de viktigste tekniske dataene for installasjonen (type girkasse, antall tenner på hjul, type elektrisk motor, lasteanordning, måleenheter og instrumenter), beregninger, beskrivelse av kalibrering av måleenheter, tabeller med eksperimentelt innhentede data.

6. KONTROLLSPØRSMÅL

1. Hva kalles mekanisk effektivitet? Dens dimensjon.

2. Hva bestemmer den mekaniske effektiviteten?

3. Hvorfor bestemmes mekanisk effektivitet empirisk?

4. Hva er en transduser i måleinstrumenter for dreiemoment og bremsemoment?

5. Beskriv lasteanordningen og dens driftsprinsipp.

6. Hvordan vil den mekaniske effektiviteten til girkassen endres hvis motstandskreftets øyeblikk dobles (avtar)?

7. Hvordan vil den mekaniske effektiviteten til girkassen endre seg hvis motstandskreftene øker (minker) med 1,5 ganger?

Lab 9

Laboratoriearbeid nr.5.

Studie av effektiviteten til girkassen.

Mål og mål med arbeidet : studere metoden for eksperimentelt å bestemme effektiviteten til girkassen, få avhengigheten til virkningsgraden til girkassen på størrelsen på motstandsmomentet som brukes på girkassens utgangsaksel, estimere parametrene til den matematiske modellen som beskriver avhengigheten til girkassens effektivitet på motstandstidspunktet og bestemme størrelsen på motstandsmomentet som tilsvarer maksimalverdien av effektiviteten ...

5.1 Generell informasjon om effektiviteten til mekanismer.

Energien som tilføres mekanismen i form av arbeid A d av drivkrefter og øyeblikk under en steady-state syklus brukes på å utføre nyttig arbeid A ps, dvs. arbeidet med krefter og øyeblikk med nyttig motstand, samt for utførelse av arbeid A t, assosiert med å overvinne friksjonskreftene i kinematiske par og motstandskreftene til mediet: A d = A ps + A t. absolutt verdi . Den mekaniske effektiviteten er forholdet:

Dermed viser effektiviteten hvor mye av den mekaniske energien som tilføres maskinen, brukes på utførelsen av arbeidet som maskinen ble opprettet for, dvs. er en viktig egenskap ved mekanismen til maskiner. Siden friksjonstap er uunngåelig, er det alltid<1. В уравнении (5.1) вместо работ А д и А пс, совершаемых за цикл, можно подставлять средние за цикл значения соответствующих мощностей:

(5.2)

Reduksjon er en girmekanisme designet for å redusere vinkelhastigheten til utgangsakselen i forhold til inngangen. Forholdet mellom vinkelhastigheten ved inngangen og vinkelhastigheten ved utgangen kalles girforholdet til girkassen:

For en redusering har ligning (5.2) formen:

(5.4)

Her er M. MED dem D- gjennomsnittsverdiene for øyeblikkene på utgangs- og inngangsakslene til girkassen. Den eksperimentelle bestemmelsen av effektiviteten er basert på måling av verdiene til M MED og M d og beregning etter formel (5.4).

5.2 Faktorer. Bestemmelse av feltet variasjon av faktorer.

Faktorer er parameterne i systemet som påvirker måleverdien og kan målrettet endres under eksperimentet. Når man studerer effektiviteten til girkassen, er faktorene motstandsmomentet M C på utgangsakselen og rotasjonsfrekvensen til inngangsakselen til girkassen n 2.

I første fase av eksperimentet er det nødvendig å bestemme grenseverdiene for faktorene som kan realiseres og måles på en gitt installasjon, og å konstruere et variasjonsfelt for faktorene. Dette feltet kan grovt plottes ved hjelp av fire punkter. For dette, ved minimum motstandsmoment (bremsen til installasjonen er av), settes minimums- og maksimumsverdiene av hastighetsregulatoren. Loggen registrerer turtelleren og avlesningene, samt de tilsvarende bremseindikatoravlesningene og. Videre, hvis verdien overskrider den øvre grensen for turtellerskalaen, blir den tatt lik den største verdien av denne skalaen.

Deretter slås bremsen på og dreiemomentregulatoren settes til maksimal motstandsmoment M C maks... Hastighetsregulatoren angir først maksimal frekvensverdi for en gitt belastning, og deretter den minimale stabile verdien (ca. 200 o / min). Frekvensverdiene registreres i journalen og de tilsvarende bremseindikatoravlesningene Innenfor dette feltet (med noen avvik fra grensene) velges et studieområde - grensene for endringer i faktorer i eksperimentet. I et enfaktorseksperiment blir bare en av faktorene endret, resten holdes på et gitt konstant nivå. I dette tilfellet er studieområdet et segment av en rett linje (se figur 5.1, rett linje n d= const).

5.3. Modellvalg og eksperimentplanlegging.

Polynomer brukes oftest som en matematisk modell av prosessen som studeres. I dette tilfellet, for avhengighet for n d= konst

vi tar et polynom av formen

Formålet med eksperimentet er å skaffe empiriske data for å beregne estimatene for koeffisientene til denne modellen. Siden ved М С = 0 er effektiviteten til systemet lik null, kan polynomet forenkles ved å ekskludere begrepet b 0 som er null. De eksperimentelle resultatene behandles på en datamaskin ved hjelp av "KPD" -programmet, som lar deg bestemme koeffisientene til modellen b k og utskriftsavhengighetsplott: eksperimentell som angir konfidensintervallene og modellen som er konstruert, samt verdien av motstandsmomentet M C0 tilsvarer maksimumet

5.4. Beskrivelse av det eksperimentelle oppsettet.

Studiet av effektiviteten til girkassen utføres på en installasjon av DP-4-typen. Installasjonen (figur 5.2) inneholder studieobjektet - girkasse 2 (planetarisk, orm, in -line, bølge), mekanisk energikilde - elektrisk motor 1, energiforbruker - pulverelektromagnetisk brems 3, to regulatorer: potensiometer 5 til motoren hastighetsregulator og potensiometer 4 på regulatorbremsemomentet, samt en enhet for måling av frekvensen - motorrotasjon (turteller 6) og dreiemomenter på motoren og bremseakselen.

Enhetene for måling av motor og bremsemoment er like i utformingen (figur 5.3). De består av en støtte med rullelagre, som lar statoren 1 og rotoren 2 rotere i forhold til basen, en målearm med en arm l og, hviler på en bladfjær 4 og en skiveindikator 3. Fjærens nedbøyning måles ved hjelp av en indikator, nedbøyningsverdien er proporsjonal med dreiemomentet på statoren. Verdien av øyeblikket på rotoren er omtrent estimert fra øyeblikket på statoren, og ignorerer øyeblikkene av friksjon og ventilasjonstap. For å kalibrere indikatorer, er installasjonen fullført med avtagbare spaker 6, hvor graderingene er markert med et trinn l, og vekter 5. På kalibreringsspakene til motoren ld = 0,03 m, bremser l d= 0,04 m. Lastmassene er like: m 5d= 0,1 kg og m 5t = 1 kg. En pulverbrems er en enhet som består av en rotor og en stator, i det ringformede gapet mellom hvilket et ferromagnetisk pulver plasseres. Ved å endre potensiometer 5 -spenningen over bremsens statorviklinger, er det mulig å redusere eller øke motstanden mot skjær mellom pulverpartiklene og motstandsmomentet på bremseakselen.

5.5. Kalibrering av indikatorer på dreiemomentmålere.

Kalibrering- eksperimentell bestemmelse av forholdet (analytisk eller grafisk) mellom målingene til måleenheten (indikator) og måleverdien (dreiemoment). Ved kalibrering lastes måleinstrumentet med kjente verdier av dreiemoment Mt i ved hjelp av en spak og en vekt, og indikatoravlesningene registreres.
For å utelukke innflytelsen fra det første øyeblikket M t o = G 5 l o, gå fra f "0" M "-koordinatsystemet til f 0 M -systemet (fig. 5.4), dvs. sett indikatorskalaen til null etter å ha plassert lasten G 5 på nullverdien av skalaen på spaken.

Ved kalibrering finnes gjennomsnittsverdiene for bremseindikatoravlesningene i alle lastetrinn M t c i... Kalibreringsavhengigheten for motormomentet har formen ... Studieområdet og faktorens nivåer under kalibrering bestemmes av lengden og stigningen på merkingen av spakene 6 og massene til vekten 5.

For å oppnå en kalibreringsavhengighet utføre N originale eksperimenter (på forskjellige nivåer av M t Jeg) med m repetisjoner på hvert nivå, hvor N> = k + 1; m> = 2; k er antall modellkoeffisienter (ta N = 5, m> = 2; k er antall modellkoeffisienter (ta N = 5, m = 3). Koeffisienter for kalibreringsavhengigheten b k beregnes ut fra en rekke kalibreringsresultater på en datamaskin ved hjelp av "KPD" -programmet.

Laboratoriearbeid

Studie av effektiviteten til girreduksjonen

1. Formål med arbeidet

Analytisk bestemmelse av virkningsgraden (effektiviteten) til girreduksjonen.

Eksperimentell bestemmelse av effektiviteten til en girreduksjon.

Sammenligning og analyse av oppnådde resultater.

2. Teoretiske bestemmelser

Energi tilført mekanismen i form av arbeiddrivkrefter og øyeblikk for en steady-state syklus, brukes på å utføre nyttig arbeidde. arbeid av krefter og øyeblikk av nyttig motstand, så vel som for arbeidets utførelseforbundet med å overvinne friksjonskreftene i kinematiske par og motstandskreftene til mediet:... Verdiene og blir erstattet med denne og påfølgende ligninger i absolutt verdi. Den mekaniske effektiviteten er forholdet

Dermed viser effektiviteten hvor mye av den mekaniske energien som tilføres maskinen, brukes på utførelsen av arbeidet som maskinen ble opprettet for, dvs. er en viktig egenskap ved mekanismen til maskiner. Siden friksjonstap er uunngåelig, er det alltid. I ligning (1), i stedet for verk og utført per syklus, kan du erstatte gjennomsnittsverdiene for de tilsvarende effektene for syklusen:

En girkasse er en tannhjulsmekanisme (inkludert en orm) designet for å redusere vinkelhastigheten til utgangsakselen i forhold til inngangen.

Inngang vinkelhastighetsforhold til vinkelhastigheten ved utgangen kalt girforholdet til girkassen :

For en reduksjonsenhet har ligning (2) formen

Her T 2 og T 1 - gjennomsnittlige verdier av dreiemomenter på utgangene (momentet for motstandskrefter) og inngangen (momentet for drivkrefter) girkasseaksler.

Eksperimentell bestemmelse av effektivitet er basert på måling av verdier T 2 og T 1 og beregning av η etter formel (4).

Når man undersøker effektiviteten til girkassen etter faktorer, dvs. systemparametere som påvirker det målte verdi og kan målrettet endres under eksperimentet, er motstandens øyeblikk T 2 på utgående aksel og hastigheten på inngangssakselen til girkassenn 1 .

Den viktigste måten å øke effektiviteten til girkasser er å redusere effekttap, for eksempel: bruk av mer moderne smøresystemer som utelukker tap på grunn av blanding og oljesprut; installasjon av hydrodynamiske lagre; design av girkasser med de mest optimale overføringsparametrene.

Effektiviteten til hele installasjonen bestemmes av uttrykket

hvor - effektiviteten til girreduksjonen;

- effektiviteten til motorstøttene,;

- koblingseffektivitet ;;

- effektiviteten til bremsestøttene,.

Den totale effektiviteten til en flertrinns girkasse for gir bestemmes av formelen:

hvor - Effektiviteten til giret med et gjennomsnittlig utførelse med periodisk smøring,;

- Effektiviteten til et lagre avhenger av deres design, monteringskvalitet, lastemetode og er omtrent tatt(for et par rullelager) og(for et par hylser);

- Effektiviteten, med tanke på tapene på grunn av sprut og blanding av oljen, er omtrent tatt= 0,96;

k- antall bærende par;

n- antall par gir.

3. Beskrivelse av forskningsobjektet, enheter og instrumenter

Dette laboratoriearbeidet utføres på DP-3A-enheten, noe som gjør det mulig å eksperimentelt bestemme effektiviteten til en girreduksjon. DP-3A-enheten (figur 1) er montert på en støpt metallbase 2 og består av en elektrisk motorenhet 3 (en kilde til mekanisk energi) med et turteller 5, en lastenhet 11 (en energiforbruker), en testet girkasse 8 og elastiske koblinger9.

Figur 1. Skjematisk diagram over DP-3A-installasjonen

Lasteanordningen 11 er en magnetisk pulverbrems som simulerer arbeidsbelastningen til girkassen. Statoren til lasteanordningen er en elektromagnet, i den magnetiske spalten som en hul sylinder med en rulle (rotor på lasteanordningen) er plassert. Lastenhetens indre hulrom er fylt med en masse, som er en blanding av karbonylpulver med mineralolje.

To regulatorer: potensiometre 15 og 18 lar deg justere hastigheten på motorakselen og størrelsen på bremsemomentet til henholdsvis lastenheten. Rotasjonshastigheten styres med en turteller 5.

Verdiene av dreiemomentene på akslene til den elektriske motoren og bremsen bestemmes ved hjelp av enheter som inkluderer en flat fjær6 og skiveindikatorer7,12. Støtter 1 og 10 på rullelagre gir muligheten til å rotere statoren og rotoren (både ved motoren og ved bremsen) i forhold til basen.

Når en elektrisk strøm tilføres (slå på vippebryteren 14, signallampen 16 lyser) inn i statorviklingen til den elektriske motoren 3, mottar rotoren et dreiemoment, og statoren mottar et reaktivt dreiemoment lik dreiemomentet og rettet i motsatt retning. I dette tilfellet er statoren påvirket av det reaktive dreiemomentet avviker (balanseringsmotor) fra utgangsposisjonen avhengig av mengden bremsemoment på girkassens drevne akselT 2 ... Disse vinkelforskyvningene til statorhuset til den elektriske motoren måles med antall divisjoner NS 1 , som indikatorpekeren avviker fra 7.

Følgelig, når en elektrisk strøm tilføres (slå på bryteren 17) til viklingen av elektromagneten, motstår den magnetiske blandingen rotoren til rotoren, dvs. skaper et bremsemoment på girkassens utgående aksel, registrert av en lignende enhet (indikator 12), som viser mengden deformasjon (antall divisjoner NS 2) .

Fjærene til måleenhetene er forhåndskalibrert. Deformasjonene deres er proporsjonale med verdiene av dreiemomentet på motorakselen T 1 og girkassens utgående akselT 2 , dvs. verdiene for drivkreftens øyeblikk og momentet for motstandskreftene (bremsing).

Girkassen 8 består av seks like par tannhjul montert på kulelager i huset.

Det kinematiske diagrammet for DP 3A -installasjonen er vist i figur 2, en hovedparametrene for installasjonen er vist i tabell 1.

Tabell 1. Tekniske egenskaper for installasjonen

Parameternavn	Brevbetegnelse størrelser	Betydning
Antall par spur -sylindriske hjul i girkassen	n
Redusert girforhold	u
Overføringsmodul, mm	m
Nominelt dreiemoment på motorakselen, Nmm	T 1
Bremsemoment på bremseakselen, Nmm	T 2	opptil 3000
Antall omdreininger til akselen til den elektriske motoren, o / min	n 1	1000

Ris. 2. Kinematisk diagram over DP-3A-installasjonen

1 - elektrisk motor; 2 - clutch; 3 - redusering; 4 - brems.

4. Forskningsmetodikk og bearbeiding av resultater

4.1 Eksperimentell verdi av effektiviteten til girreduksjonen bestemmes av formelen:

hvor T 2 - moment av motstandskrefter (dreiemoment på bremseakselen), Nmm;

T 1 - øyeblikket med drivkrefter (dreiemoment på motorakselen), Nmm;

u- girforholdet til girreduksjonen;

- effektiviteten til den elastiske koblingen;= 0,99;

- effektiviteten til lagrene til støttene som den elektriske motoren og bremsen er installert på;= 0,99.

4.2. Eksperimentelle tester innebærer måling av dreiemomentet på motorakselen med en gitt hastighet. I dette tilfellet opprettes visse bremsemomenter sekvensielt på girkassens utgående aksel i henhold til de tilsvarende avlesningene til indikatoren12.

Når den elektriske motoren slås på med vippebryteren 14 (figur 1), er statoren til den elektriske motoren støtte med hånden for å unngå å treffe fjæren.

Slå på bremsen med vippebryteren 17, etter at indikatorpilene er satt til null.

Bruk potensiometeret 15 til å stille inn ønsket motorhastighet på turtelleren, for eksempel - 200 (tabell 2).

Potensiometer 18 skaper bremsemomenter på utgangsakselen til girkassen T 2 som tilsvarer avlesningene til indikatoren 12.

Registrer indikatoravlesninger 7 for å bestemme dreiemomentet på motorakselen T 1 .

Etter hver måleserie med en hastighet bringes potensiometrene 15 og 18 til den ekstreme posisjonen mot klokken.

Rotasjonsfrekvensn 1 aksel elektrisk motor, o / min	Indikatoravlesning 12, NS 2
200, 350, 550, 700	120, 135, 150, 165, 180, 195
850, 1000	100, 105, 120, 135, 150, 160

4.3. Endre belastningen på bremsen med potensiometer 18 og på motoren med potensiometer 15 (se figur 1) med konstant motorhastighet, skriv ned fem avlesninger av indikator 7 og 12 ( NS 1 og NS 2) i tabell 3.

Tabell 3. Testresultater

Antall omdreininger til akselen til den elektriske motoren,n 1 , o / min

Indikatoravlesninger 7 NS 1

Dreiemoment på akselen til den elektriske motoren, Nmm

Indikatoravlesninger 12 NS 2

Dreiemoment på bremseakselen, Nmm

Eksperimentell effektivitet,

Denne artikkelen gir detaljert informasjon om valg og dimensjonering av en girmotor. Vi håper du finner denne informasjonen nyttig.

Når du velger en spesifikk modell av en girmotor, tas følgende tekniske egenskaper i betraktning:

• girkasse type;
• makt;
• output revolusjoner;
• girforholdet til reduksjonsenheten;
• utformingen av inngangs- og utgangsakslene;
• type installasjon;
• tilleggsfunksjoner.

Redusertype

Tilstedeværelsen av drivkinematisk diagram vil forenkle valget av girkassetypen. Girkasser er strukturelt delt inn i følgende typer:

• En-trinns ormutstyr med krysset inngangs- / utgangsaksel (90 graders vinkel).
• Worm gear to-trinns med vinkelrett eller parallelt arrangement av aksene til inngangs- / utgangsakselen. Følgelig kan aksene være plassert i forskjellige horisontale og vertikale plan.
• Sylindrisk horisontal med parallelt arrangement av inngangs- / utgangsaksler. Aksene er i samme horisontale plan.
• Sylindrisk koaksial i alle vinkler... Aksene til akslene er plassert i samme plan.
• V konisk-sylindrisk I girkassen krysser inngangs- / utgangsakselaksene i en vinkel på 90 grader.

Viktig! Plasseringen av utgående aksel i rommet er kritisk for en rekke industrielle applikasjoner.

• Utformingen av snekkegirkasser gjør at de kan brukes i hvilken som helst posisjon på utgående aksel.
• Bruk av sylindriske og koniske modeller er ofte mulig i horisontalplanet. Med de samme masse- og dimensjonskarakteristikkene som med snekkegirkasser, er driften av sylindriske enheter økonomisk mer hensiktsmessig på grunn av en økning i overført last med 1,5-2 ganger og høy effektivitet.

Tabell 1. Klassifisering av girkasser i henhold til antall trinn og girkasse

Redusertype	Antall trinn	Overføringstype	Aksearrangement
Sylindrisk		En eller flere sylindriske	Parallell
			Parallelt / koaksialt
			Parallell
Konisk		Konisk	Krysser
Konisk-sylindrisk		Konisk	Kryss / kryss
Mark		Ormen utstyr (en eller to)	Interbreeding
			Parallell
Sylindrisk orm eller ormsylindrisk		Sylindrisk (en eller to) Orm (en)	Interbreeding
Planetarisk		To sentrale gir og satellitter (for hvert trinn)
Sylindrisk planetarisk		Sylindrisk (en eller flere)	Parallelt / koaksialt
Skrå planetarisk		Konisk (en) planetarisk (en eller flere)	Krysser
Planetarsk orm		Orm (en) Planetarisk (en eller flere)	Interbreeding
Bølge		Wave (en)

Utvekslingsforhold [I]

Utvekslingsforholdet til girkassen beregnes med formelen:

I = N1 / N2

hvor
N1 - akselrotasjonshastighet (rpm) ved inngangen;
N2 - akselrotasjonshastighet (rpm) ved utgangen.

Den beregnede verdien avrundes opp til verdien som er angitt i de tekniske dataene for en bestemt type girkasse.

Tabell 2. Utvekslingsforhold for forskjellige typer girkasser

Viktig! Rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen og følgelig girkassens inngangsaksel kan ikke overstige 1500 o / min. Regelen gjelder alle typer girkasser, bortsett fra sylindriske koaksiale girkasser med en rotasjonshastighet på opptil 3000 o / min. Produsenter angir denne tekniske parameteren i sammendragskarakteristikkene til elektriske motorer.

Girkassemoment

Utgangsmoment- dreiemoment på utgående aksel. Nominell effekt, sikkerhetsfaktor [S], estimert driftstid (10 tusen timer), girkasseeffektivitet tas i betraktning.

Nominelt dreiemoment- maksimalt dreiemoment som sikrer sikker overføring. Verdien beregnes med tanke på sikkerhetsfaktoren - 1 og driftstiden - 10 tusen timer.

Maksimalt dreiemoment- det begrensende dreiemomentet som girkassen tåler under konstant eller varierende belastning, drift med hyppige start / stopp. Denne verdien kan tolkes som en øyeblikkelig toppbelastning i utstyrets driftsmodus.

Nødvendig dreiemoment- dreiemoment som oppfyller kundens kriterier. Verdien er mindre enn eller lik det nominelle dreiemomentet.

Beregnet dreiemoment- verdien som kreves for å velge girkassen. Den beregnede verdien beregnes ved hjelp av følgende formel:

Mc2 = Mr2 x Sf<= Mn2

hvor
Mr2 er det nødvendige dreiemomentet;
Sf - servicefaktor (driftsfaktor);
Mn2 er det nominelle dreiemomentet.

Tjenestefaktor (servicefaktor)

Servicefaktor (Sf) beregnes eksperimentelt. Beregningen tar hensyn til lasttypen, den daglige driftstiden, antall starter / stopp per driftstime av girmotoren. Servicefaktoren kan bestemmes ved hjelp av dataene i tabell 3.

Tabell 3. Parametere for beregning av servicefaktoren

Lasttype	Antall starter / stopp, time	Gjennomsnittlig driftstid, dager
Myk start, statisk drift, middels masseakselerasjon
Moderat startbelastning, variabel modus, middels masseakselerasjon
Heavy Duty, Variable Duty, Stor masseakselerasjon

Drivkraft

Korrekt beregnet drivkraft bidrar til å overvinne den mekaniske friksjonsmotstanden som oppstår under rette og roterende bevegelser.

Elementærformelen for beregning av effekt [P] er beregningen av forholdet mellom kraft og hastighet.

For roterende bevegelser beregnes effekten som forholdet mellom dreiemoment og turtall:

P = (MxN) / 9550

hvor
M - dreiemoment;
N er antall omdreininger / min.

Utgangseffekten beregnes ved hjelp av formelen:

P2 = P x Sf

hvor
P - kraft;
Sf er servicefaktoren (driftsfaktor).

Viktig! Inngangseffekten må alltid være høyere enn utgangseffektverdien, som begrunnes med masketapene: P1> P2

Beregninger kan ikke gjøres med omtrentlig inngangseffekt, siden effektiviteten kan variere betydelig.

Ytelseskoeffisient (COP)

Vi vil vurdere beregningen av effektivitet ved å bruke eksemplet på et snekkegir. Det vil være lik forholdet mellom mekanisk utgangseffekt og inngangseffekt:

η [%] = (P2 / P1) x 100

hvor
P2 - utgangseffekt;
P1 er inngangseffekten.

Viktig! I snekkeutstyr P2< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.

Jo høyere girforhold, desto lavere effektivitet.

Effektiviteten påvirkes av levetiden og kvaliteten på smøremidlene som brukes til forebyggende vedlikehold av girmotoren.

Tabell 4. Effektivitet av en ett-trinns snekkegirkasse

Forhold	Effektivitet ved en w, mm
	40	50	63	80	100	125	160	200	250
8,0	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96
10,0	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95
12,5	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94
16,0	0,82	0,84	0,86	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93
20,0	0,78	0,81	0,84	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91
25,0	0,74	0,77	0,80	0,83	0,84	0,85	0,86	0,87	0,89
31,5	0,70	0,73	0,76	0,78	0,81	0,82	0,83	0,84	0,86
40,0	0,65	0,69	0,73	0,75	0,77	0,78	0,80	0,81	0,83
50,0	0,60	0,65	0,69	0,72	0,74	0,75	0,76	0,78	0,80

Tabell 5. Effektiviteten til bølgereduksjonen

Tabell 6. Effektivitet av girreduksjoner

For beregning og kjøp av girmotorer av forskjellige typer, vennligst kontakt våre spesialister. Katalogen over orme-, spor-, planetariske og bølgeutstyrsmotorer som tilbys av Techprivod finnes på nettstedet.

Romanov Sergey Anatolyevich,
leder for mekanikkavdelingen
selskapet Techprivod

Veselova E.V., Narykova N.I.

Undersøkelse av instrumentgirkasser

Metodiske instruksjoner for laboratoriearbeid nr. 4, 5, 6 for emnet "Grunnleggende om utforming av enheter"

Original: 1999

Digitalisering: 2005

Det digitale oppsettet i henhold til originalen ble samlet av: Alexander A. Efremov, gr. IU1-51

Formål med arbeidet

Gjør deg kjent med design av installasjoner for å bestemme effektiviteten til girkasser.

Eksperimentell og analytisk bestemmelse av effektiviteten til en gitt type girkasse avhengig av belastningen på utgående aksel.

I forskjellige typer enheter brukes enheter som kalles stasjoner mye. De består av en energikilde (motor), girkasse og kontrollutstyr.

En girkasse er en mekanisme som består av et system med gir, snekk eller planetgir som reduserer rotasjonshastigheten til den drevne lenken i forhold til rotasjonshastigheten til drivlenken.

En lignende enhet som tjener til å øke rotasjonshastigheten til den drevne lenken i sammenligning med rotasjonshastigheten til den ledende lenken kalles en multiplikator.

I dette laboratoriearbeidet blir følgende typer girkasser undersøkt: sylindrisk flertrinns girkasse, planetgir og en-trinns snekkegirkasse.

Konseptet med effektivitet

Med en jevn bevegelse av mekanismen blir kraften til drivkreftene brukt fullstendig på å overvinne nyttige og skadelige motstander:

Her P g- kraften til drivkrefter; P c- makt brukt på å overvinne friksjonsmotstand; P n- kraften som brukes på å overvinne nyttige motstander.

Effektiviteten er forholdet mellom kraften til de nyttige motstandskreftene og kraften til drivkreftene:

(2)

Indeks 1-2 indikerer at bevegelse overføres fra kobling 1, som en drivkraft påføres, til kobling 2, som en nyttig motstandskraft påføres.

Kvantiteten
kalles overføringstapfaktoren. Åpenbart:

(3)

Når det gjelder lettlastede gir (de er typiske for instrumentfremstilling), avhenger effektiviteten vesentlig av de innebygde friksjonstapene og av graden av belastning av mekanismen. I dette tilfellet har formelen (3) formen:

(4)

hvor c- koeffisient som tar hensyn til påvirkning av egne tap på friksjon og belastning F,

Bestanddelene en og b avhenger av type overføring.

På
koeffisient
gjenspeiler påvirkning av egne tap på friksjon i lettlastede gir. Stigende F koeffisient c(F) reduseres og nærmer seg verdien
til en stor verdi F.

Med seriell tilkobling m mekanismer med effektivitet Effektiviteten av hele tilkoblingen av mekanismer:

(5)

hvor P g- strøm levert til den første mekanismen; P n er kraften hentet fra den siste mekanismen.

Girkassen kan betraktes som en enhet med en seriekobling av gir og støtter. Da bestemmes effektiviteten av uttrykket:

(6)

hvor - effektivitet Jeg- oh par engasjement;
- effektiviteten til ett par støtter; - antall par støtter.

Effektivitet av støtter

Støtteeffektiviteten bestemmes av formelen

(7)

siden forholdet mellom effektene ved utløpet og innløpet til bæreren er lik forholdet mellom de tilsvarende momentene på grunn av rotasjonshastighetens konstantitet. Her M- dreiemoment på akselen; M tr- øyeblikket av friksjon i støtten.

Friksjonsmomentet i et rullende lager kan bestemmes av formelen:

(8)

hvor M 1 - friksjonsmoment, avhengig av belastningen på støtten; M 0 - friksjonsmoment, avhengig av lagerdesign, hastighet og smøremiddelviskositet.

I instrumentgirkasser er komponenten M 1 mye mindre komponent M 0. Dermed kan det antas at støttenes friksjonsmoment er praktisk talt uavhengig av belastningen. Følgelig er støtteeffektiviteten ikke avhengig av belastningen. Når du beregner effektiviteten til girkassen, kan effektiviteten til ett lagre antas å være 0,99.