Механика 4 Лабораторная Работа №1 (Митяев Р.С.). Лабораторная работа 1 по учебному курсу Механика 4 (наименование учебного курса) Вариант (при наличии) Студент

• Название: Лабораторная работа 1 по учебному курсу Механика 4 (наименование учебного курса) Вариант (при наличии) Студент
• Дата: 27.04.2023
• Размер: 1.99 Mb.
• Имя файла: Механика 4 Лабораторная Работа №1 (Митяев Р.С.).docx
• Тип: Лабораторная работа; #1094911

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Тольятинский государственный университет

(наименование института полностью)
Кафедра /департамент /центр¹ Машиностроение

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

15.03.05

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств (направленность (профиль) / специализация)


Лабораторная работа № 1
по учебному курсу «Механика 4»

(наименование учебного курса)
Вариант (при наличии)

Студент	Р.С. Митяев (И.О. Фамилия)
Группа	ТМбп-1901бс (И.О. Фамилия)
Преподаватель	С.В. Мурашкин (И.О. Фамилия)

Тольятти 2023

Лабораторная работа 1 «Определение коэффициента полезного действия цилиндрического редуктора»
по курсу «Механика 4»

Бланк выполнения лабораторной работы 1
«Определение коэффициента полезного действия цилиндрического редуктора»
Исходные данные:

Параметр	№ варианта
	3
Число зубьев шестерни 1-й ступени z1	32
Число зубьев колеса 1-й ступени z2	62
Число зубьев шестерни 2-й ступени z1*	22
Число зубьев колеса 2-й ступени z2*	44
Межосевое расстояние, мм	120
Степень точности редуктора	8
Кинематическая вязкость масла, м2/с	40·10⁻⁶
Ширина колеса 1-й ступени, мм bI	40
Ширина колеса 2-й ступени, мм bII	50
Обороты двигателя, об/мин	1500
Тип подшипников	Шариковые
Специальный вопрос: Вязкости масла Исследовать влияние на КПД

Цель работы: Определение КПД цилиндрического редуктора двумя способами

Приборы и оборудование: Окно монитора для выбора параметров редуктора; Цилиндрический редуктор (пульт управления); Устройство механической части стенда: (1-датчик измерения крутящего момента двигателя; 2-электродвигатель с регулируемой частатой вращения; 3-исследуемый редуктор; 4-нагрузочное устройство (ленточный тормоз); 5-рукоятка управления ленточным тормозом)

1. 
   Результаты экспериментального исследования:
   
   1. 
      График «Экспериментальная зависимость КПД от тормозного момента Т₂».
      

2. 
   График «Экспериментальная зависимость КПД от частоты вращения двигателя» при значении тормозного момента Т₂ 33 Нм.
   
3. 
   График «Экспериментальная зависимость КПД от тормозного момента Т₂ и вязкость масла (параметра, указанного в специальном вопросе)».
   
1. 
   Аналитическое определение ориентировочного значения КПД редуктора
   

(1)

где k – число зацеплений в передаче;

m – число пар подшипников в передаче;

– КПД одного зацепления;

– КПД одной пары подшипников.

КПД редуктора с учетом конкретных параметров:

, (2)

где КПД первой и второй ступеней:

(3)

. (4)

КПД, испытывающий гидравлические потери в первой и второй ступенях:

(5)

. (6)

Здесь крутящие моменты на шестернях:

(7)

. (8)

Начальные диаметры шестерен:

; (9)

. (10)

Окружные скорости в зацеплении:

, (11)

где

. (12)

Анализ полученных результатов и выводы в виде ответов на следующие вопросы:

1. 
   Как отличаются значения КПД редуктора, полученные аналитически по разным формулам?
   

При исследовании КПД редуктора факторами, т.е. параметрами системы которые оказывают влияние на измеряемую величину и могут целенаправленно изменяться в процессе эксперимента, являются момент сопротивления Т₂ на выходном валу и частота вращения входного вала редуктора n ₁ .

2. 
   Как зависит КПД от тормозного момента при постоянных оборотах двигателя?
   

Преднамеренное создание запаса потенциальной энергии в период отсутствия полезной нагрузки или при торможении, наоборот, позволит дополнительно нагрузить двигатель в период отсутствия полезной нагрузки и уменьшить ее колебания в течение цикла, что позволяет применять двигатель меньшей номинальной мощности и снизить общий расход энергии. Это явление связано с тем, что многие двигатели имеют более высокий КПД при близком к единице отношении используемой мощности к номинальной.

3. 
   Как зависит КПД от числа оборотов при постоянном тормозном моменте?
   

К сожалению, привести КПД к единице, или же 100% просто физически невозможно. Обусловлено это рядом потерь, приводящих к снижению коэффициента:

Электрические – зависят от величины загрузки самого оборудования. Возникают из-за перегрева обмотки статора, что происходит при преодолении сопротивления материала силой тока;

Магнитные – в основном, возникают из-за образования вихревых токов, а так же при перемагничивании железа статора и ротора;

Механические – являются следствием работы подшипников, на которых вращается вал, потери возникают из-за трения. И в малой доли сопротивлением воздуха крыльчатке вентилятора.

4. 
   Как зависит КПД от вязкости масла (параметра, указанного в специальном вопросе табл. 2)?
   

Среди всех характеристик масла для двигателя вязкость является ключевым параметром. Если автовладелец использует материалы с оптимальной вязкостью, то это обеспечивает хорошую защиту для деталей мотора. А значит, он проработает более продолжительное время. Кроме этого износ будет заметно ниже и даже при крайне низких температурах будет запускаться без проблем. Исходя из принципа работы ДВС (двигателя внутреннего сгорания), именно этот зазор в итоге является величиной определяющей КПД (коэффициент полезного действия) двигателя. Ведь основная утечка толкательной силы осуществляется именно через этот зазор. Инженеры при расчете и проектировании ДВС стремятся минимизировать до предельно возможных величин этот зазор, потому что чем меньше зазор, тем выше мощность. Но полностью исключить его наличие невозможно, по вышеуказанным причинам.

1^ Оставить нужное