Исследование качества устройств и механизмов преобразования движений: Лабораторный практикум

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÅ ÀÃÅÍÒÑÒÂÎ ÏÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÞ Ãîñóäàðñòâåííîå îáðàçîâàòåëüíîå ó÷ðåæäåíèå âûñøåãî ïðîôåññèîíàëüíîãî îáðàçîâàíèÿ

ÑÀÍÊÒ-ÏÅÒÅÐÁÓÐÃÑÊÈÉ ÃÎ ÑÓÄÀÐ ÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐ ÑÈÒÅÒ ÀÝÐÎÊÎÑÌÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÐÈÁÎÐÎÑÒÐÎÅÍÈß

ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÊÀ×ÅÑÒÂÀ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ È ÌÅÕÀÍÈÇÌΠÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÄÂÈÆÅÍÈÉ Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì

СанктПетербург 2005

ÓÄÊ 621.8 ÁÁÊ 34.41 È88 Àâòîðû: À. È. Ñêàëîí, Ë. Ñ. Ëóêè÷åâà, È. Í. Ëóêüÿíåíêî, Ä. Þ. Åðøîâ, Þ. Í. Ñîêîëîâ È88 Èññëåäîâàíèå êà÷åñòâà óñòðîéñòâ è ìåõàíèçìîâ ïðåîáðàçîâàíèÿ äâèæåíèé: Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì / ÑÏáÃÓÀÏ. ÑÏá., 2005. 76 ñ.: èë. Ïðåäñòàâëåíû îñíîâíûå òåîðåòè÷åñêèå ïîëîæåíèÿ, îòðàæàþùèå êèíåìàòè÷åñêèå, ñèëîâûå è ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåíòîâ óñòðîéñòâ è ìåõàíèçìîâ, èññëåäîâàíèå êîòîðûõ äàåò âîçìîæíîñòü îöåíèòü èõ êà÷åñòâî. Òåîðåòè÷åñêèå ïîëîæåíèÿ ïîäêðåïëÿþòñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè èññëåäîâàíèÿìè, ÷òî ñîçäàåò îñíîâó äëÿ ïîíèìàíèÿ ôèçè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé è ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â óñòðîéñòâàõ è ìåõàíèçìàõ. Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ñòóäåíòîâ äíåâíîãî è âå÷åðíåãî ôàêóëüòåòîâ, èçó÷àþùèõ äèñöèïëèíû «Ìåõàíèêà», «Äåòàëè ìàøèí è îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ», «Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è äåòàëè ïðèáîðîâ». Ðåöåíçåíòû: êàôåäðà òåîðåòè÷åñêîé è òåõíè÷åñêîé ìåõàíèêè ÑÏáÃÓÊèÒ; äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð À. À. Ñêîðîõîäîâ Óòâåðæäåíî ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèì ñîâåòîì óíèâåðñèòåòà â êà÷åñòâå ëàáîðàòîðíîãî ïðàêòèêóìà

Ó÷åáíîå èçäàíèå Ñêàëîí Àíàòîëèé Èâàíîâè÷ Ëóêè÷åâà Ëþäìèëà Ñåðãååâíà Ëóêüÿíåíêî Èðèíà Íèêîëàåâíà Ñîêîëîâ Þðèé Íèêîëàåâè÷ Åðøîâ Äìèòðèé Þðüåâè÷ ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÊÀ×ÅÑÒÂÀ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ È ÌÅÕÀÍÈÇÌΠÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÄÂÈÆÅÍÈÉ Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì Ðåäàêòîð À. Â. Ñåìåí÷óê Êîìïüþòåðíàÿ âåðñòêà À. Í. Êîëåøêî Ñäàíî â íàáîð 12.10.04. Ïîäïèñàíî ê ïå÷àòè 12.05.05. Ôîðìàò 60´84 1/16. Áóìàãà îôñåòíàÿ. Ïå÷àòü îôñåòíàÿ. Óñë. ïå÷. ë. 4,4. Óñë. êð.-îòò. 4,54. Ó÷. -èçä. ë. 4,76. Òèðàæ 200 ýêç. Çàêàç ¹ 226 Ðåäàêöèîííî-èçäàòåëüñêèé îòäåë Îòäåë ýëåêòðîííûõ ïóáëèêàöèé è áèáëèîãðàôèè áèáëèîòåêè Îòäåë îïåðàòèâíîé ïîëèãðàôèè ÑÏáÃÓÀÏ 190000, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, óë. Á. Ìîðñêàÿ, 67

© ÃÎÓ ÂÏÎ «ÑÏáÃÓÀÏ», 2005 2

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ñïîñîáñòâóåò áîëåå ãëóáîêîìó è ðàçíîñòîðîííåìó èçó÷åíèþ äèñöèïëèíû çà ñ÷åò ñàìîñòîÿòåëüíîé ïðîðàáîòêè ñòóäåíòàìè òåîðåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà è ïðîâåäåíèÿ ïðàêòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé.  êàæäîì ðàçäåëå ïðàêòèêóìà ïðèâåäåíû îñíîâíûå òåîðåòè÷åñêèå ïîëîæåíèÿ, ñïðàâî÷íûå äàííûå, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü ïðîâåñòè ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ íà ëàáîðàòîðíûõ óñòàíîâêàõ. Âûïîëíåíèå ëàáîðàòîðíîãî ïðàêòèêóìà â êîìïëåêñå ñ äîìàøíèìè çàäàíèÿìè ñîçäàþò õîðîøóþ îñíîâó äëÿ ïîíèìàíèÿ ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõ â òåõ èëè èíûõ óñòðîéñòâàõ èëè ìåõàíèçìàõ. Øèðîêîå èñïîëüçîâàíèå ÝÂÌ ïîçâîëÿåò çà ñ÷åò ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ñóùåñòâåííî ðàñøèðèòü èññëåäîâàíèÿ â ÷àñòè îöåíêè âëèÿíèÿ êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ è ýêñïëóàòàöèîííûõ ôàêòîðîâ íà îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè èññëåäóåìûõ ìåõàíèçìîâ. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò ñîñòàâëåíû ïðîãðàììû, ïðåäóñìàòðèâàþùèå âîçìîæíîñòü èññëåäîâàíèÿ, îáó÷åíèÿ è êîíòðîëÿ.  îòäåëüíûé ðàçäåë âûäåëåíû âîïðîñû îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé è îöåíêè ïîãðåøíîñòåé èçìåðåíèé, ÷òî ïîçâîëèò ñòóäåíòàì áîëåå ãðàìîòíî ïëàíèðîâàòü è ïðîâîäèòü èññëåäîâàíèÿ, îöåíèâàòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû. Ïðè ïîäãîòîâêå ê ïðîâåäåíèþ ëàáîðàòîðíûõ èññëåäîâàíèé íåîáõîäèìî: èçó÷èòü òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ðàçäåëà; èçó÷èòü óñòàíîâêó äëÿ ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèé; ðàçðàáîòàòü è ñîãëàñîâàòü ñ ïðåïîäàâàòåëåì ìåòîäèêó ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòîâ; ïîäãîòîâèòü òàáëèöû äëÿ çàïèñè ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé.

3

1. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ È ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ ÌÅÕÀÍÈÇÌÎÂ ÏÐÈÁÎÐÎÂ

1.1. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç ìåõàíèçìîâ ïðèáîðîâ Îñíîâíûå îïðåäåëåíèÿ

Ìåõàíèçì – ñèñòåìà òâåðäûõ òåë, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ äâèæåíèÿ (ïîñòóïàòåëüíîãî èëè âðàùàòåëüíîãî) îäíîãî èëè íåñêîëüêèõ òåë â òðåáóåìûå äâèæåíèÿ äðóãèõ òåë. Ëþáîé ìåõàíèçì ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí â âèäå ïëîñêîé èëè ïðîñòðàíñòâåííîé êèíåìàòè÷åñêîé öåïè, ñîñòîÿùåé èç çâåíüåâ, ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè. Çâåíî – îäíî èëè íåñêîëüêî íåïîäâèæíî ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé òâåðäûõ òåë, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ìåõàíèçìà. Çâåíî, òàêèì îáðàçîì, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäíó äåòàëü èëè ñîâîêóïíîñòü äåòàëåé, íå èçìåíÿþùèõ âçàèìíîãî îòíîñèòåëüíîãî ïîëîæåíèÿ ïðè çàäàííîì âèäå äâèæåíèÿ. Êèíåìàòè÷åñêàÿ ïàðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîäâèæíîå ñîåäèíåíèå äâóõ ñîïðèêàñàþùèõñÿ çâåíüåâ, äîïóñêàþùèõ èõ îòíîñèòåëüíîå äâèæåíèå. Êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü – ñèñòåìà çâåíüåâ, ñâÿçàííûõ ìåæäó ñîáîé ðàçëè÷íîãî âèäà êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè. Êèíåìàòè÷åñêèå öåïè ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ïëîñêèõ èëè ïðîñòðàíñòâåííûõ öåïåé â çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè ìåõàíèçìà è âûïîëíÿåìûõ èì ôóíêöèé èëè äâèæåíèé. Êèíåìàòè÷åñêîå ñîåäèíåíèå – êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü, êîíñòðóêòèâíî çàìåíÿþùàÿ â ìåõàíèçìå êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó. Òèïè÷íûì ïðèìåðîì êèíåìàòè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ ÿâëÿåòñÿ øàðèêîïîäøèïíèê, ñîñòîÿùèé èç íåñêîëüêèõ çâåíüåâ (íàðóæíîå è âíóòðåííåå êîëüöà, øàðèêè, ñåïàðàòîð). Øàðèêè, ñåïàðàòîð è êîëüöà âçàèìîäåéñòâóþò ìåæäó ñîáîé, è òîëüêî äâà çâåíà (âíóòðåííåå è íàðóæíîå êîëüöà) ñîåäèíåíû ñ äðóãèìè çâåíüÿìè (âàëîì è êîðïóñîì) ìåõàíèçìà, ÷òî ïîçâîëÿåò ðàññìàòðèâàòü øàðèêîïîäøèïíèê êàê âðàùàòåëüíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó. Ïðèìåíåíèå â ìåõàíèçìàõ êèíåìàòè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé âìåñòî ýêâèâàëåíòíûõ èì êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü íåñóùóþ ñïîñîáíîñòü, óìåíüøèòü ïîòåðè íà òðåíèå, èíîãäà óïðîñòèòü òåõíîëîãèþ èçãîòîâëåíèÿ è ñáîðêè ìåõàíèçìà. 4

Òàêèå ïîíÿòèÿ, êàê çâåíî, êèíåìàòè÷åñêàÿ ïàðà, êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü, êèíåìàòè÷åñêîå ñîåäèíåíèå ÿâëÿþòñÿ ñòðóêòóðíûìè åäèíèöàìè. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ìåõàíèçìîâ, à òàêæå èõ èçãîòîâëåíèè è ñáîðêå, ðàçëè÷àþò êîíñòðóêòèâíûå åäèíèöû – äåòàëü, óçåë, ïðèáîð. Äåòàëü – íåðàçáîðíàÿ ÷àñòü ìåõàíèçìà, ñîñòîÿùàÿ èç îäíîãî ýëåìåíòà è íåñêîëüêèõ íåðàçúåìíî ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé ýëåìåíòîâ. Óçåë – ñáîðî÷íàÿ åäèíèöà, ñîñòîÿùàÿ èç ñîâîêóïíîñòè äåòàëåé, ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé ðàçúåìíî èëè íåðàçúåìíî. Óçåë – çàêîí÷åííûé êîíñòðóêòèâíûé ýëåìåíò, èìåþùèé îïðåäåëåííîå ôóíêöèîíàëüíîå íàçíà÷åíèå (ðåäóêòîð, ðîòîð è ñòàòîð äâèãàòåëÿ, ùåòî÷íûé, ïðóæèííûé óçåë è ò. ï.). Ïðèáîð – ñîáðàííûé èç äåòàëåé è óçëîâ êîíñòðóêòèâíî çàêîí÷åííûé ýëåìåíò, âûïîëíÿþùèé èçìåðèòåëüíûå èëè êîíòðîëüíûå ôóíêöèè (äàò÷èêè èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè, âûñîòû ïîëåòà, óãëîâîãî ïîëîæåíèÿ êîíòðîëèðóåìîãî îáúåêòà, äàò÷èêè çàïàñà òîïëèâà, ñêîðîñòè âðàùåíèÿ òóðáèí äâèãàòåëåé è ò. ï.) Êëàññèôèêàöèÿ çâåíüåâ

 êàæäîì ìåõàíèçìå èìååòñÿ íåïîäâèæíîå çâåíî, êîòîðîå íàçûâàåòñÿ ñòîéêîé (èëè îñíîâàíèåì). Ïîäâèæíûå çâåíüÿ ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü íà âõîäíûå è âûõîäíûå, âåäóùèå è âåäîìûå, èñïîëíèòåëüíûå. Âõîäíûì çâåíîì íàçûâàåòñÿ çâåíî, êîòîðîìó ñîîáùàåòñÿ äâèæåíèå îò ïðèâîäíîãî äâèãàòåëÿ. Ýòî äâèæåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ ïîñëåäóþùèìè çâåíüÿìè ìåõàíèçìà, íàçûâàåìûìè ñîåäèíèòåëüíûìè èëè ïðîìåæóòî÷íûìè. Âûõîäíîå çâåíî ñîâåðøàåò çàêëþ÷èòåëüíîå äâèæåíèå, äëÿ êîòîðîãî ïðåäíàçíà÷åí ìåõàíèçì. Èñïîëíèòåëüíûì íàçûâàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, âûõîäíîå çâåíî ìåõàíèçìà, îáåñïå÷èâàþùåå çàäàííîå ïåðåìåùåíèå, èëè òåõíîëîãè÷åñêóþ îïåðàöèþ. Âèäû êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð

Êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû êëàññèôèöèðóþòñÿ ïî ÷èñëó H ñòåïåíåé ñâîáîäû è ïî ÷èñëó S íàêëàäûâàåìûõ ñâÿçåé (îãðàíè÷åíèé) íà äâèæåíèå çâåíà. Ëþáîå òâåðäîå òåëî, ñâîáîäíî äâèæóùååñÿ â ïðîñòðàíñòâå, îáëàäàåò øåñòüþ ñòåïåíÿìè ñâîáîäû: òðåìÿ âðàùåíèÿìè îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíûõ êîîðäèíàò îñåé è òðåìÿ ïîñòóïàòåëüíûìè ïåðåìåùåíèÿìè âäîëü îñåé êîîðäèíàò. 5

Ïî êëàññèôèêàöèè Â. Â. Äîáðîâîëüñêîãî [7] ðàçëè÷àþòñÿ êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû: îäíîïîäâèæíûå (V êëàññà, Í = 1, S = 5), äâóõïîäâèæíûå (IV êëàññà, Í = 2, S = 4), òðåõïîäâèæíûå (III êëàññà, Í = 3, S = 3), ÷åòûðåõïîäâèæíûå (II êëàññà, Í = 4, S = 2), ïÿòèïîäâèæíûå (I êëàññà, Í = 5, S = 1). Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå â ìåõàíèçìàõ ïîëó÷èëè îäíîïîäâèæíûå ïàðû: âðàùàòåëüíàÿ, ïîñòóïàòåëüíàÿ è âèíòîâàÿ. Êîíñòðóêöèè êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð V êëàññà ïðîñòû è òåõíîëîãè÷íû, ÷åì îáúÿñíÿåòñÿ èõ øèðîêîå ïðèìåíåíèå. Ê íèì îòíîñÿòñÿ çóá÷àòûå, ôðèêöèîííûå ïåðåäà÷è, êóëà÷êîâûå ìåõàíèçìû. Ïî õàðàêòåðó ñîïðèêîñíîâåíèÿ çâåíüåâ êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû ðàçäåëÿþòñÿ íà íèçøèå è âûñøèå.  íèçøèõ êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ ñîïðèêîñíîâåíèå çâåíüåâ ïðîèñõîäèò ïî ïëîñêîñòè èëè ïîâåðõíîñòè, à â âûñøåé – òîëüêî ïî ëèíèè èëè òî÷êå. Çâåíüÿ ìåõàíèçìà äåëÿòñÿ íà âåäóùèå è âåäîìûå. Âåäóùåå çâåíî ïîëó÷àåò äâèæåíèå îò çàäàò÷èêà äâèæåíèÿ, íàïðèìåð äâèãàòåëÿ, è ïåðåäàåò åãî âåäîìîìó çâåíó. Ïðè ýòîì âåäîìîå çâåíî, íà êîòîðîì ïîëó÷àþò òðåáóåìîå ôóíêöèîíàëüíîå ïðåîáðàçîâàíèå, íàçûâàþò âûõîäíûì. Çâåíî ìîæåò ñîñòîÿòü èç îäíîé èëè íåñêîëüêèõ äåòàëåé, ñîåäèíåííûõ íåïîäâèæíî îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà. Íà ñõåìå íåïîäâèæíîå ñîåäèíåíèå îáîçíà÷àþò çíà÷êîì « õ ». Íàïðèìåð, â çóá÷àòîì ìåõàíèçìå (ðèñ. 1.1,à) êîíòàêò çóáüåâ êîëåñ â çàöåïëåíèè Z1, Z2 è Z3, Z4 îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî ëèíèè. Ñîîòâåòñòâåííî, çàöåïëåíèÿ êîëåñ Z1, Z2 è Z3, Z4 îáðàçóþò âûñøèå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû. Âðàùàòåëüíûå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû À, Â, Ñ, À', Â', Ñ', îáåñïå÷èâàþùèå âðàùåíèå âàëîâ 1, 2, 3 ñ çàêðåïëåííûìè íà íèõ çóá÷àòûìè êîëåñàìè, â çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêòèâíîãî èñïîëíåíèÿ îïîð, ìîãóò áûòü êàê íèçøèìè, òàê è âûñøèìè. Íàïðèìåð, ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå îïîð âàëîâ 1, 2, 3 öèëèíäðè÷åñêèõ ïîäøèïíèêîâ ñêîëüæåíèÿ êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû À, Â, Ñ, À', Â', Ñ' ÿâëÿþòñÿ íèçøèìè. Ïî ÷èñëó íàëîæåííûõ ñâÿçåé êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû ðàçäåëÿþò íà êëàññû ñ ïåðâîãî ïî ïÿòûé. ×èñëî êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð îäíîãî êëàññà îáîçíà÷àþò ð1, ð2, ð3, ð4, ð5, ãäå öèôðîâîé èíäåêñ óêàçûâàåò ÷èñëî íàëîæåííûõ ñâÿçåé. Íàïðèìåð, êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû V êëàññà (ð5) èç øåñòè âîçìîæíûõ ñòåïåíåé ñâîáîäû îãðàíè÷èâàþò ïÿòü ñòåïåíåé ñâîáîäû è îáåñïå÷èâàþò äâèæåíèå òîëüêî ïî îäíîé êîîðäèíàòå.  ìåõàíèçìå (ðèñ. 1.1,à) âðàùàòåëüíûå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû À, Â, Ñ ñîîáùàþò âàëàì 1, 2 è 3 òîëüêî îäèí âèä äâèæåíèÿ – âðàùåíèÿ îòíîñèòåëüíî îñåé âàëîâ, ïîýòîìó èõ îòíî6

ñÿò ê ïàðàì V êëàññà.  çóá÷àòûõ çàöåïëåíèÿõ òî÷êà êîíòàêòà èìååò óãîë è èçìåíåíèå äëèíû ðàäèóñ-âåêòîðà, õàðàêòåðèçóþùåãî ïîëîæåíèå òî÷êè êîíòàêòà. Ïîýòîìó çóá÷àòûå çàöåïëåíèÿ îòíîñÿò ê ïàðàì IV êëàññà. Êëàññèôèêàöèÿ êèíåìàòè÷åñêèõ öåïåé

Âñå êèíåìàòè÷åñêèå öåïè ìîæíî ðàçäåëèòü íà çàìêíóòûå è íåçàìêíóòûå, ïðîñòûå è ñëîæíûå, ïëîñêèå è ïðîñòðàíñòâåííûå. Çàìêíóòîé íàçûâàåòñÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü, â êîòîðîé êàæäîå çâåíî âõîäèò, ïî êðàéíåé ìåðå, â äâå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû. 1

2

3

à)

13 11

1

12

31 14

13

á)

3

2

21

11

14

11

12

â)

Ðèñ. 1.1

Íåçàìêíóòàÿ – òàêàÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü, â êîòîðîé èìåþòñÿ çâåíüÿ, âõîäÿùèå òîëüêî â îäíó êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó. Ïðîñòîé íàçûâàåòñÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü, â êîòîðîé êàæäîå çâåíî âõîäèò íå áîëåå ÷åì â äâå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû. Åñëè èìååòñÿ õîòÿ áû îäíî çâåíî, âõîäÿùåå áîëåå ÷åì â äâå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû, òî òàêàÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ öåïü íàçûâàåòñÿ ñëîæíîé. 7

Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè êèíåìàòè÷åñêèõ öåïåé

Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè W ïëîñêîãî ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (1.1) W = 3n – 2p5 – p4, (1.1) ãäå n – ñòåïåíü ïîäâèæíûõ çâåíüåâ. Ïðè îïðåäåëåíèè ÷èñëà êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð ïðèíèìàåòñÿ âî âíèìàíèå ìèíèìàëüíîå ÷èñëî ïàð, íåîáõîäèìûõ äëÿ ñîîáùåíèÿ çâåíó òðåáóåìîãî äâèæåíèÿ. Íàïðèìåð, äëÿ çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà (ðèñ. 1.1,à) èç äâóõ ïàð À è À',  è Â', Ñ è Ñ' ó÷èòûâàþò òîëüêî îäíó À, Â, Ñ èëè À', Â', Ñ', òàê êàê îäíîé ïàðû (ðèñ. 1.1,â) äîñòàòî÷íî äëÿ îáåñïå÷åíèÿ âðàùåíèÿ çóá÷àòîãî êîëåñà. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ÿâëÿåòñÿ îñíîâíîé äëÿ ðàçðàáîòêè êèíåìàòè÷åñêîé ñõåìû ìåõàíèçìà. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç ìåõàíèçìîâ

Çàäà÷à ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà ñâîäèòñÿ ê îïðåäåëåíèþ ÷èñëà ïîäâèæíûõ çâåíüåâ n, ÷èñëà è òèïà êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð pi è ñòåïåíè ñâîáîäû ìåõàíèçìà ïî çàäàííîé ñòðóêòóðíîé ñõåìå. Ïðèâåäåííàÿ ôîðìóëà (1.1) ñïðàâåäëèâà äëÿ ìåõàíèçìà, ó êîòîðîãî îòñóòñòâóþò èçáûòî÷íûå ñâÿçè, ò. å. ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ñòàòè÷åñêè îïðåäåëèìóþ ñèñòåìó. Èçáûòî÷íûå ñâÿçè – ïîâòîðÿþùèåñÿ ïàññèâíûå ñâÿçè â ìåõàíèçìå, óäàëåíèå êîòîðûõ íå ìåíÿåò ñòåïåíè ñâîáîäû ìåõàíèçìà. Èçáûòî÷íûå ñâÿçè íàêëàäûâàþò æåñòêèå òðåáîâàíèÿ ê òî÷íîñòè èçãîòîâëåíèÿ çâåíüåâ, â ïðîòèâíîì ñëó÷àå ïðè ñáîðêå ìåõàíèçìà ìîãóò âîçíèêàòü äåôîðìàöèè çâåíüåâ, ÷òî ïðèâåäåò â äàëüíåéøåì ê çàêëèíèâàíèþ èëè çàùåìëåíèþ ýëåìåíòîâ è íàðóøåíèþ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ìåõàíèçìà. Ïî ýòîé ïðè÷èíå èçáûòî÷íûå ñâÿçè â ìåõàíèçìàõ íåæåëàòåëüíû. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç íåçàìêíóòûõ ìåõàíèçìîâ, íå èìåþùèõ ïàññèâíûõ ñâÿçåé, ïðîâîäèòñÿ äîâîëüíî ïðîñòî. 1.2. Êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà ìåõàíèçìà, ïàðàìåòðû çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ Êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà ìåõàíèçìà ñîâïàäàåò ïî íà÷åðòàíèþ ñî ñòðóêòóðíîé è îòëè÷àåòñÿ îò íåå òåì, ÷òî ñîäåðæèò äàííûå, õàðàêòåðèçóþùèå êèíåìàòèêó äâèæåíèÿ. Íàïðèìåð, íà êèíåìàòè÷åñêîé ñõåìå çóá÷àòûõ 8

ìåõàíèçìîâ óêàçûâàþò ñêîðîñòü äâèæåíèÿ âåäóùåãî çâåíà, ÷èñëà çóáüåâ èëè ïåðåäàòî÷íûå îòíîøåíèÿ ñòóïåíåé è ìîäóëü ïåðåäà÷. Ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå çóá÷àòîé ïåðåäà÷è âû÷èñëÿþò ïî ôîðìóëå

14 2

11 123 2 2 15 1263

(1.2)

ãäå w1, wâõ, w2, wâûõ – ñêîðîñòè âðàùåíèÿ âåäóùåãî (âõîäíîãî) è âåäîìîãî (âûõîäíîãî) çóá÷àòûõ êîëåñ.  ñîîòâåòñòâèè ñ îñíîâíîé òåîðåìîé çàöåïëåíèÿ [2, 6] äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ïîñòîÿíñòâà ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ ñîîòíîøåíèå 1123 2 123 1 131 113 2 13

(1.3)

ãäå Zâûõ, Zâõ – ÷èñëî çóáüåâ âûõîäíîãî è âõîäíîãî çóá÷àòûõ êîëåñ; U – ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî. Ïðè îáîçíà÷åíèè êîëåñ Z1, Z2 è ò. ä. ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî îáîçíà÷àþò U1–2, ãäå ïåðâûé èíäåêñ ñîîòâåòñòâóåò âåäóùåìó ýëåìåíòó, âòîðîé – âåäîìîìó ýëåìåíòó. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ òðåáóåìîãî êèíåìàòè÷åñêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ wâõ/wâûõ äîëæíî áûòü âûïîëíåíî ðàâåíñòâî U0 » U (â òåõíè÷åñêîé ëèòåðàòóðå ïåðåäàòî÷íûå îòíîøåíèÿ çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ îáîçíà÷àþò U1–2, U3–4 è ò. ä.). Ïðè U ³ 1 ïåðåäà÷ó íàçûâàþò ðåäóêòîðîì, ïðè U < 1 – ìóëüòèïëèêàòîðîì. Äëÿ ðåäóêòîðà ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé

21

12 1 11

(1.4)

ãäå Zê, Zø – ÷èñëî çóáüåâ êîëåñà è øåñòåðíè (øåñòåðíåé íàçûâàþò êîëåñî ñ ìåíüøèì ÷èñëîì çóáüåâ). Äëÿ ìíîãîñòóïåí÷àòûõ ðåäóêòîðîâ âåäóùèì øåñòåðíÿì ïðèñâàèâàþò íå÷åòíûå íîìåðà, íà÷èíàÿ ñ åäèíèöû, è ÷èñëà çóáüåâ îáîçíà÷àþò Z1, Z3 è ò. ä. ×èñëà çóáüåâ êîëåñ îáîçíà÷àþò Z2, Z4 è ò. ä., ñîîòâåòñòâåííî, è îïðåäåëÿþò ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ñòóïåíåé ïî ôîðìóëå U1–2 = Z2/Z1, U3–4 = Z4/Z3, …, U(n–1)–n = Zn/Zn–1.

(1.5) 9

Îáùåå ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå U = U1–2 U3–4, …, U(n–1)–1,

(1.6)

ãäå n – ÷èñëî çóá÷àòûõ êîëåñ. Ìîäóëü çóá÷àòîé ïåðåäà÷è m õàðàêòåðèçóåò ðàçìåðû çóá÷àòûõ êîëåñ, òàê êàê âñå ðàçìåðû âûðàæàþòñÿ ÷åðåç ìîäóëü m è ÷èñëî çóáüåâ. Äëÿ ïðÿìîçóáûõ çóá÷àòûõ êîëåñ (ðèñ. 1.2) m = p/p, d = mz, da = d + 2ha, df = d – 2hf, ãäå p – îêðóæíûé øàã; d, da, df – äèàìåòðû äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè âûñòóïîâ è âïàäèí; ha, hf – âûñîòû ãîëîâêè è íîæêè çóáà. 1

21 2

1

31

3 3

1

Ðèñ. 1.2

Äëÿ âñåõ çíà÷åíèé ìîäóëÿ ha = m da = m(z + 2) ® m = da/(z + 2). Âûñîòà íîæêè çóáà hf çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ ìîäóëÿ hf = ha* + c*, ha* = 1, 223 45678961 1 3 3 2 4 723 567896235 5 1 6 3 3235678961 6 235  8 1

Ñòàíäàðòíûå çíà÷åíèÿ m: 0,25; 0,3; 0,4;0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,25; 1,5; 2 ìì. Ïðè èçîáðàæåíèè çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ íà êèíåìàòè÷åñêîé ñõåìå ñîîòíîøåíèå äèàìåòðîâ äåëèòåëüíûõ îêðóæíîñòåé êîëåñ äîëæíî ñîîòâåòñòâîâàòü óêàçàííîìó ïåðåäàòî÷íîìó îòíîøåíèþ (ðèñ. 1.1,à). 10

1.3. Èññëåäîâàíèå êîíñòðóêöèé óçëà è ìåõàíèçìà Èññëåäîâàíèå êîíñòðóêöèé óçëà èëè ìåõàíèçìà ñòàâèò ñâîåé öåëüþ èçó÷åíèå êîíñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé èñïîëíåíèÿ çâåíüåâ (ïîâîäêîâ, çóá÷àòûõ êîëåñ, êóëà÷êîâ, òîëêàòåëåé è ò. ï.), âàëîâ (îñåé), ñïîñîáîâ çàêðåïëåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ çâåíüåâ íà âàëàõ, íåïîäâèæíîãî ñîåäèíåíèÿ íåñêîëüêèõ äåòàëåé è îáåñïå÷åíèå ïåðåäà÷è âðàùàþùèõ ìîìåíòîâ (íåïîäâèæíûå ïîñàäêè, øòèôòîâîå, øïîíî÷íîå, øëèöåâîå ñîåäèíåíèÿ è ò. ï.), îïîð (êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð), ýëåìåíòîâ íåñóùèõ êîðïóñíûõ äåòàëåé, ùèòîâ, êðûøåê è ñïîñîáîâ èõ ñáîðêè. Ïðèáîðû àâèàöèîííîé è êîñìè÷åñêîé òåõíèêè ñëóæàò äàò÷èêàìè ïåðâè÷íîé èíôîðìàöèè íàâèãàöèîííûõ ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ ïîäâèæíûìè îáúåêòàìè.  êà÷åñòâå ïåðâîãî âàðèàíòà êîíñòðóêòèâíîãî óçëà, ïîêàçàííîãî íà ðèñ. 1.3, ïðåäñòàâëåí ýñêèç ãèðîìîòîðà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ñàìîñòîÿòåëüíûì óçëîì è ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ âî ìíîãèõ ïðèáîðàõ. Ðîòîð ãèðîìîòîðà ñîñòîèò èç îáîäà 1 è êðûøåê 2, ñîåäèíåííûõ ñ ïîìîùüþ âèíòîâ 7. Âèêàëëîåâûå êîëüöà 3 ïîñðåäñòâîì íàòÿãà (40–100 ìêì) íåïîäâèæíî ñîåäèíåíû ñ îáîäîì 1 è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðîòîð ñèíõðîííîãî äâèãàòåëÿ, âûïîëíåííîãî ïî îáðàùåííîé ñõåìå. Ãèðîìîòîð óñòàíàâëèâàåòñÿ â ðàìêàõ êàðäàíîâà ïîäâåñà íà îñè 4, â êîòîðîé ñäåëàíî îòâåðñòèå äëÿ ïîäâîäà ïèòàíèÿ ê ñòàòîðó äâèãàòåëÿ, ñîñòîÿùåãî èç îáìîòêè 8 íàáîðà ïëàñòèí 9. Ñòàòîð ñ ïîìîùüþ âòóëêè 6 óñòàíàâëèâàåòñÿ íà îñè 4. Ïîäøèïíèêè 5, óêðåïëåííûå íà îñè 4 è âòóëêå 6, îáåñïå÷èâàþò âðàùåíèå ðîòîðà. 7

1 2

8

3

9

4 5 6

Ðèñ. 1.3

11

Âòîðîé âàðèàíò êîíñòðóêòèâíîãî óçëà ïîêàçàí íà ðèñ. 1.4, îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çóá÷àòûé ìåõàíèçì ñ ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè êðåïëåíèÿ âàëîâ çóá÷àòûõ êîëåñ. Ñ ïîìîùüþ ñòîéêè 1 óêðåïëÿþòñÿ ïëàòû 2. Ïëàòû ñî ñòîéêîé ñêðåïëÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ âèíòà 3 è øàéáû 4, ñ îäíîé ñòîðîíû, è ðàçâàëüöîâàíî, ñ äðóãîé ñòîðîíû. Òðèáêà 5 óñòàíàâëèâàåòñÿ â îòâåðñòèÿõ ïëàò. Ñî÷åòàíèå öàïô âàëà òðèáêè è îòâåðñòèé â ïëàòàõ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîäøèïíèê ñêîëüæåíèÿ. Çóá÷àòîå êîëåñî 6 ñ ïîìîùüþ øòèôòà 9 óêðåïëÿåòñÿ íà âàëó òðèáêè 7. Âàë òðèáêè 7 óñòàíàâëèâàåòñÿ â ïëàòàõ 2 ñ ïîìîùüþ âòóëîê 8, ïðåäñòàâëÿþùèõ ñîáîé ïîäøèïíèêè ñêîëüæåíèÿ. Âûõîäíîå êîëåñî 12 ñ ïîìîùüþ øòèôòà óñòàíàâëèâàåòñÿ íà âàëó 13. Âàë 13 âðàùàåòñÿ â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ 11, êîòîðûå, ñ îäíîé ñòîðîíû, êðåïÿòñÿ â îòâåðñòèÿ ïëàòû, ñ äðóãîé ñòîðîíû, ñ ïîìîùüþ êðûøêè 10, êîòîðàÿ âèíòàìè ñêðåïëÿåòñÿ ñ ïëàòîé 2. 3

5

6

7

8

9

1

11

2 4 1 14 12

Ðèñ. 1.4

Ïðè âûïîëíåíèè äàííîé ðàáîòû äëÿ èçó÷åíèÿ ïðåäëàãàþòñÿ ðàçëè÷íûå âèäû ìåõàíèçìîâ ïðèáîðîâ è ñòóäåíòû èññëåäóþò îñîáåííîñòè ñòðóêòóðû è êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè âûïîëíåíèÿ èõ ýëåìåíòîâ. Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 1 Öåëü ðàáîòû: îçíàêîìëåíèå ñ ôóíêöèîíàëüíûì íàçíà÷åíèåì ïðèáîðà è êîíñòðóêòèâíî-òåõíîëîãè÷åñêèìè ðåøåíèÿìè åãî èçãîòîâëåíèÿ. 12

Ñîäåðæàíèå ðàáîòû: îçíàêîìëåíèå ñ îñíîâíûìè êîíñòðóêòèâíûìè åäèíèöàìè (äåòàëü, óçåë, ïðèáîð) ïðåäëàãàåìîãî ê èçó÷åíèþ ïðèáîðà è ïðîâåäåíèå ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà îòäåëüíîãî óçëà èëè ìåõàíèçìà ïðèáîðà. Àëãîðèòì ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà âêëþ÷àåò â ñåáÿ: ñîñòàâëåíèå ñòðóêòóðíîé ñõåìû ìåõàíèçìà; îïðåäåëåíèå âèäà è ÷èñëà çâåíüåâ è êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð â èññëåäóåìîì ìåõàíèçìå; âû÷èñëåíèå ñòåïåíè ïîäâèæíîñòè ìåõàíèçìà ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ Ïåðåä âûïîëíåíèåì ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû ñòóäåíòû èçó÷àþò èíñòðóêöèþ ê ëàáîðàòîðíîé ðàáîòå, ñîäåðæàùóþ îïèñàíèå óïðîùåííîé êîíñòðóêöèè ïðèáîðà è åãî ôóíêöèîíàëüíóþ ñõåìó. Äàëåå îñóùåñòâëÿþò ñëåäóþùèå îïåðàöèè: ðàçáîðêà êîíñòðóêöèè ïðèáîðà íà îòäåëüíûå êîíñòðóêòèâíûå óçëû; ðàçáîðêà ïîëó÷åííîãî óçëà íà äåòàëè, ñ ôèêñàöèåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îïåðàöèé ðàçáîðêè (ðèñ 1.5, ãäå à – çóá÷àòîå êîëåñî; á – ñòîéêà ðåäóêòîðà; ⠖ âèíò; 㠖 äâèãàòåëü); à)

â)

á)

ã)

Ðèñ. 1.5

èçìåðÿþò ðàçìåðû ñòàíäàðòíûõ è íåñòàíäàðòíûõ äåòàëåé;íàïðèìåð, äëÿ çóá÷àòîãî êîëåñà ïðîèçâåñòè èçìåðåíèÿ ïî òàáë. 1.1; îïðåäåëÿþò ïåðåäàòî÷íûå ÷èñëà ïðåäëîæåííûõ êîíñòðóêòèâíûõ óçëîâ; èçó÷àþò ñïåöèôè÷åñêèå îñîáåííîñòè ñîåäèíåíèÿ è êðåïëåíèÿ äåòàëåé èññëåäóåìîãî êîíñòðóêòèâíîãî óçëà (ðèñ. 1.6, ãäå à – êðåïëå13

Òàáëèöà. 1.1 Äàííûå ðàñ÷åòà Çóá÷àòîå êîëåñî

Z1

Z2

Z3

Z4

…

Zn

×èñëî çóáüåâ Äèàìåòð îêðóæíîñòè Âûñòóïû da, ìì Âû÷èñëåíèå çíà÷åíèå ìîäóëÿ, ìì m = da /(Z + 2) Ñòàíäàðòíîå âû÷èñëåíèå mñò, ìì Äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè da = mñòZ Ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå U = dk /dø Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ñòóïåíè U = Zk /Zø Ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ìåõàíèçìà U

íèå ñòîåê ðåäóêòîðà; á – êðåïëåíèå øòèôòîâ; ⠖ ôèêñàöèÿ øïîíî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ çóá÷àòîãî êîëåñà ñ âàëîì); à)

á)

â)

Ðèñ. 1.6

ñîáèðàþò èññëåäóåìûé óçåë â îáðàòíîì ïîðÿäêå ðàíåå çàôèêñèðîâàííîãî ïðîöåññà ðàçáîðêè; ñîáèðàþò ïîëíîñòüþ ïðåäëîæåííûé äëÿ èññëåäîâàíèÿ êîíñòðóêöèè ïðèáîð. 14

2. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÒÐÅÍÈß ÑÊÎËÜÆÅÍÈß

2.1. Õàðàêòåðèñòèêè òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ  ðàçëè÷íûõ ìåõàíèçìàõ è óñòðîéñòâàõ àâèàöèîííûõ ïðèáîðîâ âñòðå÷àþòñÿ êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû, ýëåìåíòû êîòîðûõ â äâèæåíèè ñêîëüçÿò îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà. Ê òàêèì êèíåìàòè÷åñêèì ïàðàì îòíîñÿòñÿ îïîðû òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ, êóëà÷êîâûå ìåõàíèçìû íàïðàâëÿþùå ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ, âèíòîâûå ïàðû, ÷åðâÿ÷íûå ïåðåäà÷è è äð. Ñèëà ñîïðîòèâëåíèÿ, âîçíèêàþùàÿ ïðè îòíîñèòåëüíîì ïåðåìåùåíèè îäíîãî òåëà ïî ïîâåðõíîñòè äðóãîãî ïîä äåéñòâèåì âíåøíåé íàãðóçêè è íàïðàâëåííàÿ òàíãåíöèàëüíî ê îáùåé ãðàíèöå ìåæäó òåëàìè, íàçûâàåòñÿ ñèëîé òðåíèÿ. Âåêòîð ñèëû òðåíèÿ F âñåãäà íàïðàâëåí ïðîòèâîïîëîæíî âåêòîðó ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíîãî äâèæåíèÿ. Ïîäñ÷èòàíî, ÷òî îêîëî 33% ìèðîâûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ðåñóðñîâ çàòðà÷èâàåòñÿ íà áåñïîëåçíóþ ðàáîòó, ñâÿçàííóþ ñ ïðåîäîëåíèåì òðåíèÿ. Ñèëà òðåíèÿ çàâèñèò îò ìíîãèõ ôàêòîðîâ. Íà åå âåëè÷èíó îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå ìàòåðèàë òðóùèõñÿ òåë, óñëîâèÿ íà ïîâåðõíîñòè êîíòàêòà (øåðîõîâàòîñòü ïîâåðõíîñòè, íàëè÷èå èëè îòñóòñòâèè ñìàçêè), ñêîðîñòü îòíîñèòåëüíîãî äâèæåíèÿ òðóùèõñÿ ïîâåðõíîñòåé. Ïðè îòñóòñòâèè ñìàçêè òðåíèå õàðàêòåðèçóåòñÿ êàê ñóõîå, ïðè íàëè÷èè ñìàçêè – êàê æèäêîñòíîå. Êðîìå òîãî, ðàçëè÷àþò òðåíèå ïîêîÿ è òðåíèå äâèæåíèÿ. Ñèëà òðåíèÿ ïîêîÿ F0 ïðîÿâëÿåòñÿ â íà÷àëüíûé ìîìåíò äâèæåíèÿ (òðîãàíèÿ ñ ìåñòà) è îáû÷íî áîëüøå ñèëû òðåíèÿ F ïðè äâèæåíèè. Îòíîøåíèå ñèëû òðåíèÿ F ê ðåàêöèè N íîðìàëüíîãî äàâëåíèÿ ìåæäó òåëàìè íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì òðåíèÿ ñêîïëåíèÿ

1 1 (2.1) 2 Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ÷èñëåííî ðàâåí 121 , ãäå j – óãîë òðåíèÿ, èìåþùèé ãåîìåòðè÷åñêèé ñìûñë, êàê óãîë ìåæäó âåêòîðàìè ïîëíîé ðåàêöèè R = F + N è N (ðèñ. 2.1).  ðàñ÷åòàõ êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð èñïîëüçóåòñÿ ïîíÿòèå ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ f ', çàâèñÿùåãî îò êîíñòðóêöèè êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð. Ó÷èòûâàÿ òðåáîâàíèå ìèíèìèçàöèè òðåíèÿ, âûçûâàþùåãî íàãðåâ äåòàëåé è èõ èçíîñ, â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ ïðèìåíÿþò ìàòåðèàëû ñ àíòèôðèêöèîííûìè ñâîéñòâàìè 1 1

15

è ââîäÿò ìåæäó òðóùèìèñÿ ïîâåðõíîñòÿìè ñìàçêó. Êîýôôèöèåíò òðåíèÿ f ñ÷èòàåòñÿ âåëè÷èíîé ïîñòîÿííîé â îïðåäåëåííîì äèàïàçîíå ñêîðîñòåé îòíîñèòåëüíîãî äâèæåíèÿ, óäåëüíûõ äàâëåíèé è ÷èñòîòå îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòåé. 2

3

1

2

3

1

1

1

Ðèñ. 2.1

 íåêîòîðûõ êîíñòðóêöèÿõ òðåíèå ÿâëÿåòñÿ ïîëåçíûì, è åãî ñòðåìÿòñÿ óâåëè÷èòü. Ê òàêèì êîíñòðóêöèÿì îòíîñÿòñÿ ôðèêöèîííûå ïåðåäà÷è, ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ, ìóôòû, ðàçëè÷íûå òîðìîçíûå óñòðîéñòâà è ò. ä. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ òðåíèÿ â òàêèõ êîíñòðóêöèÿõ èñïîëüçóþò ôðèêöèîííûå ïàðû è ñóõèå ïîâåðõíîñòè. ×èñëåííûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ è èõ çàâèñèìîñòü îò ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ èññëåäóþò ýêñïåðèìåíòàëüíûì ïóòåì.  ñïðàâî÷íîé ëèòåðàòóðå äëÿ íåêîòîðûõ ïàð ìàòåðèàëîâ ïðè îïðåäåëåííîé îáðàáîòêå ïîâåðõíîñòè ïðèâîäÿòñÿ ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ f, ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûì ïóòåì. Óêàçàííûå ñïðàâî÷íûå äàííûå ïðèâåäåíû â òàáë. 2.1. Òàáëèöà 2.1 Êîýôôèöèåíòû òðåíèÿ Äîïóñêàåìîå äàâëåíèå, ÌÏà

Âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ (áåç ñìàçêè)

Âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ (ñî ñìàçêîé)

Ñòàëü-ñòàëü

35

0,15

0,02…0,08

Ñòàëü-áðîíçà

15

0,14…0,18

0,01

Ñòàëü-ëàòóíü

10

0,2

0,01

×óãóí-÷óãóí

20

0,16

0,06

×óãóí-ñòàëü

20

0,18

0,01

Ïàðû ìàòåðèàëîâ

16

Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 2 Öåëü ðàáîòû: ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå âåëè÷èí êîýôôèöèåíòîâ òðåíèÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ ïàð ìàòåðèàëîâ è èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè âåëè÷èíû ñèëû òðåíèÿ îò íàãðóçêè. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ Âñå ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ îñíîâàíû íà ïðèíöèïå îïðåäåëåíèÿ ñèëû òðåíèÿ ïîêîÿ F0 â ìîìåíò òðîãàíèÿ ñ ìåñòà è ñèëû òðåíèÿ F ïðè äâèæåíèè.  ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêå (ðèñ. 2.2) íà îñíîâàíèè 1 óñòàíîâëåí äâèãàòåëü 2, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî îñóùåñòâëÿåòñÿ ïåðåìåùåíèå òåëåæêè 7. Íà òåëåæêó óñòàíàâëèâàåòñÿ ñìåííàÿ ïëèòà 3, à íà ïëèòó 3 – îáðàçåö 6 ñ ãðóçîì 4 è äîïîëíèòåëüíûì ãðóçîì 5. Ïðè ïåðåìåùåíèè òåëåæêè 7 îñóùåñòâëÿåòñÿ äâèæåíèå îáðàçöà 6 ñî ñêîðîñòüþ V îòíîñèòåëüíî ïëèòû 3. Âîçíèêàþùàÿ ïðè ýòîì ñèëà ñîïðîòèâëåíèÿ F ÷åðåç ïðóæèíó 9 âîçäåéñòâóåò íà ðû÷àã 10 ñ ïèøóùèì êàðàíäàøîì 14. 5 2

7

4

3

9

8 10 11

6

1 14

13

12

Ðèñ. 2.2

Çàïóñê ýëåêòðîïðèâîäà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïåðåêëþ÷àòåëåì 12 ñ óêàçàòåëåì íàïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ òåëåæêè 7. Èñõîäíîå ïîëîæåíèå òåëåæêè – êðàéíåå ïðàâîå (â ñòîðîíó ñòîéêè 11 ñ ðû÷àãîì 10), ðàáî÷åå íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ – â ëåâóþ ñòîðîíó (â íàïðàâëåíèè ýëåêòðîäâèãàòåëÿ 2). Ñ ïîìîùüþ áëîêèðîâî÷íîãî óñòðîéñòâà, óñòàíîâ17

ëåííîãî âíóòðè îñíîâàíèÿ 1, ýëåêòðîïðèâîä â êðàéíèõ ïîëîæåíèÿõ îòêëþ÷àåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè.  êà÷åñòâå îáúåêòîâ èññëåäîâàíèÿ èñïîëüçóþòñÿ îáðàçöû è ñìåííûå ïëèòû, èçãîòîâëåííûå èç ñòàëè, ÷óãóíà, áðîíçû è àëþìèíèÿ. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðîâåñòè ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ïîêîÿ è äâèæåíèÿ îò ñëåäóþùèõ ôàêòîðîâ: à) ñî÷åòàíèå ìàòåðèàëîâ ôðèêöèîííûõ ïàð; á) óäåëüíîãî äàâëåíèÿ; â) íàëè÷èÿ èëè îòñóòñòâèÿ ñìàçêè. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ 1. Ïîëó÷èòü ó ïðåïîäàâàòåëÿ çàäàíèå íà èññëåäîâàíèå. 2. Ïîäãîòîâèòü â ñîîòâåòñòâèè ñ çàäàíèåì îáúåêòû èññëåäîâàíèÿ è íåîáõîäèìûå ãðóçû. Ðàáî÷óþ ïîâåðõíîñòü ïëèò è îáðàçöîâ ïðîòåðåòü òðÿïî÷êîé, ñìî÷åííîé áåíçèíîì. 3. Ïîäêëþ÷èòü ïèòàíèå ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè (ñì. ðèñ. 2.2). 4. Ïåðåâåñòè òåëåæêó â êðàéíåå ïðàâîå ïîëîæåíèå ïåðåêëþ÷àòåëåì 12. 5. Óñòàíîâèòü íà òåëåæêó 7 ñìåííóþ ïëèòó 3, íà íåå îáðàçåö 6 è ãðóç 5, ðàñïîëîæèâ èõ áëèæå ê ëåâîìó êîíöó ïëèòû. 6. Ñîåäèíèòü òÿãîé 8 ãðóç 5 ñ ðû÷àãîì 10. 7. Ïðîâåñòè òàðèðîâêó óñòàíîâêè, ïîäâåøèâàÿ íà äîïîëíèòåëüíóþ òÿãó ÷åðåç ñúåìíûé ðîëèê òàðèðîâî÷íûå ãðóçû. 8. Âêëþ÷èòü ýëåêòðîïðèâîä 2 ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè â ðàáî÷åå ïîëîæåíèå. 9. Ñíÿòü äèàãðàììó èçìåíåíèÿ ñèëû òðåíèÿ ñ ïîìîùüþ ñàìîïèñöà. 10. Îáðàáîòàòü ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà. Ðàññ÷èòàòü ñèëó òðåíèÿ ïîêîÿ F0 è äâèæåíèÿ F ïî ôîðìóëàì

11 1 2 2 31 3

1 1 2 1 323 4

ãäå Kò – òàðèðîâî÷íûé êîýôôèöèåíò, ïîëó÷åííûé ïðè òàðèðîâêå èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà. Äëÿ êàæäîãî ýêñïåðèìåíòà ðàññ÷èòàòü êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ïîêîÿ f0 è äâèæåíèÿ f ïî ôîðìóëå (2.1). Âñå ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé è ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñâåñòè â òàáë. 2.2. 18

Òàáëèöà 2.2 Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà è ðàñ÷åòà ¹ Õàðàêòåðèñòèêà ï/ï Ìàòåðèàëû ïîâ åðõíîñòè

N, Í

n0

nñð

F 0, Í

F, Í

f0

f

11. Îôîðìèòü îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ.

19

3. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÒÐÅÍÈß Â ÏÎÄØÈÏÍÈÊÀÕ ÊÀ×ÅÍÈß

3.1. Ïîòåðè íà òðåíèå â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ Òðåíèå â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ (øàðèêîâûõ è ðîëèêîâûõ) çàâèñèò îò åãî êîíñòðóêöèè, âåëè÷èíû íàãðóçêè, óñëîâèé ñìàçêè, ÷àñòîòû âðàùåíèÿ è ñêëàäûâàåòñÿ èç ñëåäóþùèõ ñîñòàâëÿþùèõ: òðåíèå ìåæäó òåëàìè è êîëüöàìè; òðåíèå òåë êà÷åíèÿ î ñåïàðàòîð è ñåïàðàòîðà î êîëüöà; òðåíèå èç-çà íàëè÷èÿ ñìàçêè. Ïðè ìàëûõ íàãðóçêàõ îñíîâíîå çíà÷åíèå èìåþò ñîïðîòèâëåíèÿ, ñâÿçàííûå ñî ñìàçêîé è òðåíèåì â ñåïàðàòîðå, ïðè áîëüøèõ íàãðóçêàõ – òðåíèå íà ïëîùàäêå êîíòàêòà ìåæäó òåëàìè êà÷åíèÿ è êîëüöàìè. Ìåðîïðèÿòèÿ ïî óìåíüøåíèþ ïîòåðü íà òðåíèå ïðîâîäÿò â íàïðàâëåíèè óìåíüøåíèÿ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ ñîñòàâëÿþùèõ. Ñ ðîñòîì íàãðóçêè ìîìåíò òðåíèÿ ðàñòåò ïî ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè. Ñ ðîñòîì ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ìîìåíò òðåíèÿ ïðè ñìàçêå ðàçáðûçãèâàíèåì ìåíÿåòñÿ ìàëî, à ïðè ñìàçêå â ìàñëÿíîé âàííå ðàñòåò âìåñòå ñî ñêîðîñòüþ. Âÿçêîñòü ìàñëà ïðè ñìàçêå ðàñïûëåíèåì èëè ðàçáðûçãèâàíèåì ñêàçûâàåòñÿ ìàëî, ïðè îáèëüíîé ñìàçêå ìîìåíò òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ ñóùåñòâåííî ðàñòåò ñ ðîñòîì âÿçêîñòè. Ïðè ïîëíîì îòñóòñòâèè ñìàçêè ìîìåíò òðåíèÿ ïîâûøåí è äëèòåëüíàÿ ðàáîòà ïîäøèïíèêîâ íåâîçìîæíà. Ìîìåíò òðåíèÿ äëÿ òÿæåëî íàãðóæåííûõ ïîäøèïíèêîâ êà÷åíèÿ çàâèñèò â îñíîâíîì îò ðàçìåðîâ äåôîðìàöèè è ïðîñêàëüçûâàíèÿ â ïëîùàäêå êîíòàêòà òåë êà÷åíèÿ è îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëàì: äëÿ øàðèêîâîãî ïîäøèïíèêà 1

11 2 21 3 3112 4 2 5 42 1 6 52 7 äëÿ ðîëèêîâîãî ïîäøèïíèêà

(3.1)

(3.2) 11 1 2131 42 1 ãäå Fr – ðàäèàëüíàÿ íàãðóçêà íà ïîäøèïíèê, Í; C0 – ñòàòè÷åñêàÿ ãðóçîïîäúåìíîñòü ïîäøèïíèêà, Í; f1 – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ â ïîäøèïíèêå; c – êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò òèïà ïîäøèïíèêà; Do – ñðåäíèé äèàìåòð ïîäøèïíèêà [Do = (d + D)/2]; d è D – âíóòðåííèé è íàðóæíûé äèàìåòð ïîäøèïíèêà; dò – äèàìåòð òåëà êà÷åíèÿ dò = 0,3(D – d) (ðèñ. 3.1). 20

1 21

21

42

1 31

2

Ðèñ. 3.1

Çíà÷åíèÿ âåëè÷èí C0, f è ñ äëÿ èññëåäóåìûõ ïîäøèïíèêîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 3.1. Òàáëèöà 3.1 Ïàðàìåòðû ïîäøèïíèêîâ Òèïû ïîäøèïíèêîâ

f1

c

C o, H

Øàðèêîâ ûé, ðàäèàëüíûé, îäíîðÿäíûé: 208 ÃÎ ÑÒ 8338- 85 d = 40 ìì D = 80 ìì

0,0009

0,55

17 8 0 0

Øàðèêîâ ûé, ðàäèàëüíûé, îäíîðÿäíûé: 308 ÃÎ ÑÒ 8338- 85 d = 40 ìì D = 80 ìì

0,0009

0,55

22400

Ýêñïåðèìåíòàëüíî ìîìåíò ñèë òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ îïðåäåëÿþò ñ ïîìîùüþ óñëîâíîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ fïð, ïðèâåäåííîãî ê ïîñàäî÷íîìó äèàìåòðó âàëà 2 21 1 31

îòñþäà

11 2 34

1 1 4 34 1 2

11 21 2 31 4

(3.3)

(3.4) 21

Òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèå ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ äëÿ ðàäèàëüíîãî ïîäøèïíèêà êà÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

5 2 1 12 2 57 4 68 (3.5) 4 7 41 8 ãäå a – êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé íåðàâíîìåðíîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ìåæäó òåëàìè êà÷åíèÿ (a = 1,4–1,45); K – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ êà÷åíèÿ (K = 0,01 ìì); dò – äèàìåòð òåëà êà÷åíèÿ, ìì. Èç ôîðìóëû (3.5) âèäíî, ÷òî ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ìîæåò áûòü ëåãêî ïîäñ÷èòàí òåîðåòè÷åñêè è çàâèñèò òîëüêî îò êîíñòðóêòèâíûõ ïàðàìåòðîâ è êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ êà÷åíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ïðè îòíîñèòåëüíî ìàëûõ íàãðóçêàõ íà ïîäøèïíèê îñíîâíûìè ôàêòîðàìè, îïðåäåëÿþùèìè âåëè÷èíó ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ, ÿâëÿþòñÿ ïåðå÷èñëåííûå ñîñòàâëÿþùèå. Ïðè óâåëè÷åíèè æå íàãðóçêè îòíîñèòåëüíîå âëèÿíèå ïåðå÷èñëåííûõ ôàêòîðîâ óìåíüøàåòñÿ, ÷òî âåäåò ê ñíèæåíèþ çíà÷åíèÿ ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ. Ïðè áîëüøèõ íàãðóçêàõ, áëèçêèõ ê ìàêñèìàëüíûì, çíà÷åíèå ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ âåñüìà ìàëî çàâèñèò îò óïîìÿíóòûõ ôàêòîðîâ è ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àåòñÿ îò òåîðåòè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ, îïðåäåëÿåìîãî ïî ôîðìóëå (3.5). 1 3 34 36

Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 3 Öåëü ðàáîòû: îïðåäåëåíèå ìîìåíòà ñèë òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ è ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ â çàâèñèìîñòè îò íàãðóçêè è ñêîðîñòè âðàùåíèÿ. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ Óñòàíîâêà äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà òðåíèÿ è ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.2. Îò ýëåêòðîäâèãàòåëÿ 1 ÷åðåç êëèíîðåìåííóþ ïåðåäà÷ó 2 ïðèâîäèòñÿ â äâèæåíèå ñìîíòèðîâàííûé â ïîäøèïíèêàõ 3 âàë 4. Óãëîâûå ñêîðîñòè ðàáî÷åãî âàëà: 970, 1880, 2860 îá/ìèí. Íà âûõîäíîì êîíöå âàëà óñòàíàâëèâàåòñÿ îïðàâêà ñ ÷åòûðüìÿ èñïûòóåìûìè ïîäøèïíèêàìè 5,5', 6,6'. Íàðóæíûå êîëüöà äâóõ ñðåäíèõ ïîäøèïíèêîâ 6,6' ðàñïîëîæåíû â îáùåé âòóëêå 7, à äâà êðàéíèõ ïîäøèïíèêà 5 è 5' – âî âòóëêå 11. Íàãðóçî÷íîå óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç ñêîáû, óêðåïëåííîé íà íàðóæíîé âòóëêå 11, âèíòà 9 è äèíàìîìåòðè÷åñêîé ïðóæèíû 10. Èçìåíåíèå íàãðóçêè íà 22

2

3

4

5

6

78

1

77

39

29





7

1

1

1

1

  7

7

71

78

2

8

2

78

Ðèñ. 3.2

23

ïîäøèïíèêå îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè âðàùåíèè âèíòà 9. Ïåðåäà÷à óñèëèÿ îò âèíòà íà âíóòðåííþþ âòóëêó 7 îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç äèíàìîìåòðè÷åñêóþ ïðóæèíó 10 ñ ïîìîùüþ ñòàëüíûõ øàðèêîâ 8, ðàñïîëîæåííûõ â êîíè÷åñêèõ óãëóáëåíèÿõ, ñäåëàííûõ â òîðöå âèíòà, äèíàìîìåòðè÷åñêîé ïðóæèíå è â ñòåíêå âòóëêè 7. Îòâåðñòèå â íàðóæíîé âòóëêå 11, â êîòîðîå ñ ìàëûì çàçîðîì óñòàíàâëèâàåòñÿ íèæíèé øàðèê 8, ðàñïîëîæåíî ïî îñè âèíòà, ÷òî îáåñïå÷èâàåò äîñòàòî÷íî òî÷íîå ðàäèàëüíîå íàïðàâëåíèå íàãðóçêè, ñîçäàâàåìîå âèíòîì 9. Âåëè÷èíà íàãðóçêè ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà âåëè÷èíå äåôîðìàöèè ïðóæèíû, èçìåðÿåìîé ïî èíäèêàòîðó ÷àñîâîãî òèïà ñ öåíîé äåëåíèÿ 0,01 ìì. Òàðèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà äèíàìîìåòðè÷åñêîé ïðóæèíû ïðèâåäåíà â òàáë. 3.2. Òàáëèöà 3.2 Òàðèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà Íàãðóçêà, Í

Ïðîãèá ïðóæèíû, ìì ïðÿìîé õîä

îáðàòíûé õîä

2500

0,33

0,37

5000

0,67

0,70

7500

1,02

1,08

10000

1,37

1,43

Óñèëèå, ñîçäàâàåìîå íàãðóçî÷íûì óñòðîéñòâîì, íàïðàâëåíî ñ îäíîé ñòîðîíû íà âíóòðåííþþ âòóëêó 7 (íàãðóçêîé îáåñïå÷èâàþòñÿ ñîîòâåòñòâåííî äâà ñðåäíèõ ïîäøèïíèêà), à ñ äðóãîé – ÷åðåç ñêîáó íà íàðóæíóþ âòóëêó 11 (íàãðóæåíû êðàéíèå ïîäøèïíèêè). Òàê êàê ïîäøèïíèêè â óñòàíîâêå ðàñïîëîæåíû ñèììåòðè÷íî îòíîñèòåëüíî âèíòà 9 è ïåðïåíäèêóëÿðíî îñè âàëà, òî íàãðóçêà ðàñïðåäåëÿåòñÿ îäèíàêîâûìè ðàäèàëüíûìè ñèëàìè 11 1 1 1 1 23

ãäå FÝ – óñèëèå, ñîçäàâàåìîå âèíòîì 9. Óñèëèÿ, äåéñòâóþùèå íà ñðåäíèå ïîäøèïíèêè, íàïðàâëåíû ñâåðõó âíèç, à íà êðàéíèå – ñíèçó ââåðõ (ðèñ. 3.2). Óñèëèÿ âçàèìíî óðàâíîâåøèâàþòñÿ â îïðàâêå è íà âàë íå ïåðåäàþòñÿ, òàê êàê îíè ðàâíû ìåæäó ñîáîé. Ïðè âðàùåíèè âàëà 4 âíóòðåííèå êîëüöà âðàùàþòñÿ ñ òîé æå ñêîðîñòüþ; âîçíèêàþùèé â ýòèõ ïîäøèïíèêàõ ìîìåíò ñèë òðåíèÿ óâëåêàåò êîðïóñ ãîëîâ24

êè, è îíà áóäåò ïîâîðà÷èâàòüñÿ â íàïðàâëåíèè âðàùåíèÿ âàëà äî òåõ ïîð, ïîêà ìîìåíò, ñîçäàâàåìûé ïðè îòêëîíåíèè ìàÿòíèêà 13, íå óðàâíîâåñèò ìîìåíò ñèë òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ. Óãîë ïîâîðîòà ìàÿòíèêà ïðîïîðöèîíàëåí âåëè÷èíå ìîìåíòà òðåíèÿ. Ïî øêàëå 14 ñíèìàåòñÿ âåëè÷èíà ìîìåíòà òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ. Òàê êàê â óñòàíîâêå èçìåðÿåòñÿ ñóììàðíûé ìîìåíò ñèë òðåíèÿ âñåõ ÷åòûðåõ ïîäøèïíèêîâ, ïîýòîìó ìîìåíò äëÿ îäíîãî ïîäøèïíèêà áóäåò Ì1Ý = Ì Ý/4. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ìîìåíòà òðåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ íà ïîäøèïíèêàõ, óêàçàííûõ ïðåïîäàâàòåëåì, ïî ñëåäóþùåé ìåòîäèêå: 1. Óñòàíîâèòü ãîëîâêó ñ èññëåäóåìûìè ïîäøèïíèêàìè íà âàë è çàôèêñèðîâàòü åå ïîëîæåíèå, ïðåäâàðèòåëüíî óðàâíîâåñèâ. 2. Óñòàíîâèòü îäíó èç ñêîðîñòåé âðàùåíèÿ âàëà n1 = 970 îá/ìèí, n2 = 1880 îá/ìèí, n3 = 2860 îá/ìèí. 3. Çàïóñòèòü óñòàíîâêó, ïðîâåñòè îòñ÷åò ïî øêàëå, ôèêñèðóþùåé îòêëîíåíèå ñòðåëêè ìàÿòíèêà. Íà÷àëüíûé îòñ÷åò ïðîèçâîäèòñÿ áåç íàãðóçêè. 4. Îòñîåäèíèòü âðàùàþùèé âàë è ñ ïîìîùüþ âèíòà 9 çàäàòü ðÿä íàãðóçîê îò 0 äî 10000 Í ÷åðåç êàæäûå 2500 Í. Óñèëèå íàãðóæåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî èíäèêàòîðó äèíàìîìåòðè÷åñêîé ñêîáû è òàðèðîâî÷íîé õàðàêòåðèñòèêå ïðóæèíû (òàáë. 3.2). 5. Ïðîâåñòè èçìåðåíèå ìîìåíòà òðåíèÿ äëÿ êàæäîé ñòóïåíè íàãðóæåíèÿ. Äàííûå ýêñïåðèìåíòà çàíåñòè â òàáëèöó. 6. Ïî ôîðìóëàì (3.1)–(3.2) ïîäñ÷èòàòü òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèå ìîìåíòà òðåíèÿ, à ïî ôîðìóëàì (3.4) è (3.5) – ýêñïåðèìåíòàëüíîå è òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèÿ ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ. 7. Ïîñòðîèòü ãðàôèêè, õàðàêòåðèçóþùèå çàâèñèìîñòè ìîìåíòà òðåíèÿ è ïðèâåäåííîãî êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ îò íàãðóçêè è ñêîðîñòè âðàùåíèÿ. 8. Îôîðìèòü îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ.

25

4. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÐÅÄÓÊÒÎÐÎÂ Ñ ÇÓÁ×ÀÒÛÌÈ ÊÎËÅÑÀÌÈ

4.1. Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ðåäóêòîðîâ Íàèáîëåå âàæíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ðåäóêòîðîâ ñ çóá÷àòûìè êîëåñàìè ÿâëÿþòñÿ: ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå; êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ. Ýòè õàðàêòåðèñòèêè îïðåäåëÿþòñÿ òèïîì ðåäóêòîðà è åãî êîíñòðóêòèâíûìè îñîáåííîñòÿìè. Äëÿ ñðàâíèòåëüíîãî àíàëèçà õàðàêòåðèñòèê ðåäóêòîðîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü ìíîãîñòóïåí÷àòûé öèëèíäðè÷åñêèé è ïëàíåòàðíûé ðåäóêòîðû, êîòîðûå äîñòàòî÷íî øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ â àâèàöèîííîì ïðèáîðîñòðîåíèè. 4.2. Ìíîãîñòóïåí÷àòûé ðåäóêòîð ñ íåïîäâèæíûìè îñÿìè Ìíîãîñòóïåí÷àòàÿ çóá÷àòàÿ ïåðåäà÷à ïðåäíàçíà÷àåòñÿ äëÿ ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñòóïåí÷àòîãî èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû âðàùåíèÿ è ñîîòâåòñòâóþùåãî èçìåíåíèÿ ìîìåíòîâ ñèë îò âåäóùåãî âàëà ê âåäîìîìó. Íà ðèñ. 4.1 ïðèâåäåíà êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà øåñòèñòóïåí÷àòîãî ðåäóêòîðà ñ öèëèíäðè÷åñêèìè êîëåñàìè (Z1, Z2, …, Z12 – ÷èñëà çóáüåâ çóá÷àòûõ êîëåñ ðåäóêòîðà, ïðè ýòîì Z1 = Z3 = Z5 = Z7 = Z9 = Z11 = 31, Z2 = Z4 = Z6 = Z8 = Z10 = Z12 = 53). Ïåðåäàòî÷íûå îòíîøåíèÿ îòäåëüíûõ ñòóïåíåé ðåäóêòîðà îïðåäåëÿþò èç âûðàæåíèé: 1 1 2112 2 3 1 2 3 2 1 12 11 1 1 2 112 2 3 1 2 3 2 1 12 11

1 1 2 112 2 3 1 2 3 2 1 12 11 2 1123 2 3

11 1 2 3 23 1 123 11

1 1 1 1 2 112 2 3 1 2 3 2 1 211112 2 3 11 2 3 12 1 12 11 112 111 ãäå w1, w2, …, w12 – óãëîâûå ñêîðîñòè ñîîòâåòñòâóþùèõ êîëåñ. Çíàê «ìèíóñ» îçíà÷àåò, ÷òî êîëåñà âðàùàþòñÿ â ðàçíûå ñòîðîíû. Îáùåå ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ìíîãîñòóïåí÷àòîãî ðåäóêòîðà ðàññ÷èòûâàþò ïî ôîðìóëå

26



112 111 113 14 15 16 17

18 1 9 1

12

11 

2

Ðèñ. 4.1

16 2

15 1 1 1 1 1 1 2 1 323 1 5 1 2 3 4 55 2 157 17 18 19 1 156 157

2 151 7 1 11 8 1 219 1 3 1 1 4156 155157 4

(4.1)

ãäå n – ÷èñëî ïàð ñòóïåíåé. Ïðè óñòàíîâèâøåìñÿ äâèæåíèè ìåõàíèçìà ìîùíîñòü äâèæóùèõ ñèë çàòðà÷èâàåòñÿ ïîëíîñòüþ íà ïðåîäîëåíèå ïîëåçíûõ è âðåäíûõ ñîïðîòèâëåíèé

13 2 12 1 11 1

(4.2)

ãäå ÐÄ – ìîùíîñòü äâèæóùèõ ñèë; ÐÑ è ÐÏ – ñîîòâåòñòâåííî, ìîùíîñòü, çàòðà÷èâàåìàÿ íà ïðåîäîëåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ òðåíèÿ è íà ïðåîäîëåíèå ïîëåçíûõ ñîïðîòèâëåíèé. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ åñòü îòíîøåíèå ìîùíîñòè ñèë ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ê ìîùíîñòè äâèæóùèõ ñèë 1 1213 2 1 1 14

(4.3)

Èíäåêñ 1–2 óêàçûâàåò, ÷òî äâèæåíèå ïåðåäàåòñÿ îò çâåíà 1, ê êîòîðîìó ïðèëîæåíà äâèæóùàÿ ñèëà, ê çâåíó 2, ê êîòîðîìó ïðèëîæåíà ñèëà ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. 27

1 Âåëè÷èíà 1 1 1 íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ïîòåðü ïåðåäà÷è. 12 Î÷åâèäíî, ÷òî 1 2 1 3 42 (4.4)  ñëó÷àå ñëàáîíàãðóæåííûõ ïåðåäà÷ (÷òî õàðàêòåðíî äëÿ ïðèáîðîñòðîåíèÿ) ÊÏÄ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò ïîòåðü íà òðåíèå è îò ñòåïåíè ñèëîâîé íàãðóçêè ìåõàíèçìà.  ýòîì ñëó÷àå ôîðìóëà (4.4) ïðèíèìàåò âèä

(4.5) 211 2 3 1 1 1 3 2445 ãäå Ñ – êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé âëèÿíèå íàãðóçêè Ð è ïîòåðü íà òðåíèå

42

213 1 211

Ñîñòàâëÿþùèå à è â çàâèñÿò îò òèïà ïåðåäà÷è. Ïðè Ð = 0 êîýôôèöèåíò Ñ = à/â >> 1 îòðàæàåò âëèÿíèå ñîáñòâåííûõ ïîòåðü íà òðåíèå â ñëàáîíàãðóæåííûõ ïåðåäà÷àõ. Ñ âîçðàñòàíèåì Ð êîýôôèöèåíò Ñ(Ð) óìåíüøàåòñÿ, ïðèáëèæàÿñü ê çíà÷åíèþ Ñ = 1 ïðè áîëüøîé âåëè÷èíå Ð. Ïðè ïîñëåäîâàòåëüíîì ñîåäèíåíèè çóá÷àòûõ êîëåñ ñ ÊÏÄ h 1, h2, …, hn ÊÏÄ âñåãî ìåõàíèçìà 1 11 2 1 2 121 13 1 2221 11 1 (4.6) 14 ãäå ÐÄ – ìîùíîñòü, ïåðåäàâàåìàÿ ïåðâûì çâåíîì; ÐÏ – ìîùíîñòü, ñíèìàåìàÿ ñ ïîñëåäíåãî çâåíà. Ðåäóêòîð ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê óñòðîéñòâî ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì ñîåäèíåíèåì ïåðåäà÷ è îïîð. Òîãäà ÊÏÄ îïðåäåëÿåòñÿ ïî âûðàæåíèþ 1 2 1123 1 14 2 15 2 3332 12 1678

(4.7)

ãäå h1, h2,…,hn – ÊÏÄ ïåðâîé, âòîðîé, n-é ïàðû çàöåïëåíèÿ; hî.ï – ÊÏÄ îäíîé ïàðû îïîð; Ð – ÷èñëî ïàð îïîð. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ îïîð îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 2345 3

28

1 1 1 12 1

1

(4.8)

ãäå Ì – êðóòÿùèé ìîìåíò íà âàëó; Ìòð – ìîìåíò òðåíèÿ â îïîðå. Ìîìåíò òðåíèÿ â ïîäøèïíèêå êà÷åíèÿ ìîæíî îïðåäåëèòü ïî ôîðìóëå

1 34 2 1 2 1 1 1 1

(4.9)

ãäå Ì1 – ìîìåíò òðåíèÿ, çàâèñÿùèé îò íàãðóçêè íà îïîðó; Ì0 – ìîìåíò òðåíèÿ, çàâèñÿùèé îò êîíñòðóêöèè ïîäøèïííèêà, ÷àñòîòû âðàùåíèÿ è âÿçêîñòè ñìàçêè.  ïðèáîðíûõ ðåäóêòîðàõ ñîñòàâëÿþùàÿ Ì1 ìíîãî ìåíüøå ñîñòàâëÿþùåé Ì0. Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ìîìåíò òðåíèÿ îïîð ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò íàãðóçêè. Ïðè îïðåäåëåíèè ÊÏÄ çóá÷àòîãî çàöåïëåíèÿ ïðèíèìàþò, ÷òî ïîòåðè âûçâàíû òðåíèåì ñêîëüæåíèÿ ìåæäó áîêîâûìè ïîâåðõíîñòÿìè çóáüåâ. Äëÿ ýâîëüâåíòíîãî çóá÷àòîãî çàöåïëåíèÿ ÊÏÄ îäíîé ïàðû êîëåñ ðàññ÷èòûâàþò ïî ôîðìóëå 211 2 5 1 6

3 1 11 1 42 7 8 13 3 2

9 4 5 31 3 2 

(4.10)

ãäå e0 – êîýôôèöèåíò ïåðåêðûòèÿ ïàðû çóá÷àòûõ êîëåñ Z1 è Z2 (ïðè ðàñ÷åòå ìîæíî ïðèíèìàòü e0 = 1,5); f – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ (äëÿ ñòàëüíûõ êîëåñ ïðè óäîâëåòâîðèòåëüíîé ñìàçêå è ñðåäíåé ÷èñòîòå ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé f = 0,1); K – ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò, êîòîðûé ââîäèòñÿ â òîì ñëó÷àå, åñëè âåëè÷èíà îêðóæíîé ñèëû â ïåðåäà÷å Ð0 = 2Ì1/d1 £ 30 Í, (â ïðîòèâíîì ñëó÷àå K = 1); d1 = mZ1 – äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè ïåðâîãî êîëåñà; m – ìîäóëü çàöåïëåíèÿ (m = 1 ìì). Êîýôôèöèåíò K ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå

22

11 1 1231 4 11 1 52678

(4.11)

Ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ðåäóêòîðîâ ìîæíî ïðèíèìàòü ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ ÊÏÄ ïîäøèïíèêîâ: îäíà ïàðà ïîäøèïíèêîâ ñêîëüæåíèÿ hïîäø = 0,94…0,96; îäíà ïàðà ïîäøèïíèêîâ êà÷åíèÿ hïîäø = 0,96…0,98. 4.3. Ïëàíåòàðíûé ðåäóêòîð Ïëàíåòàðíûé ðåäóêòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé çóá÷àòî-ðû÷àæíîå óñòðîéñòâî, â êîòîðîì ãåîìåòðè÷åñêèå îñè îäíîãî èëè íåñêîëüêèõ êîëåñ ïåðåìåùàþòñÿ â ïðîñòðàíñòâå. Ïëàíåòàðíûå ïåðåäà÷è îáëàäàþò ðÿäîì äîñòîèíñòâ. Ïåðåõîä îò îáû÷íûõ ïåðåäà÷ ê ïëàíåòàðíûì îáåñ29

ïå÷èâàåò ñíèæåíèå âåñà â 1,5–5 ðàç, ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ãàáàðèòîâ (ïðè òåõ æå ïåðåäàòî÷íûõ îòíîøåíèÿõ).  çàâèñèìîñòè îò ñõåìû ïëàíåòàðíûå ïåðåäà÷è ìîãóò îñóùåñòâëÿòü ïåðåäàòî÷íûå îòíîøåíèÿ îò 3 äî 1000 ïðè ÊÏÄ îò 0,98 äî 0,01 ñîîòâåòñòâåííî. Ìåíüøèå ðàçìåðû è âåñ ïëàíåòàðíûõ ïåðåäà÷ ïî ñðàâíåíèþ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè çóá÷àòûìè ïåðåäà÷àìè ñ íåïîäâèæíûìè îñÿìè îáúÿñíÿþòñÿ òåì, ÷òî ïðèìåíåíèå äâóõ èëè òðåõ ñàòåëëèòîâ ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü íàãðóçêó íà çóáüÿ êîëåñ è èñïîëüçîâàòü êîëåñà ñ ìåíüøèìè ìîäóëÿìè è äèàìåòðàìè. Íà ðèñ. 4.2 ïîêàçàíà êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà ïëàíå1 32 òàðíîãî ðåäóêòîðà. Îí ñîñòîèò èç äâóõ ñïàðåííûõ ïëà1 52 íåòàðíûõ ïåðåäà÷. Öåíòðàëü1 12 2 íûå êîëåñà Z1, Z4 èìåþò ÷èñ1 42 ëà çóáüåâ Z1 = 17 è Z4 = 87, ïðè÷åì êîëåñî Z4 íåïîäâèæ132 142 íî. ×èñëà çóáüåâ ñàòåëëèòîâ Z2 = 87 è Z3 = 17. Ìîäóëü çàÐèñ. 4.2 öåïëåíèÿ m = 0,8 ìì. Ñàòåëëèòû æåñòêî çàêðåïëåíû íà îáùåé îñè. Èõ óãëîâûå ñêîðîñòè îäèíàêîâû w2 = w3. Âîäèëî Í (âûõîäíîé âàë) ïîääåðæèâàåò ïåðåìåùàþùóþñÿ ïî îêðóæíîñòè îñü ñàòåëëèòîâ. Âåäóùèì ÿâëÿåòñÿ öåíòðàëüíîå êîëåñî Z1, âåäîìûì êèíåìàòè÷åñêèì çâåíîì ðåäóêòîðà – âîäèëî. Ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ïëàíåòàðíîãî ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ìåòîäîì îáðàùåííîãî äâèæåíèÿ (îñòàíîâêè âîäèëà). Óñëîâíî âñåì çâåíüÿì ìåõàíèçìà ñîîáùàåòñÿ äîïîëíèòåëüíîå äâèæåíèå ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ âîäèëà wH, íî â ñòîðîíó, ïðîòèâîïîëîæíóþ âðàùåíèþ ïîñëåäíåãî. Ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå îò ïîäâèæíîãî öåíòðàëüíîãî êîëåñà 1 ê ðàñêðåïëåííîìó êîëåñó 4 ïðè îñòàíîâëåííîì âîäèëå Í îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì

2111 3 3

11 2 1 1 1 2 1 3 3 1 13 2 1 1 11 14

(4.12)

Ó÷èòûâàÿ, ÷òî w4 = 0, âûðàæåíèå (4.12) ïåðåïèøåòñÿ â âèäå

2311 1 1 1 2 30

12 11 2 13 1 4

(4.13)

ãäå w1, w4, wH – óãëîâûå ñêîðîñòè êîëåñ è âîäèëà â àáñîëþòíîì äâèæåíèè: Z1, Z2, Z3, Z4 – ÷èñëà çóáüåâ êîëåñ; U 41–H – ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå îò êîëåñà 1 ê âîäèëó Í ïðè íåïîäâèæíîì êîëåñå 4. Âåðõíèé èíäåêñ óêàçûâàåò îáîçíà÷åíèå íåïîäâèæíîãî çâåíà. Çíàê «ìèíóñ» ïåðåä îòíîøåíèåì ÷èñëà çóáüåâ áåðåòñÿ ïðè âíåøíåì çàöåïëåíèè êîëåñ. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïëàíåòàðíîãî ìåõàíèçìà çàâèñèò îò âåëè÷èíû ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ; ïî ìåðå âîçðàñòàíèÿ ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ Uð ÊÏÄ ðåçêî ñíèæàåòñÿ. Ýòî îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî â ïëàíåòàðíîì ìåõàíèçìå ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíîãî äâèæåíèÿ íà çóáüÿõ è â îïîðàõ çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì â ðÿäîâîì. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïðè îäèíàêîâûõ íàãðóçêàõ â ïëàíåòàðíîì ìåõàíèçìå ðåçêî âîçðàñòàåò ìîùíîñòü ñèë òðåíèÿ. Óðàâíåíèå âíåøíèõ ìîìåíòîâ, äåéñòâóþùèõ íà ïëàíåòàðíûé ðåäóêòîð, èìååò âèä (4.14) 1 1 1 1 2 1 1 1 2 12 ãäå Ì1 – ìîìåíò öåíòðàëüíîãî êîëåñà Z1; Ì4 – ðåàêòèâíûé ìîìåíò êîëåñà Z4; ÌH – ìîìåíò âîäèëà. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ îáðàùåííîãî ìåõàíèçìà 1211 2

11

1 12221

1

(4.15)

îòêóäà

11 1 2 1 1 1 2221 21 1 2 Ìîìåíòû Ì1 è Ì4 èìåþò ïðîòèâîïîëîæíûå íàïðàâëåíèÿ. Èç ôîðìóë (4.14) è (4.15) ñëåäóåò

1 3 45 1 1 1 1 2 12 1 3 3 1 1 1 1 2 2 1 12 2 312 11 2 1 12 11 2 1 1 Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ïî âûðàæåíèþ 1 1 31 1 14 5 1 1 6 251 51 1 2 (4.16) 1535 251 1 1 îïãäå ïåðåäàòî÷íûå îòíîøåíèÿ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà 1211 1 è 112 ðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëàì (4.12) è (4.13). Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ îáðàùåííîãî ìåõàíèçìà ïðèíèìàþò ðàâíûì 4234 5 4511 1 5 6

1

2

31

31

11

32

23 225 241

1

2

34

33

(4.17) 11112 2 113 142 1 ãäå h12 è h34 – ÊÏÄ ïåðâîé è âòîðîé ñòóïåíåé îáðàùåííîãî ìåõàíèçìà, îïðåäåëÿåìûé ïî ôîðìóëàì (4.10) è (4.11) äëÿ ÊÏÄ ýâîëüâåíòíîãî çóá÷àòîãî çàöåïëåíèÿ. Îêðóæíûå óñèëèÿ â çàöåïëåíèÿõ ìîæíî îïðåäåëèòü èç óñëîâèÿ ðàâíîâåñèÿ ñèë è ìîìåíòîâ îòíîñèòåëüíî âàëà ñàòåëëèòîâ Z2–Z3 (ðèñ. 4.3) 11 1 112 2 134 1

Ðèñ. 4.3

(4.18)

(4.19) 11 212 1 13 243 1 ãäå r2 è r3 – ðàäèóñû ñàòåëëèòîâ Z2 è Z3; Ð12 è Ð34 – îêðóæíûå óñèëèÿ â çàöåïëåíèè êîëåñ Z2–Z3, Z3–Z4. Îêðóæíîå óñèëèå íà âîäèëå îïðåäåëÿåì ïî âûðàæåíèþ

21 1

11 1 32 4 1 2 4 2 3

(4.20)

Ðåøàÿ ñîâìåñòíî óðàâíåíèÿ (4.18) è (4.19) ñ ó÷åòîì âûðàæåíèÿ (4.20), íàõîäèì

323 1

1 1 21 1 42 2 1 2 2 4 32 2 3 3 2 1 3

(4.21)

323 1

1 1 21 1 42 2 2 2 2 3 32 2 1 3 22 3

(4.22)

Çàäàâàÿñü íåñêîëüêèìè çíà÷åíèÿìè ìîìåíòà íàãðóçêè, ò. å. ìîìåíòà ÌH , îïðåäåëèì äëÿ êàæäîãî èç íèõ âåëè÷èíû Ð12 è Ð34 ïî ôîðìóëàì (4.21) è (4.22). Çàòåì íàõîäèì h12 è h34 ïî ôîðìóëàì (4.10) è (4.11). Îáùèé ÊÏÄ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 3123 4

1 1451 1

11 5 1451 34115 2 36782 2

(4.23)

ãäå hî.ï – ÊÏÄ îäíîé ïàðû ïîäøèïíèêîâ (hî.ï = 0,98); ð – ÷èñëî ïàð ïîäøèïíèêîâ. 32

Ïî íàéäåííûì çíà÷åíèÿì hðåä ìîæíî ïîñòðîèòü òåîðåòè÷åñêóþ çàâèñèìîñòü hðåä = f(ÌH). Ôîðìóëû äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÊÏÄ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà ïðèâåäåíû â òàáë. 4.1. Òàáëèöà 4.1 Ôîðìóëû äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïëàíåòàðíûõ ìåõàíèçìîâ Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî

Ïåðåäà÷à

1 > Up > 0

Îò êîëåñà ê âîäèëó 5 6

Îò âîäèëà ê êîëåñó

1 11

34

Up > 1, Up < 0

3 4 1 171 1 9 81 7 5

 2

1

11

2

15 3

11 5 1 1 2

2

1 3 1 7 51 1 7 1 2 49 12 8 11 34 1 15 2 151 1 3

1

56

1

2

2

Ïðèìå÷àíèå: hH – ÊÏÄ ïðåîáðàçîâàííîãî ìåõàíèçìà, âåëè÷èíà êîòîðîãî îïðåäåëÿåòñÿ ïî âûðàæåíèþ hH = hnç.ê (n – ÷èñëî ïàð êîëåñ â ðåäóêòîðå); hç.ê = 0,96–0,98 ÊÏÄ îäíîé ïàðû ïðÿìîçóáîé ïåðåäà÷è; Up – ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ïëàíåòàðíîãî ìåõàíèçìà. Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 4 Öåëü ðàáîòû: îïðåäåëåíèå çàâèñèìîñòè ÊÏÄ ðåäóêòîðà îò ÷èñëà îáîðîòîâ äâèãàòåëÿ è íàãðóçî÷íîãî ìîìåíòà. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ

Óñòàíîâêè äëÿ èññëåäîâàíèÿ õàðàêòåðèñòèê ðåäóêòîðîâ (ðèñ. 4.4) àíàëîãè÷íû ïî êîíñòðóêöèè è ïðèíöèïó äåéñòâèÿ, íî èìåþò íåáîëüøèå êîíñòðóêòèâíûå ðàçëè÷èÿ. Êàæäàÿ ñìîíòèðîâàíà íà îñíîâàíèè, íà êîòîðîì çàêðåïëåíû: ýëåêòðîäâèãàòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà 4, èññëåäóåìûé ðåäóêòîð 7, òîðìîçíîå óñòðîéñòâî 11 è äðóãèå óçëû è äåòàëè. Êîðïóñ ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ñâîáîäíî âðàùàåòñÿ âîêðóã îñè, ñîâïàäàþùåé ñ îñüþ âàëà ýëåêòðîäâèãàòåëÿ. Ïðè âêëþ÷åíèè ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ðåàêòèâíûé ìîìåíò (ðàâíûé ïî àáñîëþòíîìó çíà÷åíèþ ìîìåíòó íà âàëó ýëåêòðîäâèãàòåëÿ) ïîâîðà÷èâàåò êîðïóñ, è îí ñâîèì ðû÷àãîì äàâèò íà ïëîñêóþ ïðóæèíó 2, êîòî33

1

2

3

4

5

6

7

8

9 1

11 12 13

Ðèñ. 4.4

ðàÿ îãðàíè÷èâàåò ïîâîðîò êîðïóñà. Äåôîðìàöèÿ ïðóæèíû ïðîïîðöèîíàëüíà âõîäíîìó ìîìåíòó Ìâõ è èçìåðÿåòñÿ ìåõàíè÷åñêèì èíäèêàòîðîì 3. Àíàëîãè÷íî èçìåðÿåòñÿ ìîìåíò íàãðóçêè ðåäóêòîðà.  ïåðåäíåé ÷àñòè êðîíøòåéíà ñìîíòèðîâàíî èçìåðèòåëüíîå óñòðîéñòâî íàãðóçî÷íîãî ìîìåíòà Ìí, ñîñòîÿùåå èç ïëîñêîé ïðóæèíû 9, äåôîðìàöèÿ êîòîðîé ïðîïîðöèîíàëüíà êðóòÿùåìó ìîìåíòó íà âûõîäå Ìí , è ìåõàíè÷åñêîãî èíäèêàòîðà ïåðåìåùåíèÿ 10.  êà÷åñòâå íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà â óñòàíîâêå ïðèìåíåí ïîðîøêîâûé òîðìîç 12. Âêëþ÷åíèå è ðåãóëèðîâêà íàãðóçêè , à òàêæå âêëþ÷åíèå è ðåãóëèðîâêà ñêîðîñòè äâèãàòåëÿ îñóùåñòâëÿþòñÿ ñ ëèöåâîé ïàíåëè óñòàíîâêè. Ïîêàçàíèÿ èíäèêàòîðîâ ìîìåíòà ïðèâîäà (âõîäíîãî Ìâõ) è íàãðóçêè (âûõîäíîãî Ìí) ïåðåñ÷èòûâàþòñÿ â åäèíèöû ìîìåíòà (íüþòîí íà ìåòð) ïî ñîîòâåòñòâóþùèì ãðàäóèðîâî÷íûì ãðàôèêàì, ïðèëàãàåìûì ê óñòàíîâêàì. ×èñëî îáîðîòîâ ýëåêòðîäâèãàòåëÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî èíäèêàòîðó ñêîðîñòè âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ 1. Äëÿ ðåäóêòîðà ñ íåïîäâèæíûìè îñÿìè èíäèêàòîðîì ñêîðîñòè ÿâëÿåòñÿ ñòðåëî÷íûé ïðèáîð «ñêîðîñòü», ðàñïîëîæåííûé íà ëèöåâîé ïàíåëè óñòàíîâêè. Èíäèêàòîð ñêîðîñòè äâèãàòåëÿ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà íàõîäèòñÿ íà òîðöå äâèãàòåëÿ. Ãðàäóèðîâêà èíäèêàòîðîâ ñêîðîñòè ïðîèçâîäèòñÿ â ïðîöåññå ðàáîòû. Ñâåðõó êàæäûé ðåäóêòîð çàêðûò ïðîçðà÷íîé ëåãêîñúåìíîé êðûøêîé.  ïåðåäíåé ÷àñòè îñíîâàíèÿ ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè èìååòñÿ ïàíåëü, íà êîòîðîé ðàçìåùåíû ñëåäóþùèå îðãàíû óïðàâëåíèÿ: 13 – ðåãóëèðîâêà è âêëþ÷åíèå íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà; 5 – ðåãóëèðîâêà ÷èñëà îáîðîòîâ è âêëþ÷åíèå ýëåêòðîäâèãàòåëÿ. 34

Ýêñïåðèìåíòàëüíîå îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ

Ìîùíîñòü äâèãàòåëÿ, çàòðà÷èâàåìàÿ íà ïðèâåäåíèå â äåéñòâèå óñòàíîâêè, ðàâíà 3 41 1 1 12 212 1

1 12 1 2132 3 45

ãäå Nä⠖ ìîùíîñòü íà âõîäíîì âàëó ðåäóêòîðà; wâõ – óãëîâàÿ ñêîðîñòü äâèãàòåëÿ è âõîäíîãî âàëà ðåäóêòîðà; wâûõ – óãëîâàÿ ñêîðîñòü âûõîäíîãî âàëà ðåäóêòîðà è ðîòîðà òîðìîçà; nâõ è nâûõ – ÷àñòîòà âðàùåíèÿ; Ìâõ è Ìí îïðåäåëÿþòñÿ ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ êàæäîãî ðåäóêòîðà áóäåò

3 786 1

3 152 1 4 2152 14 1 1 1 3 61 1 12 2 12 2 3 1 12

ãäå U0 îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (4.1) äëÿ öèëèíäðè÷åñêîãî çóá÷àòîãî ðåäóêòîðà è ïî ôîðìóëå (4.13) äëÿ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà. Ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ ÊÏÄ ðåäóêòîðà íåñêîëüêî çàíèæåíû ïî ñðàâíåíèþ ñ äåéñòâèòåëüíûìè, òàê êàê ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà è êîíñòðóêöèÿ óñòàíîâêè íå ïîçâîëÿåò ó÷åñòü ïîòåðè â îïîðàõ äâèãàòåëÿ, íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà, à òàêæå ïîòåðè â èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâàõ è ìóôòàõ. ÊÏÄ îäíîé çóá÷àòîé ïàðû ìîæåò áûòü îïðåäåëåí ïî ôîðìóëå

14 1 1 1 123 1 ãäå n – ÷èñëî ñòóïåíåé ïåðåäà÷è. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ Îïðåäåëåíèå ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ

Íà âûêëþ÷åííîé óñòàíîâêå îòêðûâàþò êðûøêó ðåäóêòîðà è îïðåäåëÿþò åãî ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå U. Âðàùàÿ âðó÷íóþ âõîäíîé âàë ðåäóêòîðà, ïî ðèñêàì íà ñîåäèíèòåëüíûõ ìóôòàõ âõîäíîãî è âûõîäíîãî âàëà îïðåäåëÿþò êîëè÷åñòâî îáîðîòîâ âõîäíîãî âàëà, ñîîòâåòñòâóþùåå îäíîìó îáîðîòó âûõîäíîãî (ðåäóêòîðû ïîíèæàþùèå). 35

Ãðàäóèðîâêà èíäèêàòîðîâ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ

Ñêîðîñòü âðàùåíèÿ âûõîäíîãî âàëà ðåäóêòîðà nâûõ îïðåäåëÿåòñÿ âèçóàëüíî ïðè ïîìîùè ñåêóíäîìåðà ïóòåì íàáëþäåíèÿ çà ðèñêîé íà ìóôòå âûõîäíîãî âàëà è ïîäñ÷åòà ÷èñëà îáîðîòîâ â ìèíóòó nâûõ. Òîãäà ñêîðîñòü äâèãàòåëÿ îïðåäåëÿåòñÿ êàê nâõ = nâûõ U. 1. Âêëþ÷èòü äâèãàòåëü è ïðè âûêëþ÷åííîé íàãðóçêå îïðåäåëèòü ïî èíäèêàòîðó äèàïàçîí ðåãóëèðîâêè ñêîðîñòè. 2. Ïðîâåñòè èçìåðåíèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ ïðè êðàéíèõ è äâóõ ïðîìåæóòî÷íûõ ïîêàçàíèÿõ èíäèêàòîðà ñêîðîñòè. 3. Ïî ïîëó÷åííûì äàííûì ïîñòðîèòü è ïðèâåñòè â îò÷åòå ãðàäóèðîâî÷íûé ãðàôèê ñêîðîñòè âàëà äâèãàòåëÿ â çàâèñèìîñòè îò ïîêàçàíèé èíäèêàòîðà ñêîðîñòè. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ çàâèñèìîñòè ÊÏÄ ðåäóêòîðà îò íàãðóçî÷íîãî ìîìåíòà íà âûõîäíîì âàëó, ò. å. h = f(Ìí) ïðè nâõ = const è îò ñêîðîñòè h = f (nâõ) ïðè Ìí = const

1. Ïðè âûêëþ÷åííîé íàãðóçêå çàïèñàòü (èëè îáíóëèòü) íà÷àëüíûå ïîêàçàíèÿ èíäèêàòîðîâ ìîìåíòîâ. 2. Âêëþ÷èòü íàãðóçêó è ïðîâåðèòü åå ðåãóëèðîâêó ïî îòêëîíåíèþ èíäèêàòîðîâ. 3. Âðàùàÿ ðó÷êó “Íàãðóçêà” ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêå, íàãðóçèòü ðåäóêòîð ìèíèìàëüíûì âûõîäíûì ìîìåíòîì Ìí. 4. Ïîëüçóÿñü ïîêàçàíèÿìè èíäèêàòîðà «Ñêîðîñòü», óñòàíîâèòü íà âàëó ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ìèíèìàëüíîå ÷èñëî îáîðîòîâ nâõ = const. 5. Çàïèñàòü è òàáëèöó îòñ÷åò âõîäíîãî è âûõîäíîãî ìîìåíòîâ. 6. Ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàÿ íàãðóçî÷íûé ìîìåíò Ìí è ïîääåðæèâàÿ îáîðîòû ïîñòîÿííûìè, çàïèñûâàþò íå ìåíåå ÷åòûðåõ ïàð îòñ÷åòîâ âõîäíîãî è âûõîäíîãî ìîìåíòîâ. 7. Óâåëè÷èâàþò ñêîðîñòü âðàùåíèÿ è, ïîääåðæèâàÿ åå ïîñòîÿííîé, ïîâòîðÿþò èçìåðåíèÿ ïî ïï. 3–6. 8. Ïîâòîðèòü ï. 7 åùå ïðè äâóõ çíà÷åíèÿõ ñêîðîñòåé. 9. Ïîñëåäíåå èçìåðåíèå (ìàêñèìàëüíûé ìîìåíò ïðè ìàêñèìàëüíîé âîçìîæíîé ñêîðîñòè) èñïîëüçîâàòü êàê ïåðâîå â ïîñëåäóþùåé ñåðèè (ïðè ïîñòîÿííîì ìîìåíòå íàãðóçêè). 10. Óìåíüøèòü ñêîðîñòü äî ìèíèìàëüíîé, ïîääåðæèâàÿ ìîìåíò íàãðóçêè ïîñòîÿííûì, çàïèñàòü ïîêàçàíèÿ èíäèêàòîðîâ ñêîðîñòè è âõîäíîãî ìîìåíòà. 11. Ïîâòîðèòü èçìåðåíèÿ ïî ï. 10 ïðè äâóõ ïðîìåæóòî÷íûõ çíà÷åíèÿõ ñêîðîñòè. 36

12. Óâåëè÷èòü ñêîðîñòü äî ìàêñèìàëüíîé, ìîìåíò íàãðóçêè óìåíüøèòü äî ìèíèìàëüíîãî. 13. Ïðîâåñòè èçìåðåíèÿ ïî ïï. 10–12 ïðè äàííîì ìîìåíòå íàãðóçêè. 14. Ïîâòîðèòü ðàáîòó ïî ï. 13 ïðè äâóõ ïðîìåæóòî÷íûõ çíà÷åíèÿõ ìîìåíòà íàãðóçêè. 15. Ïåðåñ÷èòàòü çíà÷åíèÿ ìîìåíòîâ ïî ãðàäóèðîâî÷íûì ãðàôèêàì. 16. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé è ðàñ÷åòîâ çàïèñûâàþò â òàáë. 4.2. Èçìåíåíèå êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ è ìîùíîñòè ðåäóêòîðà â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû Ìí ïðè nâõ = const è nâõ ïðè Ìí = const Òàáëèöà 4.2 Èçìåíåíèå êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ è ìîùíîñòè ðåäóêòîðîâ â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû Ìí ïðè nâõ = const è nâõ ïðè Ìí = const

Òèï ðåäóêòîðà____________________________ Èñõîäíûå äàííûå äëÿ ýêñïåðèìåíòà

nâõ îá/ìèí

const 1

const 2

min = ... ... max = min = ... ... max =

Ìí äåëåíèÿ øêàëû èíäèêàòîðà

Çàìåðû nâûõ

Í·ñì îá/ìèí

Ìâõ äåëåíèÿ øêàëû èíäèêàòîðà

Ðàñ÷åòû h Í·ñì

h1 %

Nâõ

Nâûõ Âò

min = ... ... max = min = ... ... max = const 1

const 2

37

Ïî ðåçóëüòàòàì èññëåäîâàíèÿ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà ñòðîÿò çàâèñèìîñòè: hïë = f1(Ìí), Nâûõ = f2(Ìí), Nâõ = f3(Ìí), hïë = f4(nâõ), Nâûõ = f5(nâõ), Nâõ = f6(nâõ). Îôîðìèòü åäèíûé ïî äâóì ÷àñòÿì ðàáîòû îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ, ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ è ýêñïåðèìåíòà âíåñòè â òàáëèöû, ãðàôèêè çàâèñèìîñòåé âûïîëíèòü íà ìèëëèìåòðîâêå. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ.

38

5. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÒÎ×ÍÎÑÒÈ ÇÓÁ×ÀÒÎÃÎ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

5.1. Òî÷íîñòü çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ Òî÷íîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ çóá÷àòûìè ïåðåäà÷àìè çàâèñèò îò òî÷íîñòè âûïîëíåíèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ ïåðåäà÷è è èõ ðàñïîëîæåíèÿ. Êðîìå òîãî, íà òî÷íîñòü çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà âëèÿþò óïðóãèå äåôîðìàöèè çóáüåâ, âàëîâ, îïîð è äðóãèõ ýëåìåíòîâ ïåðåäà÷è. Ñòàíäàðòàìè ÃÎÑÒ 9178-86 (äëÿ 0,1 £ m £ 1ìì) è ÃÎÑÒ 1643-86 (äëÿ m ³ 1 ìì) ïðåäóñìîòðåíû 12 ñòåïåíåé òî÷íîñòè, ïî êîòîðûì îïðåäåëÿþò äîïóñêè è îòêëîíåíèÿ.  ïðèáîðîñòðîåíèè íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþò 6–9-å ñòåïåíè òî÷íîñòè, ñòåïåíè 4 è 5 – îñîáî òî÷íûå çóá÷àòûå êîëåñà, ê êîòîðûì ïðåäúÿâëÿþò âûñîêèå òðåáîâàíèÿ ïî ïîñòîÿíñòâó ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ è ïëàâíîñòè õîäà, ïåðâûå òðè ñòåïåíè áóäóò èñïîëüçîâàòüñÿ â ïåðñïåêòèâå. Êàæäàÿ ñòåïåíü òî÷íîñòè õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè îñíîâíûìè ïîêàçàòåëÿìè: êèíåìàòè÷åñêîé òî÷íîñòüþ, ïëàâíîñòüþ ðàáîòû, ïÿòíîì êîíòàêòà çóáüåâ, áîêîâûì çàçîðîì ìåæäó íåðàáîòàþùèìè ïðîôèëÿìè çóáüåâ, øåðîõîâàòîñòüþ ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé. Êèíåìàòè÷åñêàÿ òî÷íîñòü ïåðåäà÷è õàðàêòåðèçóåò ïîñòîÿíñòâî ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ çà îäèí îáîðîò âåäóùåãî è âåäîìîãî êîëåñ. Êîëè÷åñòâåííî êèíåìàòè÷åñêàÿ òî÷íîñòü õàðàêòåðèçóåòñÿ ðàäèàëüíûì áèåíèåì çóá÷àòûõ âåíöîâ è íàêîïëåííîé ïîãðåøíîñòüþ øàãà. Ïëàâíîñòü õîäà ïåðåäà÷è õàðàêòåðèçóåò ïîñòîÿíñòâî ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ â ïðåäåëàõ ïîâîðîòà êîëåñà íà îäèí çóá (íà óãëîâîé øàã), ïëàâíîñòü õîäà îöåíèâàåòñÿ öèêëè÷åñêîé ïîãðåøíîñòüþ DF = Saj/n, ìíîãîêðàòíî ïîâòîðÿþùåéñÿ çà îáîðîò êîëåñà. Ïëàâíîñòü ðàáîòû çàâèñèò îò ïîãðåøíîñòåé èçãîòîâëåíèÿ ïðîôèëåé çóáüåâ è íàèáîëüøèõ îòêëîíåíèé øàãà çàöåïëåíèÿ, è ýòà ïîãðåøíîñòü ðàññ÷èòûâàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, äëÿ áûñòðîâðàùàþùèõñÿ ïåðåäà÷. Ñòåïåíü êîíòàêòà ñîïðÿæåííûõ çóáüåâ êîëåñ îïðåäåëÿåò ïîëíîòó ïðèëåãàíèÿ ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé çóáüåâ. Íîðìû êîíòàêòà çóáüåâ îïðåäåëÿþò äîïóñêè íà ïîãðåøíîñòü íàïðàâëåíèÿ çóáüåâ, íå ïàðàëëåëüíîñòü è ïåðåêîñ îñåé êîëåñ è ýòà ïîãðåøíîñòü õàðàêòåðíà äëÿ òÿæåëîíàãðóæåííûõ ïåðåäà÷. 39

Áîêîâîé çàçîð jn, èçìåðÿåìûé ïî íîðìàëè (ðèñ. 5.1) ê ïðîôèëÿì çóáüåâ ñî ñòîðîíû íåðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé, îáðàçóåòñÿ çà ñ÷åò îòðèöàòåëüíûõ äîïóñêîâ íà òîëùèíó çóáà. Îí íåîáõîäèì äëÿ êîìïåíñàöèè òåìïåðàòóðíûõ äåôîðìàöèé, íåòî÷íîñòåé ìåæîñåâîãî ðàññòîÿíèÿ, ïðîãèáîâ âàëîâ è çàçîðîâ â îïîðàõ. Íàëè÷èå çàçîðà jn îáåñïå÷èâàåò íîðìàëüíûå óñëîâèÿ ñìàçêè. ×èñëîâîå çíà÷åíèå áîêîâîãî çàçîðà îïðåäåëÿåòñÿ âèäîì äîïóñêà íà áîêîâîé çàçîð

12 21

2

21 1

11

11 Ðèñ. 5.1

è âèäîì ñîïðÿæåíèÿ çóáüåâ. Ïî ÃÎÑÒ 9178-72 óñòàíîâëåíî ïÿòü âèäîâ ñîïðÿæåíèé: Í – ñ íàèìåíüøèì, G, F – ñ íîðìàëüíûì, E D – ñ óâåëè÷åííûì çàçîðîì è ïÿòü âèäîâ äîïóñêîâ h, g, f, e, d. Âèä ñîïðÿæåíèÿ îïðåäåëÿåò ðàñïîëîæåíèå ïîëÿ äîïóñêà. Êàæäîìó ñîïðÿæåíèþ ñîîòâåòñòâóåò îäèí äîïóñê íà áîêîâîé çàçîð H–h, G–g, F–f, E–e, D–d. Íà ðèñ. 5.2 ïîêàçàíî îòíîñèòåëüíîå ðàñïîëîæåíèå äîïóñêîâ íà áîêîâûå çàçîðû è ñîîòâåòñòâóþùèå èì ìèíèìàëüíûå áîêîâûå çàçîðû, îïðåäåëÿåìûå ïî ÃÎÑÒ 9178-72.

7 76 7789 27378

8 9

1

5 12324563782449

6462 49 2739

4

 123

3

2 Ðèñ. 5.2

40

6

Íàëè÷èå áîêîâîãî çàçîðà jn ìåæäó ñîïðÿæåííûìè çóáüÿìè êîëåñ îáóñëîâëèâàåò òàê íàçûâàåìûé êèíåìàòè÷åñêèé ìåðòâûé õîä çóá÷àòîé ïåðåäà÷è. Ìåðòâûé õîä ïàðû ñîïðÿæåííûõ çóá÷àòûõ êîëåñ îïðåäåëÿåòñÿ óãëîì ïîâîðîòà Dj îäíîãî êîëåñà ïðè íåïîäâèæíîì âòîðîì êîëåñå. Îí ïðîÿâëÿåòñÿ â ðåâåðñíûõ ïåðåäà÷àõ è ñíèæàåò òî÷íîñòü äåéñòâèÿ ìåõàíèçìà, âûçûâàåò âèáðàöèþ è äðóãèå âðåäíûå ÿâëåíèÿ. Ó÷èòûâàÿ ýòî, ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ïåðåäà÷ òî÷íûõ èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâ ïðîèçâîäÿò ðàñ÷åò ìåðòâîãî õîäà ìåõàíèçìà, à òàêæå ïðåäóñìàòðèâàþò êîíñòðóêòèâíûå ñðåäñòâà äëÿ åãî ëèêâèäàöèè èëè óìåíüøåíèÿ. Ìåðòâûé õîä óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè íåòî÷íîé ñáîðêå çóá÷àòûõ êîëåñ, óâåëè÷åíèè ðàñ÷åòíîãî ìåæîñåâîãî ðàññòîÿíèÿ, ïðè ïîñàäêå êîëåñà íà âàë ñ ýêñöåíòðèñèòåòîì, ïðè íàëè÷èè çàçîðîâ â ïîäøèïíèêîâûõ óçëàõ.  ïðèáîðîñòðîåíèè ðàññ÷èòûâàþò â îñíîâíîì êèíåìàòè÷åñêóþ ïîãðåøíîñòü è ïîãðåøíîñòü áîêîâîãî çàçîðà (ìåðòâîãî õîäà). Ïîä êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòüþ çóá÷àòîãî êîëåñà ïîíèìàþò ðàçíîñòü ìåæäó äåéñòâèòåëüíûì è íîìèíàëüíûìè óãëàìè ïîâîðîòà êîëåñà íà åãî ðàáî÷åé îñè, âåäîìîãî òî÷íûì (èäåàëüíûì) çóá÷àòûì êîëåñîì, êîòîðàÿ âûðàæàåòñÿ â ëèíåéíûõ âåëè÷èíàõ äëèíîé äóãè äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè â ìèêðîìåòðàõ, ïåðåñ÷èòûâàåìîé â äàëüíåéøåì â óãëîâûå ìèíóòû. Èç-çà íàëè÷èÿ ïîãðåøíîñòåé èçãîòîâëåíèÿ çóá÷àòûõ êîëåñ è ñáîðêè ïåðåäà÷è óãîë ïîâîðîòà j2 âåäîìîãî çâåíà ðåàëüíûõ çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ âñåãäà îòëè÷àåòñÿ îò óãëà ïîâîðîòà âåäîìîãî çâåíà j 2è èäåàëüíîé çóá÷àòîé ïåðåäà÷è ïðè îäíîì è òîì æå çíà÷åíèè îáîáùåííîé êîîðäèíàòû j 1. Äëÿ çóá÷àòîé ïåðåäà÷è ñ ïåðåäàòî÷íûì ÷èñëîì U 12

12 2

11 3 412 1 112

(5.1)

ãäå dj2 – ïîãðåøíîñòü ïîëîæåíèÿ âåäîìîãî çâåíà, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèîíàëüíîé âåëè÷èíîé (ðèñ. 5.3) dj2 = f(j2). Íàèáîëüøåé êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòüþ djmax ïåðåäà÷è íàçûâàåòñÿ íàèáîëüøàÿ àëãåáðàè÷åñêàÿ ðàçíîñòü êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ïåðåäà÷è çà ïîëíûé öèêë èçìåíåíèÿ îòíîñèòåëüíîãî ïîëîæåíèÿ çóá÷àòûõ êîëåñ (ðèñ. 5.3,à). Íàëè÷èå áîêîâîãî çàçîðà jn ìåæäó ñîïðÿæåííûìè ïðîôèëÿìè çóá÷àòûõ êîëåñ, íåîáõîäèìîãî äëÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû ïåðåäà÷è, ïðè 41

12 1

12 1

12 123

12

211

21

11

131

21 12 1453

Ðèñ. 5.3

èçìåíåíèè íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ òàê íàçûâàåìîãî ìåðòâîãî õîäà ïåðåäà÷è. Ðàçíîñòü ïîëîæåíèé âåäîìîãî çâåíà äëÿ îäèíàêîâûõ ïîëîæåíèé âåäóùåãî çâåíà ïðè ïðÿìîì jïð è îáðàòíîì jîá õîäàõ ïåðåäà÷è ïðèíÿòî íàçûâàòü ìåðòâûì õîäîì (ðèñ. 5.3,á) è îáîçíà÷àòü 11 2 312 4 334 1

(5.2)

Äëÿ çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà ñ n ÷èñëîì ñòóïåíåé ïåðåäà÷ åãî êèíåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü dj S è ìåðòâûé õîä dÑS îïðåäåëÿþòñÿ ñóììîé ïðèâåäåííûõ ê âûõîäíîìó çâåíó ìåõàíèçìà êèíåìàòè÷åñêèõ ïîãðåøíîñòåé djmaxj è ìåðòâûõ õîäîâ dÑmax j-õ ñòóïåíåé ïåðåäà÷, îïðåäåëÿåìûõ èõ òèïîì è êîýôôèöèåíòîì ïðèâåäåíèÿ xj–n. Ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíîì îïðåäåëåíèè êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà è ìåðòâîãî õîäà íåîáõîäèìî çàìåðèòü äåéñòâèòåëüíûå óãëû ïîâîðîòà âûõîäíîãî çâåíà j iä, jïð , jîá (â ïðåäåëàõ îäíîãî îáîðîòà) ïðè îïðåäåëåííîì óãëå ïîâîðîòà âåäóùåãî çâåíà j iâõ. Íîìèíàëüíûé óãîë ïîâîðîòà âûõîäíîãî çâåíà ìåõàíèçìà ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó

113 2

1112 1 14

(5.3)

ãäå U0 = U12 U34 U56 U78 – ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå âñåãî ìåõàíèçìà êàê ïðîèçâåäåíèå ïåðåäàòî÷íûõ ÷èñåë Uj j-õ ñòóïåíåé ïåðåäà÷. Ïî íàéäåííûì îòêëîíåíèÿì

121 3 211 4 211

(5.4) îïðåäåëÿþò êèíåìàòè÷åñêóþ ïîãðåøíîñòü ìåõàíèçìà. Ìåðòâûé õîä ìåõàíèçìà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå (5.2) ïî èçìåðåííûì ñðåäíèì çíà÷åíèÿì jiïð è jiîá. 42

Ðàñ÷åò êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè Dj è ïîãðåøíîñòè ìåðòâîãî õîäà dÑ çóá÷àòîé ïåðåäà÷è ïðîâîäèòñÿ ïî ÃÎÑÒó 21098-77 äâóìÿ ìåòîäàìè – ìàêñèìóì-ìèíèìóì è âåðîÿòíîñòíûé. 5.2. Ðàñ÷åò êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè Ðàñ÷åò ìèíèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè äëÿ 7 è 8-é ñòåïåíåé òî÷íîñòè îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

1 6 12341 1 2 3 7 2 3 2 45123 2 34 3 5

(5.5)

è ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ïî ôîðìóëå

1 8 1 3 1 2 5 21 9 1 3 21 9 1 2 5 21 9 1 3 21 4 1 67234 (5.6) 26 21 16 11  5



Ïðè ðàñ÷åòå ïî âåðîÿòíîñòíîìó ìåòîäó èñïîëüçóþò ôîðìóëó 2 3 12123

1 12123 1 31 14

(5.7)

 ýòèõ ôîðìóëàõ ks è k0 – êîýôôèöèåíòû ôàçîâîé êîìïåíñàöèè, ðàâíûå â çàâèñèìîñòè îò ïåðåäàòî÷íîãî ÷èñëà U = 3,0…3,5, ks = 0,75, k0 = 0,97 ; Òàáëèöà 5.1 Ïàðàìåòðû çóá÷àòûõ êîëåñ óñòàíîâêè (âûïèñêà ïî ÃÎÑÒ 21098-77) Íîìåð êîëåñà Z

mZi

Z1

24

Z2

76

Z3

24

Z4

76

Z5

18

Z6

82

Z7

18

Z8

82

Âèä F'iê , ñîïðÿæåíèÿ ìêì

Aíe, ì êì

Tí, ì êì

43

60

45

56

80

52

43

60

45

56

80

52

34

39

45

52

56

52

34

39

38

52

56

45

D D E F

±fa, jn min, ì êì ì êì

Dpi, ì êì

ep, ì êì

e a, ì êì

54

10

8

10

54

10

8

10

35

10

8

10

22

12

8

10

43

Ïðèìå÷àíèå. Ñòåïåíü òî÷íîñòè èçãîòîâëåíèÿ êîëåñ – 7. 43

U = 4,5…5,0, ks = 0,87, k0 = 0,96. Êîýôôèöèåíò ôàçîâîé êîìïåíñàöèè kp ïðè U = 3,0¸5,0 ðàâåí kp = 0,92; Fiê – ñóììàðíîå çíà÷åíèå äîïóñêîâ íà íàêîïëåííóþ ïîãðåøíîñòü Fðê øàãà è ìåñòíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïîãðåøíîñòü fiê, ìêì (k = 1,2); ESê – ñóììàðíàÿ íàêîïëåííàÿ ïîãðåøíîñòü ìîíòàæà 1

1 11 2 1 21 3 5 6 4 32 1 8 234 7 9

ãäå åð è åà – äîïóñêè íà ìîíòàæíûå ðàäèàëüíûå è îñåâûå áèåíèÿ çóá÷àòûõ êîëåñ ñîîòâåòñòâåííî (òàáë. 5.1); a – óãîë çàöåïëåíèÿ (äëÿ ïðÿìîçóáîãî êîëåñà a = 20°). Âûäåðæêè èç ñòàíäàðòîâ (ÃÎÑÒ 21098-77) äëÿ ïåðåäà÷è 7-é ñòåïåíè òî÷íîñòè ïðèâåäåíû â òàáë. 5.1. 5.3. Ðàñ÷åò ìåðòâîãî õîäà çóá÷àòîé ïåðåäà÷è Ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå ìåðòâîãî õîäà dÑmin îäíîé ñòóïåíè ïåðåäà÷è ðàâíî ãàðàíòèðîâàííîìó áîêîâîìó çàçîðó jn, îïðåäåëÿåìîìó â çàâèñèìîñòè îò ñòåïåíè òî÷íîñòè, âèäà ñîïðÿæåíèÿ çóá÷àòûõ êîëåñ è âåëè÷èíû ìåæîñåâîãî ðàññòîÿíèÿ ÀÍå, ò. å. 11 2 11345 2 22 1

Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ìåðòâîãî õîäà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå 11 2 31456 4 123 1 2789 5 2783 2 5 124 3 23 9 5 3 23 3 5 5 4 33 5 6593 5 6533 (5.8)

1

2

è ïðè âåðîÿòíîñòíîì ìåòîäå – ïî âûðàæåíèþ

1

1 21 1 22 31345 4 2 3 33345

(5.9)

ãäå ÀÍåê – íàèìåíüøåå ñìåùåíèå èñõîäíîãî êîíòóðà, ìêì; ÒÍê – äîïóñê íà ñìåùåíèå èñõîäíîãî êîíòóðà, ìêì; ± fa – ïðåäåëüíûå îòêëîíåíèÿ ìåæîñåâîãî ðàññòîÿíèÿ (ïëþñ – âåðõíåå, ìèíóñ – íèæíåå); Dðê – ðàäèàëüíûé çàçîð (ëþôò) â îïîðàõ âðàùåíèÿ. Äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ ðàñ÷åòà êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè è ìåðòâîãî õîäà, ïðèâåäåíû â òàáë. 5.1. Ïåðåñ÷åò çíà÷åíèé djmàõj è dÑmàõj (â ìêì) â óãëîâûå ìèíóòû ìîæåò áûòü âûïîëíåí íà îñíîâàíèè ñîîòíîøåíèé: 44

123123 1 4 1233 2 1 3 1233 11123

12 123 1

4

(5.10)

11123 1

4

(5.11)

14 1

24 1

Ðàñ÷åò êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè dj'S è ìåðòâîãî õîäà dÑ'S çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà ñ n ÷èñëîì ñòóïåíåé ïåðåäà÷ (ìåòîäîì ìàêñèìóìà-ìèíèìóìà) ïðîèçâîäÿò ïî ôîðìóëàì: 1

2311 123 4 6 5 2 21 231123 2 1

(5.12)

2 34 1

1 21 2111 123 3 5 4 2 21 21123

(5.13)

2 34

â êîòîðûõ dj'màõj è dÑ'màõj – êèíåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü è ìåðòâûé õîä j-é ñòóïåíè ïåðåäà÷è; xj–n – êîýôôèöèåíòû ïðèâåäåíèÿ j-é ñòóïåíè ïåðåäà÷è ê âûõîäíîìó çâåíó ìåõàíèçìà. Äëÿ ìåõàíèçìà, êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà êîòîðîãî ïðèâåäåíà íà ðèñ. 5.5, êîýôôèöèåíòû ïðèâåäåíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëàì 111 4 2

112 113 114 1 1 1 1 141 3 2 12 13 1 131 2 2 12 1 1 111 2 12 1 22 1 231 24 1 42 1 43 1 42

ãäå Z1j è Z2j – ÷èñëà çóáüåâ øåñòåðíè è êîëåñà j-é ñòóïåíè ïåðåäà÷è ñîîòâåòñòâåííî. Ïðè ðàñ÷åòå dj'S è dÑ'S âåðîÿòíîñòíûì ìåòîäîì çàäàþòñÿ ïðîöåíòîì ðèñêà ð è ñîîòâåòñòâóþùèìè êîýôôèöèåíòàìè t1 è t2. Ïðè êîýôôèöèåíòàõ ðèñêà 10,0; 4,5; 1,0 êîýôôèöèåíòû t1 è t2 ðàâíû 0,26; 0,35; 0,48 è 0,21; 0,28; 0,39 ñîîòâåòñòâåííî. Òîãäà 1

1

1 4532 6 7 3 8 12

 1 9 2 41 2 2

4113 5 622 7 21

1 8 3 31 9 3 2

2 52 1

3 42

1

1

(5.14)

1

(5.15) 45

ãäå 1

31 6 12 7  8 2 31 9 5123 2  9 5145 2 3 2 46

1

24 2

211 3 451123 1 6 451145 1 1

1 31 5 3 91145 5 3 4 2 21 3 41 1 6 21 7  8 3 21  91123 1 21 2 123 2 5 41145

3  3 36 1 12 , 1 11 – êîîðäèíàòû ñåðåäèí ïîëåé äîïóñêîâ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè è ìåðòâîãî õîäà ìåõàíèçìà; 111 , 112 – ïîëÿ ðàññåÿíèÿ âåëè÷èí 12 1 è 11 1 â j-é ïåðåäà÷å.

1

2

Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 5 Öåëü ðàáîòû: îïðåäåëåíèå êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè è ïîãðåøíîñòè ìåðòâîãî õîäà äëÿ çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ Ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îïðåäåëåíèÿ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ìåõàíèçìà è ïîãðåøíîñòè ìåðòâîãî õîäà ñîñòîèò èç èññëåäóåìîãî ÷åòûðåõñòóïåí÷àòîãî ðåäóêòîðà ñ öèëèíäðè÷åñêèìè çóá÷àòûìè ïåðåäà÷àìè è èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà. Óïðîùåííîå èçîáðàæåíèå ðåäóêòîðà ïîêàçàíî íà ðèñ. 5.4, 5.5. Ðåäóêòîð ñîäåðæèò êîðïóñ 11, â êîòîðîì ñ ïîìîùüþ ñòàêàíîâ 3 è ïîäøèïíèêîâ 4 óñòàíîâëåíû íà îäèíàêîâûõ ìåæîñåâûõ ðàññòîÿíèÿõ ìåæäó âàëàìè 14. Íà âàëàõ öàíãîâûìè çàæèìàìè 7 êðåïÿòñÿ 1

2

18

46

17

3 4

16

5

15

6 7

14

Ðèñ. 5.4

8

13

12

9

10

11

19

11

6

18

15

17

14

13

12

Ðèñ 5.5

ñìåííûå çóá÷àòûå êîëåñà: 1 – âåäóùåå; 2, 5, 6, 13, 15, 16 – ïðîìåæóòî÷íûå; 12 – âûõîäíîå. Êðîìå ýòîãî, íà âåäóùåì âàëó óñòàíîâëåí ìàõîâè÷îê 17 è ïðóæèííûé ôèêñàòîð 18, ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ ôèêñàöèè ïîëîæåíèÿ è îòñ÷åòà ïîâîðîòà âåäóùåãî êîëåñà 1 íà îäèí îáîðîò. Íà âûõîäíîì âàëó óñòàíîâëåíî ìåëêîìîäóëüíîå çóá÷àòîå êîëåñî 8 äëÿ ïðèâîäà ñ ïîìîùüþ çóá÷àòîé øåñòåðíè 9 ñêîëüçÿùåãî êîíòàêòà ïîòåíöèîìåòðà 10. Ïàðàìåòðû çóá÷àòûõ êîëåñ èññëåäóåìîãî ìåõàíèçìà ïðèâåäåíû â òàáë. 5.1. Ëàáîðàòîðíàÿ óñòàíîâêà ïîçâîëÿåò ìîíòèðîâàòü çóá÷àòûå ìåõàíèçìû ñ ðàçíûìè ïåðåäàòî÷íûìè îòíîøåíèÿìè Uj, ðàâíûìè 208,15; 20,8; 10,28; 1,0 è ðàçëè÷íûìè âçàèìíûìè îòíîñèòåëüíûìè ïîëîæåíèÿìè ñîïðÿæåííûõ çóá÷àòûõ êîëåñ. Ïðè ðÿäîâîì ñîåäèíåíèè çóá÷àòûõ êîëåñ (ðèñ. 5.5) ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå ìåõàíèçìà ñîñòàâëÿåò U1–4 = 208,15. Ïîâîðîòó âåäóùåãî êîëåñà 1 íà îäèí îáîðîò (2p ðàäèàí) ñîîòâåòñòâóåò íîìèíàëüíûé óãîë ïîâîðîòà âûõîäíîãî âàëà jií = 103,8 óãë. ìèí, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò èçìåíåíèþ ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòåíöèîìåòðà (â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ïîñëåäíåãî â êà÷åñòâå äàò÷èêîâ èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà) íà 0,043 êÎì. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ

Ìåòîäèêà îïðåäåëåíèÿ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà çàêëþ÷àåòñÿ â ïîñëåäîâàòåëüíîì èçìåðåíèè óãëîâûõ ïîëîæåíèé âûõîäíîãî çâåíà ïðè èçâåñòíîì óãëå ïîâîðîòà âõîäíîãî çâåíà (2p – îäèí îáîðîò âàëà). Ðàçíîñòè ìåæäó ïîñëåäóþùèìè è ïðåäûäóùèìè çíà÷åíèÿìè èçìåðåííûõ âåëè÷èí óãëîâûõ ïîëîæåíèé âûõîäíîãî âàëà ñîñòàâÿò ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ åãî óãëîâ ïîâîðîòà jiä (óãëîâûõ ïåðåìåùåíèé).  ñâÿçè ñ áîëüøèì ïåðåäàòî÷íûì îòíîøåíèåì ïðåäñòàâëåííîãî ìåõàíèçìà èçìåðåíèå óãëîâûõ ïîëîæåíèé âûõîäíîãî 47

çâåíà â íåïðåðûâíîì ðåæèìå äîñòàòî÷íî òðóäîåìêî, ïîýòîìó îãðàíè÷èâàþòñÿ äèñêðåòíûìè èçìåðåíèÿìè ïîëîæåíèÿ âûõîäíîãî âàëà ÷åðåç êàæäûå 45° àáñîëþòíîãî ïîâîðîòà íà 2p ðàäèàí. 1. Èçìåðåíèå êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ìåõàíèçìà ïðîèçâåñòè â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè: à) ïîäêëþ÷èòü óñòàíîâêó ê âíåøíåé ñåòè; á) ïîâåðíóòü âåäóùåå êîëåñî 1 çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà ìàõîâè÷êîì 17 íà îäèí îáîðîò ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå (äî ùåë÷êà ïðóæèíèñòîãî ôèêñàòîðà 18), ñíÿòü ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà ñ òî÷íîñòüþ äî ÷åòâåðòîãî çíàêà è çàïèñàòü â òàáëèöó íàáëþäåíèé (òàáë. 5.2); Òàáëèöà 5.2 Çàìåðû è ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé Ñðåäíåå Êèíåìàòè÷åñêàÿ ç íà÷åíèå Ìåðòâûé õîä, Íîïîãðåøíîñòü, Ïîêàçà- Óãîë ó ã ë à óãë. ìèí ìåð óãë. ìèí íèÿ ïðè- ïîâîðî- ïîâîðîòà ïîçèáîðà Ri òà ji öèè óãë. ïðÿìîé îáðàòíûé êÎì Dj ýi Dj ýS j 'Smax dC +ø C 'Smax ìèí jï ð jîá

1

…

0,2744 0,0432 0,3176 0,0408 0,3584 0,0433 0,4017 …

…

8

â) ïîâòîðèòü îïåðàöèþ ïî ï. á òðèæäû; ã) ïîâåðíóòü âåäóùåå êîëåñî íà 23 îáîðîòà ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå; ïîñëå ÷åãî ñíÿòü ïîêàçàíèÿ è ñíîâà òðèæäû ïîâòîðèòü îïåðàöèè ïî ï. á; ä) îïåðàöèè ïî ï. ã ïîâòîðÿþò åùå ñåìü ðàç äëÿ ïîëó÷åíèÿ îñðåäíåííûõ çíà÷åíèé óãëîâûõ ïîëîæåíèé âåäîìîãî çâåíà â âîñüìè îáëàñòÿõ óãëîâîãî ïåðåìåùåíèÿ; å) îáðàáîòàòü ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ, êîíòðîëèðóÿ çàêîíîìåðíîñòü èçìåíåíèÿ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè, è çàïèñàòü â òàáë. 5.2. 2. Èçìåðåíèå ïîãðåøíîñòè ìåðòâîãî õîäà: 48

à) ïîâåðíóòü âåäóùåå êîëåñî 1 íà 2–3 îáîðîòà ñíà÷àëà ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè è çàïèñàòü ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà; çàòåì ïîâåðíóòü êîëåñî íà òàêîå æå êîëè÷åñòâî îáîðîòîâ ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå, è çàïèñàòü ïîêàçàíèÿ; á) îïåðàöèè ïî ï. à ïîâòîðèòü òðèæäû; â) ïîâåðíóòü âåäóùåå êîëåñî íà 2–3 îáîðîòà ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè áåç ñúåìà ïðîìåæóòî÷íûõ ïîêàçàíèé è ôèêñèðóÿ òîëüêî ïîñëåäíåå; ã) ïîâòîðèòü îïåðàöèè ïî ïï. à è á; ä) îáðàáîòàòü ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé è çàïèñàòü â òàáë. 5.2. Ñíèìàåìûå â ïðîöåññå ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòà ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà, ñîîòâåòñòâóþò îïðåäåëåííîìó ïîëîæåíèþ âûõîäíîãî çâåíà ìåõàíèçìà â ñèñòåìå îòñ÷åòà ïðèáîðà. Àëãåáðàè÷åñêàÿ ðàçíîñòü ìåæäó ïîñëåäóþùèì è ïðåäûäóùèìè ïîêàçàíèÿìè åãî ñîñòàâëÿåò óãîë ïîâîðîòà âûõîäíîãî âàëà ìåõàíèçìà â åäèíèöàõ èçìåðåíèÿ èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà (íàïðèìåð, â êèëîîìàõ). Ïåðåâîä â óãëîâûå ìèíóòû ïðîèçâîäèòñÿ ïî âûðàæåíèþ j'i = 2,4·103 Ri, óãë. ìèí. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè óãëû ïîâîðîòà (â êàæäîé èç âîñüìè îáëàñòåé çàìåðîâ) óñðåäíÿþò è ñðåäíåå çíà÷åíèå ñðàâíèâàþò ñ íîìèíàëüíûì óãëîì ïîâîðîòà (â óãë. ìèí) âûõîäíîãî âàëà, îïðåäåëÿåìîãî ïî ôîðìóëàì (5.3) è (5.10). Ðàçíîñòü ìåæäó íèìè è áóäåò õàðàêòåðèçîâàòü âåëè÷èíó êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè â êàæäîé èç âîñüìè ïîçèöèé âûõîäíîãî çâåíà. Âû÷èñëåíèå êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ïðîèçâîäÿò ïî ôîðìóëå (5.4). Ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ 1221 (i = 1–8) ïîçâîëÿþò ïîñòðîèòü ãðàôèê çàâèñèìîñòè êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ìåõàíèçìà â ôóíêöèè åãî óãëà ïîâîðîòà â ïðåäåëàõ 2p ðàäèàí. Íàèáîëüøàÿ êèíåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà ðàâíà àëãåáðàè÷åñêîé ðàçíîñòè ìàêñèìàëüíîãî 1211 123 è 1211 123 çíà÷åíèé ïîãðåøíîñòåé 1211 3 1211 123 4 1211 145 .

Äëÿ îöåíêè ïîãðåøíîñòè ìåðòâîãî õîäà ìåõàíèçìà ðàññ÷èòûâàþò àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ðàçíîñòåé çàìåðåííûõ óãëîâ ïîâîðîòà ïðè ïðÿìîì jiïð è îáðàòíîì jiîá õîäàõ è óñðåäíÿþò èõ. Âåëè÷èíó ìåðòâîãî õîäà ìåõàíèçìà (â óãë. ìèí) îïðåäåëÿþò ïî âûðàæåíèÿì (5.2) è (5.11). 3. Îôîðìèòü îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. 49

6. ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÀ ÏÎËÅÇÍÎÃÎ ÄÅÉÑÒÂÈß ÂÈÍÒÎÂÛÕ ÌÅÕÀÍÈÇÌÎÂ

6.1. Êèíåìàòè÷åñêèå ñõåìû âèíòîâûõ ìåõàíèçìîâ Âèíòîâûå ìåõàíèçìû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ âåäóùåãî çâåíà â ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå âåäîìîãî. Òàêèå ìåõàíèçìû îòëè÷àþòñÿ ïðîñòîòîé êîíñòðóêöèè, âîçìîæíîñòüþ ïîëó÷åíèÿ î÷åíü ìàëîãî è òî÷íîãî ïåðåìåùåíèÿ âûõîäíîãî çâåíà, âîçìîæíîñòüþ ñîçäàíèÿ áîëüøèõ îñåâûõ óñèëèé ïðè ìàëûõ ïåðåìåùåíèÿõ. Îíè êîìïàêòíû è áåñøóìíû â ðàáîòå. Èõ íåäîñòàòêàìè ÿâëÿþòñÿ: îòíîñèòåëüíî íèçêèé ÊÏÄ èç-çà ïîòåðü íà ïðåîäîëåíèå òðåíèÿ, ïîâûøåííûé èçíîñ âèíòîâ è ïîÿâëåíèå âñëåäñòâèå ýòîãî ëþôòîâ. Âèíòîâûå ìåõàíèçìû ïðèìåíÿþò, íàïðèìåð â ïðèâîäå óïðàâëåíèÿ çàñëîíêàìè, â æàëþçè àâèàöèîííûõ äâèãàòåëåé, â ìîäóëÿõ ïîñòóïàòåëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ ïðîìûøëåííûõ ðîáîòîâ, â óñòðîéñòâàõ àâòîìàòè÷åñêîé íàñòðîéêè ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû. Îñíîâíûì ýëåìåíòîì âèíòîâîãî ìåõàíèçìà ÿâëÿåòñÿ âèíòîâàÿ ïàðà, ñîñòîÿùàÿ èç âèíòà 1 è ãàéêè 2 (ðèñ. 6.1), êîòîðàÿ îïðåäåëåííûì îáðàçîì ñîåäèíÿåòñÿ ñî ñòîéêîé (èëè êîðïóñîì) 3. Íà ïðàêòèêå ðåàëèçîâûâàþò íåñêîëüêî êèíåìàòè÷åñêèõ ñõåì âèíòîâûõ ìåõàíèçìîâ. Íàïðèà)

á)

1

2

2 3

1 1

1

1

21

5 21

1 6 231 4 43 44

Ðèñ. 6.1

50

4

ìåð, íà ðèñ. 6.1,à âèíò 1 èìååò òîëüêî âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå, à ãàéêà – òîëüêî ïîñòóïàòåëüíîå.  òàêîé ñõåìå âåäóùèì çâåíîì ÿâëÿåòñÿ âèíò, âåäîìûì – ãàéêà. Íà ðèñ.6.1,á, íàîáîðîò, âåäóùèì çâåíîì ÿâëÿåòñÿ âðàùàþùàÿñÿ ãàéêà, à âåäîìûì – âèíò, èìåþùèé ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå. Âîçìîæíû è äðóãèå âàðèàíòû. Ðåàëèçàöèÿ òîé èëè èíîé êèíåìàòè÷åñêîé ñõåìû îáåñïå÷èâàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùåé êîíñòðóêöèåé. Ñèëà Ðà ïðèêëàäûâàåòñÿ ê âåäóùåìó çâåíó. Ïðåîáðàçîâàíèå âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ â ïîñòóïàòåëüíîå îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷åò âèíòîâîé íàðåçêè (ðåçüáû) íà âèíòå è ãàéêå. Ïðèíöèï òàêîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ ñõåìàòè÷åñêè ïîêàçàí íà ðèñ.6.2,à. Íà âèòêàõ âèíòà 1 ðàçìåùåí ýëåìåíò âèòêà ãàéêè 2, êîòîðûé ñâÿçàí ñî ñòîéêîé 3. Ïðè ïîâîðîòå âèíòà ïî íàïðàâëåíèþ ñòðåëêè ýëåìåíò ãàéêè íå èìååò âîçìîæíîñòè ïîâåðíóòñÿ âìåñòå ñ íèì è, ñêîëüçÿ ïî âèòêó, ìîæåò òîëüêî ïîäíèìàòüñÿ ââåðõ. Ñ ýòèì âûõîäíûì çâåíîì ñîåäèíÿåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèé èñïîëíèòåëüíûé ìåõàíèçì. à)

123456789

23456789

á)

2 1 4 

1

11

1

1



2

2 1 4 

â)



23456789

ã) 24 4

1 24 4 

123456789

Ðèñ. 6.2

Ðåçüáà èìååò â ïîïåðå÷íîì ñå÷åíèè ôîðìó òðåóãîëüíèêà (ðèñ.6.2,á), òðàïåöèè (ðèñ.6.2,â), èëè ïðÿìîóãîëüíèêà (ðèñ.6.2,ã).  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ðåçüáà íîñèò íàçâàíèå ìåòðè÷åñêîé, òðàïåöåèäàëüíîé èëè ïðÿìîóãîëüíîé. 51

 òî÷íûõ ïðèáîðíûõ ìåõàíèçìàõ ïðèìåíÿþò îáû÷íî ìåòðè÷åñêèå ðåçüáû, â ñèëîâûõ – òðàïåöåèäàëüíûå è ïðÿìîóãîëüíûå. Âñå ðåçüáû õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè ñòàíäàðòíûìè ïàðàìåòðàìè: äèàìåòðîì ðåçüáû d (ðèñ.6.2), ñðåäíèì äèàìåòðîì d2, ìèíèìàëüíûì äèàìåòðîì d1, øàãîì Ð, ÷èñëîì çàõîäîâ (âèíòîâûõ ëèíèé) n, óãëîì ïðîôèëÿ ðåçüáû a. Êðîìå ñòàíäàðòíûõ, èìåþòñÿ âñïîìîãàòåëüíûå ïàðàìåòðû: õîä ðåçüáû Põ = nÐ, óãîë ïîäúåìà âèíòîâîé ëèíèè y = arctg Põ/pd2. 6.2. Êèíåìàòè÷åñêèå è ñèëîâûå ñîîòíîøåíèÿ Ëèíåéíîå ïåðåìåùåíèå âåäîìîãî çâåíà S ñâÿçàíî ñ óãëîì ïîâîðîòà âåäóùåãî çâåíà j ñîîòíîøåíèåì

1 2 3 22 (6.1) 33 Èç âûðàæåíèÿ (6.1) ñëåäóåò, ÷òî äëÿ óâåëè÷åíèÿ òî÷íîñòè ïåðåìåùåíèÿ íà âûõîäå íåîáõîäèìî âûáèðàòü ðåçüáó ñ ìåëêèì øàãîì. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ áûñòðîäåéñòâèÿ – ìíîãîçàõîäíóþ ñ áîëüøèì øàãîì. Åñëè ê âåäîìîìó çâåíó ïðèëîæåíà ïîëåçíàÿ íàãðóçêà Ðà, òî äëÿ ïðèâåäåíèÿ ìåõàíèçìà â äâèæåíèå ñ ó÷åòîì ïðåîäîëåíèÿ ñèë òðåíèÿ ê âåäóùåìó çâåíó íåîáõîäèìî ïðèëîæèòü êðóòÿùèé ìîìåíò Ìêð, ðàññ÷èòûâàåìûé ïî ôîðìóëå (6.1) 11

11 1233 4 5145 (6.2) 6 ãäå r' = arctg µ'– ïðèâåäåííûé óãîë òðåíèÿ; µ' = µ/cosa – ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò òðåíèÿ; µ – êîýôôèöèåíò òðåíèÿ-ñêîëüæåíèÿ. ×èñëåííûå çíà÷åíèÿ µ ïðèâîäÿòñÿ â ñïðàâî÷íûõ òàáëèöàõ äëÿ ïàðû ìàòåðèàëîâ, èç êîòîðûõ èçãîòîâëåíû âèíò è ãàéêà. Åñëè ïîëåçíàÿ íàãðóçêà Ðà ïðèëîæåíà ê âèíòó ñ íåêîòîðûì ýêñöåíòðèñèòåòîì l (ðèñ.6.1,á, ïóíêòèð), òî âîçíèêàåò îïðîêèäûâàþùèé ìîìåíò Ìòð = Ðàl, âûçûâàþùèé äîïîëíèòåëüíûé ìîìåíò òðåíèÿ 2 23 2 31

1 2 32 1 (6.3) 3 ãäå Í – äëèíà ðåçüáîâîé ÷àñòè ãàéêè íà ðèñ.6.1,à. Êðîìå ïîòåðü íà òðåíèå, â âèíòîâîé ïàðå ñóùåñòâóþò ïîòåðè íà òðåíèå â îïîðàõ âèíòà è ãàéêè. Äëÿ êèíåìàòè÷åñêîé ñõåìû âèíòîâîãî ìåõàíèçìà, èçîáðàæåííîé íà ðèñ.6.1,à, ìîìåíò òðåíèÿ â îïîðàõ âèíòà Ìòð.ï îïðåäåëÿåòñÿ êàê ìîìåíò ñèë òðåíèÿ â êîëüöåîáðàçíîé ïÿòå 4 ïî âûðàæåíèþ 52 1 12 1

1 11 1 2 1 413 2 1 1 2 (6.4) 3 1 12 ãäå R, r – íàðóæíûé è âíóòðåííèé ðàäèóñû êîëüöåâîé ïÿòû, ìì.  íàïðàâëÿþùèõ ãàéêè ïðè åå ïîñòóïàòåëüíîì äâèæåíèè âîçíèêàåò ñèëà òðåíèÿ Fòð.í, äëÿ ïðåîäîëåíèÿ êîòîðîé òðåáóåòñÿ ïðèëîæèòü äîïîëíèòåëüíûé êðóòÿùèé ìîìåíò Ìêð.ä, ðàññ÷èòûâàåìûé àíàëîãè÷íî (6.2) 3 2345 2

1 2 2345 2 36347 1 89 3 4 514 (6.5) 1 ×èñëåííîå çíà÷åíèå Fòð.í çàâèñèò îò âåëè÷èíû êðóòÿùåãî ìîìåíòà Ìêð. È îò ðàññòîÿíèÿ à (ðèñ.6.1,à) îò öåíòðà íàïðàâëÿþùåé äî îñè âèíòà è îïðåäåëÿåòñÿ èç âûðàæåíèÿ 23245 1

1 12

25 1 (6.6) 3  âûðàæåíèÿõ (6.4) è (6.6) µí è µï – ñîîòâåòñòâåííî êîýôôèöèåíòû ïàð òðåíèÿ ìàòåðèàëîâ ãàéêè è íàïðàâëÿþùåé, ïîäïÿòíèêà è âèíòà. Òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ïðèâåñòè â äâèæåíèå âèíòîâîé ìåõàíèçì, èçîáðàæåííûé íà ðèñ.6.1,à, íåîáõîäèìî ïðèëîæèòü ê âèíòó êðóòÿùèé ìîìåíò ÌêðS, ñêëàäûâàþùèéñÿ èç ìîìåíòîâ (6.2), (6.3), (6.4) è (6.5), ò. å.

ÌêðS = Ìêð + Ìòð + Ìòð.ï + Ìêð.ä. (6.7) Åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî âèíòîâîé ìåõàíèçì èäåàëüíûé, ò. å. äâèæåíèå âèíòà è ãàéêè îñóùåñòâëÿåòñÿ áåç ïîòåðü íà òðåíèå (µ » µï » µí = 0), òî âñÿ çàòðà÷åííàÿ ðàáîòà ïðåîáðàçóåòñÿ â ïîëåçíóþ. Êðóòÿùèé ìîìåíò ̒êð äëÿ òàêîãî ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

1 2 31 2 23

11 123 . 3

Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ h âèíòîâîãî ìåõàíèçìà ðàâåí îòíîøåíèþ ïîëåçíîé ðàáîòû êî âñåé ñîâåðøåííîé. Îòíîøåíèå ðàáîò ìîæåò áûòü ýêâèâàëåíòíî çàìåíåíî îòíîøåíèåì êðóòÿùèõ ìîìåíòîâ óñëîâíîãî èäåàëüíîãî è ðåàëüíîãî ìåõàíèçìîâ 23

1 1 12 1 12 1

1

(6.8)

Ïðè ïîäñòàíîâêå â (6.8) çíà÷åíèÿ Ìêð S, ðàññ÷èòàííîãî ïî âûðàæåíèþ (6.7), ïîëó÷èì òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèå ÊÏÄ âèíòîâîãî ìåõàíèç53

ìà. Ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíîì îïðåäåëåíèè ÊÏÄ â âûðàæåíèå (6.8) ïîäñòàâëÿåòñÿ çíà÷åíèå Ìêð S, ïîëó÷åííîå ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèé âèíòîâîé ïàðû. Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 6 Öåëü ðàáîòû: îïðåäåëåíèå êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ â âèíòîâûõ ìåõàíèçìàõ â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû îñåâîé íàãðóçêè, òèïà ïðîôèëÿ ðåçüáû, ìàòåðèàëà ãàéêè. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ

Ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå âèíòîâûõ ìåõàíèçìîâ ïðîâîäèòñÿ íà óñòàíîâêå, êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà êîòîðîé ïîêàçàíà íà ðèñ. 6.3. Óñòàíîâêà ñìîíòèðîâàíà ñòàöèîíàðíî íà ñòåíå ïî âåðòèêàëè. Ê âåðõíåé ÷àñòè ñòàíèíû 79 5689 1 2 êðåïèòñÿ êðîíøòåéí ñ ïîäøèï3456789  íèêîâûì ãíåçäîì, â êîòîðîì 8   968 êðåïèòñÿ ýëåêòðîïðèâîä ñ ðå 648 äóêòîðîì 2. Êîðïóñ ýëåêòðî8 964 äâèãàòåëÿ 1 æåñòêî ñâÿçàí ñ êîðïóñîì ðåäóêòîðà, õâîñòî  âèê êîòîðîãî â âèäå òðóáêè ÿâëÿåòñÿ âàëîì ïî îòíîøåíèþ ê øàðèêîïîäøèïíèêàì 3 êðîíøòåéíà. ×åðåç òðóáêó â áðîíçîãðàôèòîâûõ ïîäøèïíèêàõ & ñêîëüæåíèÿ âûõîäèò ïðèâîä1 1  64 íîé âàë 4 îò ðåäóêòîðà ê âèí! òó 5 èññëåäóåìîé âèíòîâîé ïàðû, òàêèì îáðàçîì, ÷òî â ïðîöåññå ðàáîòû âðàùàåòñÿ âèíò, à ãàéêà 6 ñîâåðøàåò " ëèøü ïîñòóïàòåëüíîå ïåðåìå# 897  8 ùåíèå; îò ïðîâîäà ãàéêó ïðå8   98 % äîõðàíÿåò ïîëçóí â âèäå ðàäèàëüíîãî ñòåðæíÿ, ïåðåìåùàþ$ ùèéñÿ âäîëü ãëóõîãî ïàçà 7 ñòàíèíû. Ðèñ. 6.3

54

Îïîðîé âèíòîâîé ïàðû ÿâëÿåòñÿ øàðèêîïîäøèïíèêîâûé ïîäïÿòíèê 8 íèæíåãî êðîíøòåéíà ñ ãíåçäîì äëÿ óñòàíîâêè íèæíåé öàïôû âèíòà. Êðóòÿùèé ìîìåíò íà âèíòå îïðåäåëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ æåñòêîãî ðû÷àãà, óêðåïëåííîãî íà êðûøêå ðåäóêòîðà, è ïðóæèíû. Èíäèêàòîð ÷àñîâîãî òèïà ïîêàçûâàåò âåëè÷èíó ïðîãèáà ïðóæèíû îò âîçäåéñòâèÿ ðåàêòèâíîãî ìîìåíòà. Îñåâàÿ íàãðóçêà íà ãàéêó èñïûòóåìîé âèíòîâîé ïàðû, îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîäâåøèâàíèåì ê íåé ãèðü 9. Ïðèñïîñîáëåíèå äëÿ èõ êðåïëåíèÿ – ñúåìíîå, ñîñòîèò èç äâóõ òÿã ñ òðàâåðñîé è ïîëî÷êîé äëÿ ãèðü.  êîìïëåêò ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè âõîäÿò 3 âèíòîâûå ïàðû (òàáë. 6.1). Íîìèíàëüíûé äèàìåòð ðåçüáû èç âñåõ ïàð d = 42 ìì. Ìàòåðèàë âèíòî⠖ ñòàëü 45, ìàòåðèàë ãàåê – ñòàëü 20 (êîýôôèöèåíò òðåíèÿ µ = 0,2) èëè áðîíçà ÎÖÑ 5–5 (êîýôôèöèåíò òðåíèÿ µ = 0,15). Òàáëèöà 6.1 Õàðàêòåðèñòèêè âèíòîâûõ ïàð Íîìåð âèíòîâîé ïàðû

Òèï ïðîôèëÿ, ðåçüáû, óãîë ïðîôèëÿ, ãðàä

Ñðåäíèé äèàìåòð, d2, ìì

Øàã, ìì

×èñëî çàõîäîâ, n

1

Òðåóãîëüíûé a = 60°

42

4,5

1

2

Ïðÿìîóãîëüíûé a = 0°

42

4,5

1

3

Ïðÿìîóãîëüíûé a = 0°

42

8

3

Âðàùåíèå âèíòîâ îò ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ðåâåðñèâíîå näâ = 60 îá/ìèí. Ðàáî÷èé êîä ãàéêè – 300 ìì. Îñåâàÿ íàãðóçêà – 1, 3, 6, 8 êã. Ïåðåâîä óñðåäíåííûõ ïîêàçàíèé èíäèêàòîðà Kñð è âåëè÷èíó Ìêð ïðîèçâîäèòñÿ ïî ñîîòíîøåíèþ Ìêð = 420Kñð, Í·ìì. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ

Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ÊÏÄ ïðîâîäÿòñÿ íà âèíòîâûõ ïàðàõ, óêàçàííûõ ïðåïîäàâàòåëåì ïî ñëåäóþùåé ìåòîäèêå: 55

1. Ñîñòàâèòü ñõåìó óñòàíîâêè. Çàïèñàòü èñõîäíûå äàííûå: øàã ðåçüáû, âèä ðåçüáû, ìàòåðèàë âèíòà è ãàåê. 2. Âñòàâèòü â óñòàíîâêó âûáðàííûé âèíò 5 è 6 ñ ãàéêîé, çàêðåïèâ âåðõíþþ îòîäâèãàþùóþñÿ ìóôòó çàæèìíûì âèíòîì (íà ðèñ 6.3 íå ïîêàçàí). Ãàéêó 6 îïóñòèòü â íèæíåå ïîëîæåíèå è ê íåé ïîäâåñèòü ãðóç 9 – 3 êã (âåñ ñèñòåìû äëÿ ïîäâåñà äîáàâî÷íûõ ãðóçîâ). Òóìáëåðîì âêëþ÷èòü ïèòàíèå. 3. Íàæàòèåì íà êíîïêó “Ïóñê” âêëþ÷èòü äâèãàòåëü. Çà âðåìÿ äâèæåíèÿ ãàéêè ââåðõ òðè ðàçà ñíÿòü îòñ÷åòû ïî øêàëå èíäèêàòîðà è çàïèñàòü â òàáëèöó íàáëþäåíèé. Òî æå ïîâòîðèòü ïðè äâèæåíèè âíèç. 4. Ñìåíèòü ïîñëåäîâàòåëüíî ãðóçû 9 íà 3, 6, 8 êã (ïóòåì êîìáèíàöèè äîáàâî÷íûìè ãðóçàìè 2 è 5 êã) è ñíÿòü îòñ÷åòû ñ ïåðåìåííûìè îñåâûìè íàãðóçêàìè. 5. Çàìåíèòü ãàéêó 6 (èç äðóãîãî ìàòåðèàëà) è ïðîâåñòè òå æå (ï. 2– 4) èñïûòàíèÿ, ÷òî è ñ ïåðâîé ãàéêîé. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ñëó÷àéíûõ ïîêàçàíèé è âîçìîæíîñòè óñðåäíåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ, êàæäûé ýêñïåðèìåíò ñëåäóåò ïðîâîäèòü íå ìåíåå òðåõ ðàç. 6. Ïî òàðèðîâî÷íîìó ãðàôèêó îïðåäåëèòü ïðèëîæåííûå ê âèíòó ìîìåíòû Ìêð [Í·ìì]. Âû÷èñëèòü ðàáîòó äâèæóùèõ ñèë Àä.ñ è ïîëåçíóþ ðàáîòó Àï.ñ íà îäèí îáîðîò âèíòà ïî ôîðìóëàì Àä.ñ = Ìêð 2p, ãäå Ìêð – çíà÷åíèå êðóòÿùåãî ìîìåíòà, îïðåäåëÿåìîå èç òàðèðîâî÷íîãî ãðàôèêà ïî ñðåäíåìó îòñ÷åòó èíäèêàòîðà, Í·ìì Àï.ñ = Ðà Ð, ãäå Ðà – îñåâàÿ íàãðóçêà, Í; Ð – øàã ðåçüáû, ìì. 7. ÊÏÄ âèíòîâîé ïàðû îïðåäåëèòü ïî âûðàæåíèþ 12

1123 . 1423

8. Òåîðåòè÷åñêîå çíà÷åíèå ÊÏÄ ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî âûðàæåíèþ (6.8). Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ è ýêñïåðèìåíòà ñëåäóåò ïðåäñòàâèòü â âèäå ãðàôè÷åñêèõ çàâèñèìîñòåé. Ïðèâåñòè ðàñ÷åò ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèé è â âûâîäàõ îò÷åòà îáîñíîâàòü åå. 9. Îôîðìèòü îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. 56

7. ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ ÏÅÐÅÄÀ× ÃÈÁÊÎÉ ÑÂßÇÜÞ

7.1 Ñêîëüæåíèå è ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî Îñíîâíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ ÿâëÿþòñÿ: òÿãîâàÿ ñïîñîáíîñòü, ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî, êîýôôèöèåíò ïðîñêàëüçûâàíèÿ è êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ, ïðè÷åì äâà ïîñëåäíèõ ïàðàìåòðà ñóùåñòâåííûì îáðàçîì çàâèñÿò îò âåëè÷èíû ìîìåíòà íàãðóçêè, óñèëèÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî íàòÿæåíèÿ è ïåðåäàòî÷íîãî îòíîøåíèÿ. Âåëè÷èíà è õàðàêòåð ñêîëüæåíèÿ ãèáêîé ñâÿçè (ðåìíÿ, ïàññèêà) ïî øêèâàì ÿâëÿåòñÿ îñíîâíîé õàðàêòåðèñòèêîé ðàáîòû ïåðåäà÷ ãèáêîé ñâÿçüþ. Èç òåîðèè ïåðåäà÷è èçâåñòíî, ÷òî ïðè åå ðàáîòå ïîä íàãðóçêîé âîçíèêàåò òàê íàçûâàåìîå óïðóãîå ñêîëüæåíèå, îáóñëîâëåííîå ðàçíîñòüþ íàòÿæåíèé âåäóùåé è âåäîìîé âåòâåé ãèáêîé ñâÿçè. Ýòî ñêîëüæåíèå ÿâëÿåòñÿ åñòåñòâåííûì è íåèçáåæíûì. Êðîìå òîãî, êîãäà ñèëà òðåíèÿ ìåæäó ãèáêîé ñâÿçüþ è øêèâîì îêàçûâàåòñÿ íåäîñòàòî÷íîé äëÿ ïåðåäà÷è íàãðóçêè, ïîÿâëÿåòñÿ âðåäíîå – îáùåå ïðîñêàëüçûâàíèå.  ïðîöåññå íàáåãàíèÿ ãèáêîé ñâÿçè íà âåäóùèé øêèâ íàòÿæåíèå åå ïîíèæàåòñÿ îò âåëè÷èíû F1 ó âåäóùåé âåòâè äî âåëè÷èíû F2 â âåäîìîé; ïðè ýòîì ïîñëåäíÿÿ óêîðà÷èâàåòñÿ è îòñòàåò îò øêèâà – âîçíèêàåò óïðóãîå ñêîëüæåíèå. Ýòî ñêîëüæåíèå ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ñêîðîñòè è, ñëåäîâàòåëüíî, ê ïîòåðå ÷àñòè ïåðåäàâàåìîé ìîùíîñòè. Íà âåäîìîì øêèâå ïðîèñõîäèò àíàëîãè÷íîå ñêîëüæåíèå, íî â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Çäåñü ãèáêàÿ ñâÿçü óäëèíÿåòñÿ è îïåðåæàåò øêèâ. Ñêîëüæåíèå ïðîèñõîäèò íå íà âñåé äóãå îõâàòà, à òîëüêî íà ÷àñòè åå – äóãå ñêîëüæåíèÿ (ðèñ. 7.1). Íà 21 11

12

13 12 24

21

24 14

13

3

Ðèñ. 7.1

57

îñòàëüíîé ÷àñòè ãèáêîé ñâÿçè – äóãå ïîêîÿ aï ðåìåíü äâèæåòñÿ âìåñòå ñî øêèâîì áåç ñêîëüæåíèÿ. Äóãè ïîêîÿ íàõîäÿòñÿ â ÷àñòè äóã îõâàòà, ãäå ãèáêàÿ ñâÿçü íàáåãàåò íà øêèâ. Ñêîðîñòü âåäóùåé âåòâè ðàâíà ñêîðîñòè ãèáêîé ñâÿçè íà äóãå ïîêîÿ âåäóùåãî øêèâà è, ñëåäîâàòåëüíî, ðàâíà îêðóæíîé ñêîðîñòè V1 ýòîãî øêèâà. Ñêîðîñòü âåäîìîé âåòâè ãèáêîé ñâÿçè àíàëîãè÷íî ðàâíà îêðóæíîé ñêîðîñòè V2 âåäîìîãî øêèâà. Èç ñêàçàííîãî ñëåäóåò, ÷òî ïîòåðÿ ñêîðîñòè V1 – V2 îïðåäåëÿåòñÿ ñêîëüæåíèåì òîëüêî íà âåäóùåì øêèâå. Îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ íà êàæäîì øêèâå âû÷èñëÿåòñÿ 23 3

11 1 12 2 3 1 11 345

ãäå 1 1 21 3 2 2 – ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé â ñå÷åíèÿõ âåäóùåé è âåäîìîé âåòâÿõ ãèáêîé ñâÿçè; Eïð – ìîäóëü óïðóãîñòè, ïðèâåäåííûé äëÿ ìàòåðèàëà ãèáêîé ñâÿçè. Îïûòû äîêàçàëè, ÷òî â ïåðåäà÷å íà ïðåäåëå óïðóãîãî ñêîëüæåíèÿ âåëè÷èíà åãî xc ñîñòàâëÿåò ïðè õëîï÷àòîáóìàæíîì êîðäå: à) äëÿ êîðäòêàíåâûõ ðåìíåé 11 2 123455563678 ; á) äëÿ êîðäøíóðîâûõ – xc = (0,5...1,2)%. Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ ñ ó÷åòîì ñêîëüæåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 33

11 22 3 1 12 21 12 4 53 2

Ïðè èçâåñòíûõ ðàçìåðàõ äèàìåòðîâ âåäóùåãî D1 è âåäîìîãî D2 øêèâîâ è èçìåðåííûõ ñêîðîñòÿõ èõ âðàùåíèÿ n1 è n2, ñîîòâåòñòâåííî, ìîæíî âû÷èñëèòü âåëè÷èíó îòíîñèòåëüíîãî ñêîëüæåíèÿ

12 2 1 3

11 21 2 1323

Ýòî âûðàæåíèå ÿâëÿåòñÿ òî÷íûì ïðè ðàáîòå ïåðåäà÷è áåç íàãðóçêè – ïðè õîëîñòîì õîäå. Ïðè ïåðåõîäå ê ðàáîòå ïîä íàãðóçêîé íàòÿæåíèå âåäóùåé âåòâè F1 óâåëè÷èâàåòñÿ, à âåäîìîé F2 – óìåíüøàåòñÿ. Âñëåäñòâèå ýòîãî ãèáêàÿ ñâÿçü, íàáåãàÿ íà øêèâû íà äóãå ïîêîÿ âåäóùåãî øêèâà, âêëèíèâàåòñÿ â êàíàâêó ãëóáæå, ÷åì ïðè õîëîñòîì õîäå íà âåëè÷èíó 111 , à íà äóãå ïîêîÿ âåäîìîãî øêèâà – ìåíüøå íà âåëè÷èíó 111 . Çíà÷åíèÿ 111 è 111 çàâèñÿò îò âåëè÷èíû íàãðóçêè ïåðåäà÷è. 58

Ñëåäîâàòåëüíî, ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ïåðåäà÷è íå ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé ïîñòîÿííîé. Ñ âîçðàñòàíèåì íàãðóçêè è óâåëè÷åíèåì ïåðåäàâàåìîãî îêðóæíîãî óñèëèÿ îíî âîçðàñòàåò è ñîîòâåòñòâåííî ýòîìó óãëîâàÿ ñêîðîñòü âåäîìîãî øêèâà ïàäàåò. Ïàäåíèå óãëîâîé ñêîðîñòè âåäîìîãî âàëà ïðîÿâëÿåòñÿ êàê êàæóùååñÿ ñêîëüæåíèå, êîòîðîå ñóììèðóåòñÿ ñ óïðóãèì ñêîëüæåíèåì. 7.2. Òÿãîâàÿ ñïîñîáíîñòü ãèáêîé ñâÿçè Òÿãîâàÿ ñïîñîáíîñòü õàðàêòåðèçóåòñÿ îêðóæíûì óñèëèåì, êîòîðîå ìîæåò ïåðåäàòü ãèáêàÿ ñâÿçü ïðè äàííûõ óñëîâèÿõ ðàáîòû ïåðåäà÷è. Äëÿ êîðîòêèõ è âåðòèêàëüíûõ ïåðåäà÷ ôîðìóëà äëÿ îêðóæíîãî óñèëèÿ èìååò âèä

21 4 2

1 31 1 22 3 23 23 1 51

Äëÿ ïåðåäà÷ ñ àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðóåìûì íàòÿæåíèåì

21 2 2 22

1 11 3 1 31

1 1 12 ãäå 13 2 1 – óñèëèå ïðåäâàðèòåëüíîãî íàòÿæåíèÿ ãèáêîé ñâÿçè; 1 Fö – íàòÿæåíèå îò öåíòðîáåæíûõ ñèë; 12 1 22 1 1 r – ïëîòíîñòü ìàòåðèàëà ðåìíÿ; V – îêðóæíàÿ ñêîðîñòü ðåìíÿ. Èñõîäÿ èç ôèçè÷åñêèõ îñíîâ ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ

23 1 24 2 25 1

51 12 6 34

Ïðè ýòîì î÷åâèäíî, ÷òî 11 1 12 2 123 13 2 11 1 12 2 123 13 2

Èç óñëîâèÿ ðàâíîâåñèÿ ýëåìåíòà ãèáêîé ïåðåäà÷è ñëåäóåò, ÷òî 11 1 12 13 1 12

2 2 11 2 3 1 1

ãäå f0 – ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò òðåíèÿ ãèáêîé ñâÿçè î øêèâ; 1 – óãîë îõâàòà íà ìàëîì øêèâå. 59

Êàê âèäíî èç ïðèâåäåííûõ âûðàæåíèé, òÿãîâàÿ ñïîñîáíîñòü çàâèñèò îò ñëåäóþùèõ ïàðàìåòðîâ: íàòÿæåíèÿ ãèáêîé ñâÿçè; ñêîðîñòè; óãëà îõâàòà, êîòîðûé, â ñâîþ î÷åðåäü, çàâèñèò îò ïåðåäàòî÷íîãî ÷èñëà è îòíîñèòåëüíîé âåëè÷èíû ìåæöåíòðîâîãî ðàññòîÿíèÿ; ôðèêöèîííûõ ñâîéñòâ ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé ãèáêîé ñâÿçè è øêèâîâ. Òÿãîâóþ ñïîñîáíîñòü ïåðåäà÷è óäîáíî îöåíèâàòü êîýôôèöèåíòîì òÿãè Y, êîòîðîå îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì

12

11 1 2 12

Âåëè÷èíà Y õàðàêòåðèçóåò ñòåïåíü èñïîëüçîâàíèÿ ãèáêîé ñâÿçüþ ñîîáùåííîãî åé íàòÿæåíèÿ. Íàãëÿäíûì è óäîáíûì äëÿ äàëüíåéøåé îáðàáîòêè ìåòîäîì îöåíêè òÿãîâîé ñïîñîáíîñòè ÿâëÿåòñÿ òàê íàçûâàåìàÿ êðèâàÿ ñêîëüæåíèÿ – êðèâàÿ çàâèñèìîñòè ñêîëüæåíèÿ îò êîýôôèöèåíòà òÿãè, îïðåäåëÿþùåãî íàãðóçêó ïåðåäà÷è. 7.3. Ïîòåðè è ÊÏÄ ïåðåäà÷è Ïîòåðè â ïåðåäà÷å ãèáêîé ñâÿçüþ ïî èõ ïðîÿâëåíèþ è ïî ïðè÷èíàì, îáóñëîâëèâàþùèì èõ, ðàçäåëÿþòñÿ íà ñêîðîñòíûå ïîòåðè è ñèëîâûå ïîòåðè. Îòíîñèòåëüíûå ïîòåðè ìîùíîñòè íà òðåíèå ïðè óïðóãîì ñêîëüæåíèè ðàâíû îòíîñèòåëüíîé ïîòåðå ñêîðîñòè. Âåëè÷èíà èõ ëåæèò â ïðåäåëàõ 0,5…2,0%. Ïîòåðè îò âðåäíîãî ñêîëüæåíèÿ ïðè íîðìàëüíîé íàãðóçêå ïåðåäà÷è â ïðåäåëàõ óïðóãîãî ñêîëüæåíèÿ ìîãóò íå ó÷èòûâàòüñÿ. Ñóùåñòâåííîå çíà÷åíèå îíè ïðèîáðåòàþò ëèøü ïðè ïåðåãðóçêàõ, ïðèáëèæàþùèõ ðàáîòó ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ ê ïðåäåëüíîìó ñîñòîÿíèþ – áóêñîâàíèþ. Îáùèé êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïåðåäà÷è ìîæíî îïðåäåëèòü îïûòíûì ïóòåì íà ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ ðàáîòû ïåðåäà÷è. Ïî îïðåäåëåíèþ ÊÏÄ áóäåò

12

1 123 6123 1 123 24 2 7 1 13 613 1 13 25

Ïðè çàäàííîì ìîìåíòå Mâõ íà âõîäå ïåðåäà÷è èçìåðÿþòñÿ çíà÷åíèÿ ÷àñòîò âðàùåíèÿ n1 è n2 øêèâîâ ïðè ñòóïåí÷àòîì èçìåíåíèè âûõîäíîãî ìîìåíòà íà âåäîìîì øêèâå è ïîñòîÿííîì çíà÷åíèè óñèëèÿ F0 íàòÿæåíèÿ âåòâåé ïåðåäà÷è. 60

Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 7 Öåëü ðàáîòû: èññëåäîâàíèå òÿãîâîé ñïîñîáíîñòè ãèáêîé ñâÿçè, âëèÿíèÿ âåëè÷èíû ìîìåíòà íàãðóçêè, óñèëèÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî íàòÿæåíèÿ è ïåðåäàòî÷íîãî ÷èñëà íà êîýôôèöèåíò ïðîñêàëüçûâàíèÿ è êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÎÉ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ

Óñòàíîâêà ÄÏÃÊ (ðèñ.7.2) ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ðàáîòû ïåðåäà÷è ãèáêîé ñâÿçüþ, ñîñòîèò èç ëèòîãî îñíîâàíèÿ 1, íà êîòîðîì óñòàíîâëåíû êðîíøòåéí áàëàíñèðíîé ñèñòåìû ýëåêòðîäâèãàòåëÿ 2 è ïîäñòàâêà 15 ñ óçëîì âåäîìîãî øêèâà è íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà. Íà êðîíøòåéíå áàëàíñèðíîé ñèñòåìû óñòàíîâëåí ýëåêòðîäâèãàòåëü 3, íà âàëó êîòîðîãî óñòàíîâëåí âåäóùèé äâóõñòóïåí÷àòûé øêèâ 4.  êà÷åñòâå äàò÷èêîâ èçìåðåíèÿ ìîìåíòîâ èñïîëüçóþòñÿ èíäèêàòîðû 5 è 6, ùóïû êîòîðûõ îïèðàþòñÿ íà ïëîñêèå ïðóæèíû 7. Ïðè äåôîðìàöèè ïëàñòèí, âûçûâàåìîé íàãðóçî÷íûì èëè ðåàêòèâíûì ìîìåíòàìè, èçìåíÿåòñÿ ïðîãèá ïëîñêèõ ïðóæèí 7, âåëè÷èíà êîòîðîãî ôèêñèðóåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì èíäèêàòîðîì. Èíäèêàòîð 5 îñóùåñòâëÿåò èçìåðåíèå ïðîãèáà, ïðîïîðöèîíàëüíîãî ìîìåíòó Mâõ íà âõîäå ïåðåäà÷è, à èíäèêàòîð 6 – èçìåðåíèå ïðîãèáà, ïðîïîðöèîíàëüíîãî ìîìåíòó íàãðóçêè Mí. Ïî øêàëàì èíäèêàòîðîâ îòñ÷èòûâàþò ÷èñëà äåëåíèé N1 è N2, ïðîïîðöèî5

7 6

4

15

v1

20

9

10

8

12

g

3 2

v2 Ñåòü

Âêë. Âûêë.

1

11

26

Äâèãàòåëü Âêë.

Âêë. Âûêë.

Âûêë.

25

Âêë.

Íàãðóçêà

13 14

Âûêë. Îñöèëëîãðàô 24

23

22

21

19

18

17

16

Ðèñ. 7.2

61

íàëüíûå ìîìåíòàì Mâõ = ê1N1 è Mí = ê2N2, ãäå ê1 è ê2 – êîýôôèöèåíòû ïðåîáðàçîâàíèÿ ïðóæèííîãî èçìåðèòåëÿ ìîìåíòîâ. Óçåë âåäîìîãî øêèâà ñìîíòèðîâàí íà ïîäñòàâêå 15, â âåðõíåé ÷àñòè êîòîðîé â íàïðàâëÿþùèõ óñòàíîâëåí ïîëçóí.  ïîëçóí âìîíòèðîâàíà îñü, íà êîòîðîé øàðíèðíî ïðè ïîìîùè äâóõ øàðèêîïîäøèïíèêîâ óñòàíîâëåí êîðïóñ. Ê êîðïóñó êðåïèòñÿ íàãðóçî÷íîå óñòðîéñòâî 10, âàë êîòîðîãî ñîåäèíÿåòñÿ ñ âàëîì äâóõñòóïåí÷àòîãî âåäîìîãî øêèâà è ìîæåò ïåðåìåùàòüñÿ â íàïðàâëåíèè îò âåäóùåãî øêèâà, ñîçäàâàÿ òåì ñàìûì äîïîëíèòåëüíîå íàòÿæåíèå íàñàäêè. Ïðè ïîìîùè ðó÷êè 13 ïðîèçâîäèòñÿ ïåðåìåùåíèå ïîëçóíà 20 âìåñòå ñ êîðïóñîì, çà ñ÷åò ÷åãî ñîçäàåòñÿ ïðåäâàðèòåëüíîå íàòÿæåíèå ãèáêîé ñâÿçè. Ê âàëó íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà ñî ñòîðîíû, ïðîòèâîïîëîæíîé âåäîìîìó øêèâó, êðåïèòñÿ ðû÷àã, êîòîðûé ñâîèì êîíöîì ñîçäàåò ñ ïîìîùüþ ãðóçîâ óñèëèå, ïðèëîæåííîå ê ïëîñêîé ïðóæèíå. Íà òîðöåâûõ ÷àñòÿõ âåäóùåãî è âåäîìîãî øêèâîâ ñî ñòîðîíû âàëîâ, íà êîòîðûõ îíè çàêðåïëåíû, ðàñïîëîæåíû êîëëåêòîðû êîíòàêòíûõ óñòðîéñòâ. Ñèãíàë, ñíèìàåìûé ñ ýòèõ êîëëåêòîðîâ, ïîçâîëÿåò çàôèêñèðîâàòü ñ ïîìîùüþ ñ÷åò÷èêîâ 19 è 23 êîëè÷åñòâî îáîðîòîâ âåäóùåãî è âåäîìîãî âàëîâ. Íà ïàíåëè 16, çàêðåïëåííîé íà ëèöåâîé ñòîðîíå îñíîâàíèÿ 1, óñòàíîâëåíû: âûêëþ÷àòåëè ïèòàíèÿ 26 äâèãàòåëÿ 25, ðåãóëÿòîð ñêîðîñòè 24, ñ÷åò÷èêè îáîðîòîâ âåäóùåãî è âåäîìîãî âàëîâ 25 è 19, âûêëþ÷àòåëü öåïåé óïðàâëåíèÿ ñ÷åò÷èêîâ 22, ïåðåêëþ÷àòåëü ñèãíàëîâ ñ êîíòàêòíûõ óñòðîéñòâ íà ñ÷åò÷èêè 21, âûêëþ÷àòåëü öåïè íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà 18 è ðåãóëÿòîð òîêà âîçáóæäåíèÿ íàãðóçî÷íîãî óñòðîéñòâà 17. Íà âåðõíåé ñòîðîíå îñíîâàíèÿ óñòàíîâëåíà ïàíåëü ñ êëåììàìè äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ê îñöèëëîãðàôó öåïåé òåíçîìåòðè÷åñêèõ äàò÷èêîâ è êîíòàêòíûõ óñòðîéñòâ. ÏÎÐßÄÎÊ ÂÛÏÎËÍÅÍÈß ÐÀÁÎÒÛ 1. Îçíàêîìèòüñÿ ñ îïèñàíèåì ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè. 2. Ðàçðàáîòàòü ìåòîäèêó ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ îäíîé èç çàäà÷, óêàçàííûõ ïðåïîäàâàòåëåì è ïîëó÷èòü îò íåãî ðàçðåøåíèå íà âûïîëíåíèå ðàáîòû ïî óêàçàííîé ìåòîäèêå. 3. Ïîäãîòîâèòü óñòàíîâêó ê ðàáîòå. 3.1. Ïðîâåñòè âûñòàâêó íóëåé èíäèêàòîðîâ. 3.2. Âûñòàâèòü íåîáõîäèìîå íàòÿæåíèå ãèáêîé ñâÿçè äëÿ ÷åãî ïîäâåñèòü ãðóç ê ðû÷àãó 12, çàòåì ïðè ïîìîùè ðó÷êè 13 ïåðåìåùåíèåì 62

Òàáëèöà 7.1 Òàáëèöà èçìåðåíèé è âû÷èñëåíèé ¹ ï/ ï

F0i

Mâõ äåë.

Mâûõ Í·ì

äåë.

Í·ì

n1

n2

îá/ìèí îá/ìèí

x, %

h, %

ïîëçóíà 10 óñòàíîâèòü ðû÷àã â ãîðèçîíòàëüíîå ïîëîæåíèå, êîíòðîëèðóåìîå ñîâïàäåíèåì èíäåêñîâ (ðèñîê) íà ðû÷àãå è ïîëçóíå. Ïîñëå ýòîãî ïîëçóí çàñòîïîðèòü óñòàíîâî÷íûì âèíòîì 14. Âåëè÷èíó íàòÿæåíèÿ ïàññèêà îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå 22 1

11 1 , 13 234 2

ãäå 1 1 – ðàññòîÿíèå îò öåíòðà âåäîìîãî øêèâà äî òî÷êè ïîäâåñà ãðóçîâ; Ð – âåñ ãðóçîâ, à – ðàññòîÿíèå îò îñè âåäîìîãî øêèâà äî öåíòðà îñè ïîâîðîòà êðîíøòåéíà, ì (a = 0,08 ì); g – óãîë íàêëîíà âåòâåé ïàññèêà, êîòîðûé îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå 123 2 3

11 1 12 4 52

ãäå l = 260 ìì; D1 = 90 ìì; D2 = 30 ìì. Èçìåðèòü ÷àñòîòó âðàùåíèÿ îáîèõ âàëîâ çà îäíó ìèíóòó ñîîòâåòñòâóþùèìè ñ÷åò÷èêàìè 23 è 19, âêëþ÷àÿ êíîïêîé 21 è âûêëþ÷àÿ êíîïêîé 22 ÷åðåç çàäàííûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè (10–15 ñ). Äàííûå èçìåðåíèé è âû÷èñëåíèé çàíåñòè â òàáë. 7.1. 4. Îôîðìèòü îò÷åò â ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÅÑÊÄ. Ñäåëàòü âûâîäû, â êîòîðûõ ïðîâåñòè àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ. 63

8. ÎÁÐÀÁÎÒÊÀ ÐÅÇÓËÜÒÀÒÎÂ ÍÀÁËÞÄÅÍÈÉ ÏÐÈ ÈÇÌÅÐÅÍÈßÕ

8.1. Îñíîâíûå íàïðàâëåíèÿ Èçìåðåíèåì íàçûâàþò îïåðàöèþ íàõîæäåíèÿ çíà÷åíèÿ ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû îïûòíûì ïóòåì ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ.  ðåçóëüòàòå èçìåðåíèÿ âûÿñíÿþò, âî ñêîëüêî ðàç èçìåðÿåìàÿ âåëè÷èíà áîëüøå (èëè ìåíüøå) íåêîòîðîé òîãî æå ðîäà, ïðèíÿòîé çà åäèíèöó. Îäíîé èç çàäà÷ èññëåäîâàòåëÿ ÿâëÿåòñÿ óñòàíîâëåíèå íàèáîëåå òî÷íîãî çíà÷åíèÿ èñêîìîé âåëè÷èíû, à òàêæå îïðåäåëåíèå (îöåíêà) äîïóùåííîé ïðè ýòîì ïîãðåøíîñòè, ïîñêîëüêó ïîëó÷èòü àáñîëþòíî òî÷íîå çíà÷åíèå (èñòèííîå) èññëåäóåìîé âåëè÷èíû èç-çà ïîãðåøíîñòåé ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ íåâîçìîæíî. Èçìåðåíèå íàçûâàþò ïðÿìûì, åñëè çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû (íàïðèìåð, äëèíà èëè ìàññà ïðåäìåòà) íàõîäÿò â ðåçóëüòàòå ñðàâíåíèÿ ñ ìåðîé ýòîé âåëè÷èíû (èçìåðèòåëüíîé ëèíåéêîé, ãèðÿìè îïðåäåëåííîé ìàññû) èëè ñ÷èòûâàþò ñ îò÷åòíîãî óñòðîéñòâà (øêàëû) ïðèáîðà, èñïîëüçóåìîãî äëÿ ïðîâåäåíèÿ íàáëþäåíèÿ (íàïðèìåð, âîëüòìåòðà ïðè èçìåðåíèè ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ). Èçìåðåíèå íàçûâàþò êîñâåííûì, åñëè çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû íàõîäÿò ñ ïîìîùüþ èçâåñòíîé ôóíêöèîíàëüíîé çàâèñèìîñòè. Íàïðèìåð, ñèëà ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà íàõîäèòñÿ êîñâåííûì ïóòåì, íî ñ ïîìîùüþ çàêîíà Îìà ïî ïðÿìûì èçìåðåíèÿì âåëè÷èí ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ è ñîïðîòèâëåíèÿ. Íåîáõîäèìî ðàçëè÷àòü ïîíÿòèÿ íàáëþäåíèÿ è èçìåðåíèÿ. Îäíîêðàòíîå (îäíîðàçîâîå) èçìåðåíèå èññëåäóåìîé âåëè÷èíû ïðèíÿòî íàçûâàòü íàáëþäåíèåì.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ äëÿ ïîâûøåíèÿ íàäåæíîñòè ïðîâîäÿò íåñêîëüêî íàáëþäåíèé èññëåäóåìîé âåëè÷èíû. Ñîâîêóïíîñòü òàêèõ íàáëþäåíèé íàçûâàþò èçìåðåíèåì. Ñîîòâåòñòâåííî, ðàçëè÷àþò ïîíÿòèÿ «ðåçóëüòàò íàáëþäåíèÿ» è «ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ». Ðåçóëüòàòîì íàáëþäåíèÿ ÿâëÿåòñÿ çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû, ïîëó÷åííîå ïðè åäèíè÷íîì èçìåðèòåëüíîì àêòå. Ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ íàõîäÿò ïîñëå îáðàáîòêè ñîâîêóïíîñòè íåñêîëüêèõ ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé. Ïðîñòåéøèå ìåòîäû îáðàáîòêè ðàññìàòðèâàþòñÿ íèæå. 64

8.2. Ïîãðåøíîñòè Íà ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé, êàê áû òùàòåëüíî íè ïðîâîäèëèñü îïûòû, âëèÿåò áîëüøîå ÷èñëî ôàêòîðîâ. Ïîýòîìó ðåçóëüòàò íàáëþäåíèÿ âñåãäà áóäåò îòêëîíÿòüñÿ (îòëè÷àòüñÿ) îò èñòèííîãî, íåèçâåñòíîãî íàì çíà÷åíèÿ èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû. Îáîçíà÷èì èñòèííîå çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû. Îáîçíà÷èì èñòèííîå çíà÷åíèå ýòîé âåëè÷èíû a, ðåçóëüòàò åå i-ãî èçìåðåíèÿ yi. Òîãäà ðàçíîñòü (8.1) 11 2 21 3 31 âûðàæàþùàÿ îòêëîíåíèå ðåçóëüòàòà íàáëþäåíèÿ yi îò èñòèííîãî çíà÷åíèÿ âåëè÷èíû à, íàçûâàåòñÿ ïîãðåøíîñòüþ i-ãî èçìåðåíèÿ. Ïðàêòèêà ïîêàçûâàåò, ÷òî ïîãðåøíîñòü Di ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ñóììû äâóõ ñîñòàâëÿþùèõ: ñèñòåìàòè÷åñêîé è ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòåé. Ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü – ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè, êîòîðàÿ ïðè ïîâòîðíûõ íàáëþäåíèÿõ îäíîé è òîé æå ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé èëè çàêîíîìåðíî èçìåíÿåòñÿ. Ñëó÷àéíàÿ ïîãðåøíîñòü – ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè, íåóïîðÿäî÷åííî (ñëó÷àéíûì îáðàçîì) èçìåíÿþùàÿñÿ ïðè ïîâòîðíûõ íàáëþäåíèÿõ îäíîé è òîé æå ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíû. Òàêèì îáðàçîì, ïîãðåøíîñòü i-ãî íàáëþäåíèÿ Di ìîæíî ïðåäñòàâèòü (8.2) 11 2 1 12131 3 1 141 1 ãäå Dñèñòi – ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü; Dñëi – ñëó÷àéíàÿ ïîãðåøíîñòü i-ãî íàáëþäåíèÿ. Ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü ìîæåò ñîñòîÿòü èç íåñêîëüêèõ ñîñòàâëÿþùèõ, ïîÿâëåíèå êîòîðûõ âûçûâàåòñÿ ðàçëè÷íûìè ïðè÷èíàìè. Îäíà èç ñîñòàâëÿþùèõ ìîæåò îïðåäåëèòüñÿ ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòüþ âûáðàííîãî ìåòîäà èçìåðåíèÿ. Íàïðèìåð, ïðè îïðåäåëåíèè äèàìåòðà öèëèíäðè÷åñêîãî âàëà ïî ðåçóëüòàòàì íàáëþäåíèé, ïîëó÷åííûì ïðè èçìåðåíèè äèàìåòðà â îäíîì íàïðàâëåíèè (èëè îäíîì ñå÷åíèè), âîçíèêàåò ìåòîäè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü, âûçâàííàÿ îòêëîíåíèåì ôîðìû âàëà îò èäåàëüíîãî êðóãîâîãî öèëèíäðà. Äðóãèå ñîñòàâëÿþùèå ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ïîÿâëÿþòñÿ âñëåäñòâèå ïîãðåøíîñòåé ñòðóêòóðíîé ñõåìû ïðèáîðà è òåõíîëîãè÷åñêèõ ïîãðåøíîñòåé, îáóñëîâëåííûõ íåñîâåðøåíñòâîì èçãîòîâëåíèÿ ýëåìåíòîâ ïðèáîðà. Êàê ïðàâèëî, ñèñòåìàòè÷åñêèå ïîãðåøíîñòè ó÷èòûâàþòñÿ â ðåçóëüòàòå èçìåðåíèé. Äëÿ ýòîãî â ïàñïîðòàõ ñåðèéíûõ èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ïðèâîäÿòñÿ õàðàêòåðèñòèêè ñîñòàâëÿþùèõ îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè, ò. å. 65

ïîãðåøíîñòè ïðè íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ, è õàðàêòåðèñòèêè äîïîëíèòåëüíûõ ïîãðåøíîñòåé, ïðîÿâëÿþùèõñÿ ïðè îòêëîíåíèè âíåøíèõ óñëîâèé îò íîðìàëüíûõ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ â ïàñïîðòàõ áîëüøèíñòâà ïðèáîðîâ îáû÷íî óêàçûâàåòñÿ ïðåäåë Dä äëÿ îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè, êîòîðàÿ ñîñòîèò èç ñóììû ñëó÷àéíîé è ñèñòåìàòè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùèõ. Ïðè ýòîì àáñîëþòíàÿ âåëè÷èíà îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè ïðèáîðà íå ïðåâîñõîäèò Dä. Ýòîò ïðåäåë è ñëåäóåò áðàòü â êà÷åñòâå ãðàíèöû äëÿ ñèñòåìàòè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè. Î÷åâèäíî, ÷òî ïðè òàêîì ïîäõîäå îñóùåñòâëÿåòñÿ îöåíêà ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè «ñâåðõó». ×àñòî óêàçûâàåòñÿ íà ïðåäåë Dä àáñîëþòíîé âåëè÷èíû îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè, à òàê íàçûâàåìûé ïðåäåë gä äîïóñêàåìîé ïðèâåäåííîé îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè, ñâÿçàííûé ñ ñîîòíîøåíèåì 21 3

11 11

12234

(8.3)

ãäå xN – íîðìèðóþùåå çíà÷åíèå, êîòîðîå çàäàíî â ïàñïîðòå ïðèáîðà. Çíà÷åíèå xN ðàâíî êîíå÷íîìó çíà÷åíèþ øêàëû ïðèáîðà, åñëè íóëåâàÿ îòìåòêà (íóëü øêàëû) íàõîäèòñÿ â åå íà÷àëå. Ñëó÷àéíûìè íàçûâàþò ïîãðåøíîñòè, èçìåíÿþùèåñÿ ñëó÷àéíûì îáðàçîì ïðè ìíîãîðàçîâûõ íàáëþäåíèÿõ îäíîé è òîé æå âåëè÷èíû. Èõ íåëüçÿ èñêëþ÷èòü èç ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé, êàê ýòî âîçìîæíî ñ ñèñòåìàòè÷åñêèìè ïîãðåøíîñòÿìè. Îäíàêî ïðè ïðîâåäåíèè íåêîòîðîãî êîëè÷åñòâà ïîâòîðíûõ íàáëþäåíèé è èõ ïîñëåäóþùåé îáðàáîòêå ìîæíî óòî÷íèòü ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ, ò. å. íàéòè çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû, áîëåå áëèçêîå ê èñòèííîìó. Èññëåäîâàíèå ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè öåëåñîîáðàçíî ïðîâîäèòü ïðè ïîìîùè ôóíêöèè ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè. 1 2 3 Èçìåðåíèÿ îäíîé è òîé æå âåëè÷èíû â ðàçíûõ óñëîâèÿõ (íàïðèìåð, ðàçíûìè ïðèáîðàìè èëè ïðè ðàçëè÷4 íûõ ïàðàìåòðàõ âíåøíåé ñðåäû) îïèñûâàþòñÿ ðàçíûìè ôóíêöèÿìè ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ. Ïî âèäó ýòèõ ôóíêöèé ìîæíî ñäåëàòü âûâîäû î 8 75 1 5651 òî÷íîñòè èçìåðåíèé. Íà ðèñ. 8.1 Ðèñ. 8.1 ïðåäñòàâëåíû â êà÷åñòâå ïðèìåðà 66 1 2

34

3

3

2

äâå ôóíêöèè f(y), ñîîòâåòñòâóþùèå äâóì èçìåðèòåëüíûì ýêñïåðèìåíòàì. Èç àíàëèçà êðèâûõ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïåðâûé ýêñïåðèìåíò ÿâëÿåòñÿ áîëåå òî÷íûì. Äåéñòâèòåëüíî, åñëè çàäàåòñÿ îïðåäåëåííîé âåëè÷èíîé îòêëîíåíèÿ D, òî ïëîùàäü íà ñîîòâåòñòâóþùåì ó÷àñòêå [à – D, à + D] ïîä êðèâîé 1 áîëüøå, ÷åì ïîä êðèâîé 2. Cëåäîâàòåëüíî, âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî ðåçóëüòàò íàáëþäåíèÿ îòêëîíèòñÿ îò èñòèííîãî çíà÷åíèÿ èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû íå áîëåå ÷åì íà D â ïåðâîì ýêñïåðèìåíòå áîëüøå, ÷åì âî âòîðîì. Åñëè ïðîâåñòè äâå ãðóïïû íàáëþäåíèé îäèíàêîâîãî îáúåìà â ïåðâîì è âî âòîðîì ýêñïåðèìåíòå, òî â ïåðâîì – áîëüøåå ÷èñëî ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïîïàäåò â èíòåðâàë [à – D, à + D]. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïåðâûé ýêñïåðèìåíò áîëåå òî÷åí. Äî ñèõ ïîð ðå÷ü øëà î ôóíêöèè ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè ðåçóëüòàòà íàáëþäåíèÿ f(y). Îäíàêî àíàëîãè÷íûå ðàññóæäåíèÿ ìîæíî ïðîâåñòè è äëÿ ñàìîé ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè Dñëi. Ïîñêîëüêó (8.4) 1 121 2 11 3 21 ò. å. ðåçóëüòàò íàáëþäåíèÿ yi è ñëó÷àéíàÿ ïîãðåøíîñòü Dñëi ðàçëè÷àþòÿ íà èñòèííîå çíà÷åíèå èçìåðÿåìîé 123 4 âåëè÷èíû à, òî ôóíêöèÿ ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè äëÿ ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè j(Dñë) ïîëó÷àåòñÿ ñäâèãîì ôóíêöèè ïëîòíîñòè 1 1 ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè ðåçóëüÐèñ. 8.2 òàòà íàáëþäåíèÿ f(y) âëåâî íà ðàññòîÿíèå à (ðèñ. 8.2). Ïðè ýòîì ôóíêöèþ ïëîòíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè j(Dñë) ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ õàðàêòåðèñòèêè âåëè÷èíû ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè èçìåðèòåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà.  áîëüøèíñòâå èçìåðèòåëüíûõ ýêñïåðèìåíòîâ ñëó÷àéíûå ïîãðåøíîñòè îïèñûâàþòñÿ ôóíêöèåé ïëîòíîñòè íîðìàëüíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòè ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè 12

6 1 5 23 2 7

3 51 4 1 234 9 8 231 5 9

6 

6 

(8.5)

Âèä ýòîé ôóíêöèè (ðèñ. 8.3) îïðåäåëÿåòñÿ ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêèì îòêëîíåíèåì s è äèñïåðñèåé s2 ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè. ×åì áîëüøå s, òåì øèðå «ðàñïîëçàåòñÿ» êðèâàÿ (ðèñ. 8.4) âäîëü îñè àáñöèññ è, 67

1 12 123

1 12 123 53

4

51

4 15

425

3

1 2 5 1 15

2 12

Ðèñ. 8.3

1

3

2 12

Ðèñ. 8.4

ñëåäîâàòåëüíî, òåì ìåíüøóþ òî÷íîñòü èìååò ýêñïåðèìåíò, êîòîðûé ýòà êðèâàÿ õàðàêòåðèçóåò. Ôèçè÷åñêèé ñìûñë s ñîñòîèò â ñëåäóþùåì: Èç (8.5) ñëåäóåò, ÷òî ïðè –2s £ Dñë £ 2s ïëîùàäü ïîä êðèâîé 1 (ðèñ. 8.3), îïèðàþùåéñÿ íà îñíîâàíèå 4s, ñîñòàâèò 0,95. Åñëè æå –3s £ Dñë £ 3s, òî ïëîùàäü ïîä êðèâîé 2 ñîñòàâèò 0,997. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â ïåðâîì ñëó÷àå ñ âåðîÿòíîñòüþ 0,95 ñëó÷àéíàÿ ïîãðåøíîñòü ðåçóëüòàòà íàáëþäåíèÿ íå ïðåâûñèò ïî àáñîëþòíîìó çíà÷åíèþ âåëè÷èíó 2s, à âî âòîðîì ñëó÷àå – ñ âåðîÿòíîñòüþ 0,997 âåëè÷èíó 3s. 8.3. Îáðàáîòêà ãðóïïû ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðè ïðÿìîì èçìåðåíèè è îòñóòñòâèè ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè Åñëè ïðè ïðÿìîì èçìåðåíèè íåêîòîðîé âåëè÷èíû ïîëó÷åíî n ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé (y1, y2, y3, …, yn), îáðàçóþùèõ ãðóïïó, òî êàæäûé èç ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé îòêëîíÿåòñÿ îò èñòèííîãî çíà÷åíèÿ à íà âåëè÷èíó 1 1231 2 11 3 2 . Îäíàêî èñòèííîå çíà÷åíèå à íå èçâåñòíî, òàê æå, êàê è âåëè÷èíà ïîãðåøíîñòè Dñëi. Íåòðóäíî ïðåäñòàâèòü, ÷òî áëèæå âñåãî èñòèííîìó çíà÷åíèþ à ñîîòâåòñòâóåò ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå 1 ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé 11

1 1 2 12 2 2 2 11

(8.6)

êîòîðîå íàçûâàþò òàêæå âûáîðî÷íûì ñðåäíèì, ÿâëÿþùèìñÿ íàèáîëåå ïðàâäîïîäîáíîé îöåíêîé èñòèííîãî çíà÷åíèÿ è èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû. Îäíàêî ïðèíÿòü 1 â êà÷åñòâå ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ íåëüçÿ, ïîñêîëüêó ïðè êîíå÷íîì ÷èñëå èçìåðåíèé 1 îòëè÷àåòñÿ îò èñòèííîãî çíà÷åíèÿ à íà íåêîòîðóþ èçâåñòíóþ ïîãðåøíîñòü 11 2 1 3 21 (8.7) 68

Åñòåñòâåííî, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòîâåðíûõ ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèÿ íåîáõîäèìî îöåíèòü ýòó ïîãðåøíîñòü. Åñëè îïðåäåëèòü ãðàíèöó äëÿ D 1 òàê, ÷òî 11 2 11

òî èç (8.7) ñëåäóåò 1 1 2 2 31 12 3 1 1 2 3 21 1 1 2 3 2 3 1 4 21

Ïîñëåäíåå ñîîòíîøåíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî íåèçâåñòíîå çíà÷åíèå à ëåæèò ãäå-òî ìåæäó ãðàíèöàìè èíòåðâàëà 1 1 3 41 1 5 4 22 Ñëó÷àéíûé õàðàêòåð ïîãðåøíîñòè íàêëàäûâàåò ñóùåñòâåííîå îãðàíè÷åíèå íà ðåøåíèå çàäà÷è îïðåäåëåíèÿ ãðàíèöû äëÿ 11 , êîòîðîå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïðåäåë äëÿ 11 ìîæíî óêàçàòü òîëüêî ñ ïðåäåëüíîé âåðîÿòíîñòüþ a. Ñëåäîâàòåëüíî, ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ ìîæíî ïðåäñòàâèòü òàêèì îáðàçîì: 1 1 2 2 3 ñ âåðîÿòíîñòüþ a. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íåèçâåñòíîå èñòèííîå çíà÷åíèå à ñ âåðîÿòíîñòüþ a ëåæèò ìåæäó ãðàíèöàìè èíòåðâàëà 1 1 3 41 1 5 4 22 Âåëè÷èíà äîâåðèòåëüíîé âåðîÿòíîñòè âûáèðàåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåíòà. Åå íåëüçÿ íàçíà÷àòü ñëèøêîì ìàëåíüêîé, íî, ñ äðóãîé ñòîðîíû, åñëè âçÿòü äîâåðèòåëüíóþ âåðîÿòíîñòü î÷åíü áëèçêîé ê åäèíèöå, òî ìîæíî ïîëó÷èòü íåîïðàâäàííî øèðîêèé äîâåðèòåëüíûé èíòåðâàë. Îáû÷íî ðåêîìåíäóåòñÿ âûáèðàòü äîâåðèòåëüíóþ âåðîÿòíîñòü, ðàâíîé 0,95 (2s) èëè 0,99 (2,7s). Çàäà÷à âûáîðà äîâåðèòåëüíîãî èíòåðâàëà ïî ãðóïïå ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé y1, y2, y3, …, yn ïðè Dñèñòi = 0 è ñëó÷àéíîé ïîãðåøíîñòè ñ íîðìàëüíûì ðàñïðåäåëåíèåì ðåøàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ñëåäóþùèõ ñîîòíîøåíèé: 1 1 2 2 31 3 4 2 1 3 5 12 6 2

11 3

1 2 3

1 1 1 22 4 2 21 2 5 3 4 1 2 12

(8.8) (8.9) 69

ãäå t (n–1, a) – êîýôôèöèåíò, çàâèñÿùèé îò ÷èñëà íàáëþäåíèé n è äîâåðèòåëüíîé âåðîÿòíîñòè a. Çíà÷åíèÿ t (n–1, a) ïðèâîäÿòñÿ â ëèòåðàòóðå.  êà÷åñòâå ïðèìåðà â òàáë. 8.1. ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ t (n–1, a) ïðè a = 0,95. Òàáëèöà 8.1 Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà ×èñëî íàáëþäåíèé n

2

3

4

5

6

4,30 3,18 2,78 2,57

7

8

9

10

12

14

¥

2,45 2,36 2,31 2,26 2,23 2,14 2,14 1,96

Ïðèìåð. Îïðåäåëåíèå ïåðèîäà êîëåáàíèé ìàÿòíèêà ïóòåì èçìåðåíèÿ âðåìåíè 10 êîëåáàíèé. Ïåðèîä Ò = t/10 (òàáë. 8.2). Òàáëèöà 8.2 Ðåçóëüòàòû ïîäñ÷åòîâ Òi, c

1,95 2,05 2,12 2,08 1,96 2,00 2,05 1 = 2,03

Òi - 1 , c

(Òi - 1 )2, c2

S2 , ñ 2

S

-0,08

64·10-4 4·10-4 81·10-4 25·10-4 29·10-4 9·10-4 4·10-4

39,7·10-4

6,31·10-2

+0,02 +0,09 +0,05 -0,07 -0,03 +0,02

Îïðåäåëåíèå 1 , S2 ïðîâåäåíî ïî ôîðìóëàì (8.6) è (8.9). Èç òàáë. 8.1 ïîëó÷åíî çíà÷åíèå t (n – 1; 0,95) = t (6,0; 0,95) = 2,45. Ïî ôîðìóëå (8.7) ðàññ÷èòàíî çíà÷åíèå D 3 4 2 1 12343256 2

1 4 323678 3

Ïîñëå îêðóãëåíèÿ ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ áóäåò Ò = (2,03 ± 0,05) ïðè a = 0,95.

70

8.4. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðè êîñâåííûõ èçìåðåíèÿõ Êîñâåííûìè íàçûâàþòñÿ èçìåðåíèÿ, ïðè êîòîðûõ çíà÷åíèÿ èñêîìîé âåëè÷èíû íàõîäÿò íà îñíîâàíèè èçâåñòíîé çàâèñèìîñòè, ñâÿçûâàþùåé åå ñ äðóãèìè âåëè÷èíàìè, êîòîðûå îïðåäåëÿþòñÿ ïðÿìûìè èçìåðåíèÿìè. Åñëè îáîçíà÷èòü èñêîìóþ âåëè÷èíó ÷åðåç à è âåëè÷èíû, îïðåäåëÿåìûå ïðÿìûìè èçìåðåíèÿìè êàê à1, à2,…, àm, òî à = F(à1, à2,…, àm),

(8.10)

ãäå F – èçâåñòíàÿ ôóíêöèîíàëüíàÿ çàâèñèìîñòü. Ïðè ýòîì ïðîñòåéøèé ìåòîä îáðàáîòêè ðåçóëüòàòîâ çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì.  õîäå ïðÿìûõ èçìåðåíèé äëÿ êàæäîé èç âåëè÷èí à1, à2,…, àm ïîëó÷åíû ãðóïïû ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé. Ïðîöåäóðà îáðàáîòêè è îöåíêè âåëè÷èíû ïîãðåøíîñòè ñîäåðæèò ñëåäóþùèå ýòàïû: 1. Ðàñ÷åò 111 12 1 2221 11 3 ; 1 111 1 1 112 12221 1 111 ïî ôîðìóëàì:

12 1 11 3

1 1 2 13 2 2 3 11

1 1 5 22 4 2 3 3 4 1 2 12

1

1 112 1

2

1

2

11 1 2

Ïîñêîëüêó 11 1 12 1 2221 11 ÿâëÿþòñÿ îöåíêàìè âåëè÷èíû à1, à2,…, àm, òî èõ ìîæíî îáîçíà÷èòü êàê 111 12 1 2221 11 2 2. Îïðåäåëåíèå îöåíêè âåëè÷èíû à ïî ôîðìóëå 1 3 2 1 111 12 1 2221 11 2 2

3. Ðàñ÷åò äîâåðèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè ðåçóëüòàòà ïðÿìîãî èçìåðåíèÿ Dj (ïðè a = 0,95) äëÿ êàæäîé âåëè÷èíû àj ïî ôîðìóëå (8.7). Ïðè ýòîì îáû÷íî èñïîëüçóþò îáîçíà÷åíèå Dàj = Dj. 11 11 11 4. Âû÷èñëåíèå çíà÷åíèé ÷àñòíûõ ïðîèçâîäíûõ 12 1 12 12221 12 ïðè 1 2 1 íàéäåííûõ âåëè÷èíàõ 11 1 12 1 2221 11 2

71

5. Îïðåäåëåíèå äîâåðèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè (ïðè a = 0,95) ðåçóëüòàòà êîñâåííîãî èçìåðåíèÿ Dà ïî ôîðìóëå

62 7

1 3 51 4 1

88 52 2

12

2

99 

1 62 2

1

2

1

6. Çàïèñü ðåçóëüòàòà êîñâåííîãî èçìåðåíèÿ â âèäå 1 3 1 4 51 1 6 3 1234 2 .

11 Åñëè ôóíêöèîíàëüíàÿ çàâèñèìîñòü èìååò âèä 1 1 11111 1212 12221 11 1 òî äëÿ ðàñ÷åòà îòíîñèòåëüíîé äîâåðèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ ¶ ìîæíî èñïîëüçîâàòü ôîðìóëó 1

1

1

1 31 2 1 31 2 1 31 2 31 45 5 8 62 2 9 7 8 61 1 9 7 111 7 8 61 1 9 1 11 111  111 

112 



 ïðàêòè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ ñëó÷àè, êîãäà äëÿ íåêîòîðûõ âåëè÷èí àj îöåíêè èõ çíà÷åíèé 1 1 è ïîãðåøíîñòè ýòèõ îöåíîê íå îïðåäåëÿþòñÿ ïî ðåçóëüòàòàì íàáëþäåíèÿ ïðè ïðÿìûõ èçìåðåíèÿõ, à íàõîäÿòñÿ èç ñïðàâî÷íèêîâ, îïèñàíèé è ò. ä., òî â ýòîì ñëó÷àå äëÿ ðàñ÷åòîâ ìîæíî ïðèìåíÿòü ïðèâåäåííûå ðàíåå ôîðìóëû, èñïîëüçóÿ ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ Dàj. Åñëè çíà÷åíèå Dàj íå óêàçûâàåòñÿ, òî åãî ñëåäóåò ïðèíÿòü ðàâíûì ïîëîâèíå ïîñëåäíåãî ðàçðÿäà 1 1 . Íàïðèìåð, åñëè â çàâèñèìîñòè (8.9) ôèãóðèðóåò ïëîòíîñòü âåùåñòâà è â ñïðàâî÷íèêå óêàçàíî çíà÷åíèå àj = 3,178, òî Dàj = 0,0005.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ïðîâîäèòñÿ îäíî èçìåðåíèå âåëè÷èíû àj. Ïðè ýòîì âåëè÷èíû ñëåäóåò ó÷èòûâàòü àíàëîãè÷íî ñïðàâî÷íûì, à ïîãðåøíîñòè Dàj äëÿ íèõ íåîáõîäèìî ðàññ÷èòûâàòü ïî ïàñïîðòíûì äàííûì èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ. Äàëåå ïðèâåäåí ïðèìåð îöåíêè ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ ÊÏÄ ïëàíåòàðíîãî ðåäóêòîðà íà îñíîâàíèè ôóíêöèîíàëüíîé çàâèñèìîñòè

12

1 123 5 1 132 4

ãäå Ìâõ, Ìâûõ – ìîìåíòû íà âõîäå è âûõîäå ðåäóêòîðà; Up – ïåðåäàòî÷íîå îòíîøåíèå. 72

Ìîìåíòû Ìâõ è Ìâûõ îïðåäåëÿþòñÿ ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé Ìâõ1 = 15 Í·ñì, Ìâõ2 = 16 Í·ñì, Ìâõ3 = 14 Í·ñì, Ìâõ4 = 15 Í·ñì, Ìâõ5 = 17 Í·ñì; Ìâûõ1 = 40 Í·ñì, Ìâûõ2 = 42 Í·ñì, Ìâûõ3 = 38 Í·ñì, Ìâûõ4 = 40 Í·ñì, Ìâûõ5 = 45 Í·ñì; Up = 5,5. Ðàñ÷åò âåäåòñÿ â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè: 1. Îïðåäåëåíèå îöåíêè çíà÷åíèé ìîìåíòîâ 1 12 1

1 1 3 1 122 1 1234 5 2 673 2 3

1 123 1

1 1 3 1 1232 1 21 3 2 456 2 4

2. Âû÷èñëåíèå îöåíêè êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ðåäóêòîðà 11 2

1 123 2 56 789 1 132 4

3. Îïðåäåëåíèå äèñïåðñèé i-õ çíà÷åíèå ìîìåíòîâ 1 13

1 13

1231

121

3

3

1 1 1 6 1 2 23 4 2 232 2 3 2 3 5 456 3 41 4

1 1 1 2 234 4 2 2342 2 3 12 34 5 5 678 1 6 3 41 5

4. Îïðåäåëåíèå äèñïåðñèè îöåíîê ìîìåíòîâ 1

1

1

1

2 12

2 123

1

1

1 11

121

2

1 11

1231

2

1 123 4 2 562

1 12 34 5 2 678

5. Îïðåäåëåíèå äîâåðèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ ìîìåíòîâ 73

31 4 3 1 4 5 13 6 2

2 1 123 4

4 3 56723849

234 4 23 3 3 6

11 123 2 1234 5 3 672

3 1 4 3 1 4 5 23 6 2

2 1 12 4

4 3 567839 

2324 4 23 6 3 13 16

11 12 2 1234 5 3 678

6. Âû÷èñëåíèå ÷àñòíûõ ïðîèçâîäíûõ 11 2 2 3 1234 2 31 4 2311 4 13 24 2 244 11 1 2 2 1 3 12113 12 234 3 244

7. Îïðåäåëåíèå äîâåðèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè ðåçóëüòàòà êîñâåííîãî èçìåðåíèÿ 3 51 4 67 8

 53 23

1

1 62 23 2

1

1

3 51 4 1 9

 1 62 243 2 8 53 243

8 1  1215  2345 9 6  1215  7314 8 83 8  12119

8. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ áóäåò h = 0,48 ± 0,04 = (48 ± 4)%.

74

Áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê 1. Âîïèëêèí Å. À. Ðàñ÷åò è êîíñòðóèðîâàíèå ìåõàíèçìîâ ïðèáîðîâ è ñèñòåì. Ì.: Âûñø. øê., 1980. 458 ñ. 2. Ðåøåòîâ Ä. Í. Äåòàëè ìàøèí. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989. 492 ñ. 3. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí / Ïîä ðåä. Ê. Â. Ôðîëîâà. Ì.: Âûñø. øê., 1987. 496 ñ. 4. Ïîïîâ Ñ. À. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå ïî òåîðèè ìåõàíèçìîâ è ìåõàíèêå ìàøèí / Ïîä ðåä. Ê. Â. Ôðîëîâà. Ì.: Âûñø. øê., 1986. 295 ñ. 5. Ñïðàâî÷íèê êîíñòðóêòîðà òî÷íîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ / Ïîä ðåä. Ê. Í. ßâëåíñêîãî, Á. Ï. Òèìîôååâà, Å. Å. ×ààäàåâîé. Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1989. 792 ñ. 6. Êóäðÿâöåâ Â. Ì. Äåòàëè ìàøèí. Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1980. 7. Àðòîáîëåâñêèé È. È. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí. Ì.: Íàóêà, 1988. 640 ñ. 8. Òåîðèÿ ìåõàíèçìîâ è ìàøèí / Ê. Â. Ôðîëîâ, Ñ. À. Ïîïîâ, À. Ê. Ìóñàòîâ è äð.; Ïîä ðåä. Ê. Â. Ôðîëîâà. Ì.: Âûñø. øê., 1987. 496 ñ. 9. Ñàìîóñòàíàâëèâàþùèåñÿ ìåõàíèçìû: Ñïðàâî÷íèê. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1985. 272 ñ.

75

ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ Ïðåäèñëîâèå ...................................................................................................... 1. Èññëåäîâàíèå ñòðóêòóðû è êîíñòðóêöèè ìåõàíèçìîâ ïðèáîðîâ .......................................................... 1.1. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç ìåõàíèçìîâ ïðèáîðîâ ............................................ 1.2. Êèíåìàòè÷åñêàÿ ñõåìà ìåõàíèçìà, ïàðàìåòðû çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ .......... 1.3. Èññëåäîâàíèå êîíñòðóêöèé óçëà è ìåõàíèçìà ......................................... Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 1 .............................................................................. 2. Èññëåäîâàíèå òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ................................................................ 2.1. Õàðàêòåðèñòèêè òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ......................................................... Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 2 .............................................................................. Îïèñàíèå ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè ............................................................... Ïîðÿäîê âûïîëíåíèÿ ðàáîòû ......................................................................... 3. Èññëåäîâàíèå òðåíèÿ â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ ............................................. 3.1. Ïîòåðè íà òðåíèå â ïîäøèïíèêàõ êà÷åíèÿ ............................................... Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 3 .............................................................................. Îïèñàíèå ëàáîðàòîðíîé óñòàíîâêè ............................................................... Ïîðÿäîê âûïîëíåíèÿ ðàáîòû ......................................................................... 4. Èññëåäîâàíèå ðåäóêòîðîâ ñ çóá÷àòûìè êîëåñàìè ................................................................................... 4.1. Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ðåäóêòîðîâ ..................................................... 4.2. Ìíîãîñòóïåí÷àòûé ðåäóêòîð ñ íåïîäâèæíûìè îñÿìè ........................... 4.3. Ïëàíåòàðíûé ðåäóêòîð ............................................................................. Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 4 .............................................................................. 5. Èññëåäîâàíèå òî÷íîñòè çóá÷àòîãî ìåõàíèçìà ............................................ 5.1. Òî÷íîñòü çóá÷àòûõ ïåðåäà÷ ...................................................................... 5.2. Ðàñ÷åò êèíåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ...................................................... 5.3. Ðàñ÷åò ìåðòâîãî õîäà çóá÷àòîé ïåðåäà÷è ................................................. Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 5 .............................................................................. 6. Èññëåäîâàíèå êîýôôèöèåíòà ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ âèíòîâûõ ìåõàíèçìîâ . 6.1. Êèíåìàòè÷åñêèå ñõåìû âèíòîâûõ ìåõàíèçìîâ ........................................ 6.2. Êèíåìàòè÷åñêèå è ñèëîâûå ñîîòíîøåíèÿ ............................................... Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 6 .............................................................................. 7. Õàðàêòåðèñòèêè ïåðåäà÷ ãèáêîé ñâÿçüþ ...................................................... 7.1 Ñêîëüæåíèå è ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ........................................................... 7.2. Òÿãîâàÿ ñïîñîáíîñòü ãèáêîé ñâÿçè ........................................................... 7.3. Ïîòåðè è ÊÏÄ ïåðåäà÷è ............................................................................ Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà ¹ 7 .............................................................................. 8. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðè èçìåðåíèÿõ ................................. 8.1. Îñíîâíûå íàïðàâëåíèÿ ............................................................................. 8.2. Ïîãðåøíîñòè ............................................................................................ 8.3. Îáðàáîòêà ãðóïïû ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðè ïðÿìîì èçìåðåíèè è îòñóòñòâèè ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè .......................................... 8.4. Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðè êîñâåííûõ èçìåðåíèÿõ ............ Áèáëèîãðàôè÷åñêèé ñïèñîê .............................................................................

76

3 4 4 8 11 12 15 15 17 17 18 20 20 22 22 25 26 26 26 29 33 39 39 43 44 46 50 50 52 54 57 57 59 60 61 64 64 65 68 71 75