Uniwersytet Zielonogórski

Wydział Mechaniczny

TEORIA MASZYN I MECHANIZMÓW

Sprawozdanie

Ćwiczenie nr: 02

Temat: Analiza kinematyczna przekładni pasowej z hamulcem klockowym.

Robert Maksymów

1 MiBM, gr. 11 A

1. Cel ćwiczenia.

Wyznaczenie wartości przełożenia, momentu hamowania, prędkości pasa i poślizgu sprężystego w przekładni pasowej.

1. Schemat kinematyczny przekładni pasowej.

1. Przebieg ćwiczenia.

1. Uruchomienie przekładni pasowej

2. Oczekiwanie na ustabilizowanie się prędkości obrotowej.

3. Pomiar prędkości obrotowej koła czynnego (napędzającego) i biernego (napędzanego) bez obciążenia.

4. Pomiar prędkości obrotowej koła czynnego (napędzającego) i biernego (napędzanego) z obciążeniem (ciężar stały, ale zmieniane było jego położenie na dźwigni hamulca klockowego)

5. Zmiana szerokości rowka paska klinowego - rozszerzenie.

6. Pomiar prędkości obrotowej koła czynnego (napędzającego) i biernego (napędzanego) bez obciążenia.

7. Pomiar prędkości obrotowej koła czynnego (napędzającego) i biernego (napędzanego) z obciążeniem (ciężar stały, zmiana jego położeń na takie jak punkcie d.)

8. Każdy pomiar wykonany trzykrotnie.

1. Wyniki pomiaru.

Prędkość obrotowa kół pasowych przekładni przed zmianą szerokości rowka klinowego.

	Bez obciążenia	Z obciążeniem
	na (obr./min.)	nb (obr./min.)
Mh1 = 2,93 Nm L1 = 43,5 cm m = 2,15 kg	1448	1275
	1448	1273
	1448	1273
Średn. (obr./min.)	1448	1274
Mh2 = 1,99 Nm L2 = 29,5 cm m = 2,15 kg	1488	1273
	1489	1274
	1489	1273
Średn. (obr./min.)	1489	1273
Mh3= 1,38 Nm L3 = 20,5 cm m = 2,15 kg	1489	1273
	1489	1273
	1489	1273
Średn. (obr./min.)	1489	1273

Prędkość obrotowa kół pasowych przekładni po zmianie szerokości rowka klinowego.

	Bez obciążenia	Z obciążeniem
	na (obr./min.)	nb (obr./min.)
Mh1 = 2,93 Nm L1 = 43,5 cm m = 2,15 kg	1487	1733
	1486	1733
	1486	1732
Średn. (obr./min.)	1486	1733
Mh2 = 1,99 Nm L2 = 29,5 cm m = 2,15 kg	1487	1734
	1488	1735
	1487	1733
Średn. (obr./min.)	1487	1733
Mh3= 1,38 Nm L3 = 20,5 cm m = 2,15 kg	1486	1733
	1487	1733
	1487	1734
Średn. (obr./min.)	1487	1733

i_ab – wartość przełożenia przekładni $i_{\text{ab}} = \frac{n_{a}}{n_{b}}$

L_1,2,3 – położenie obciążenia na dźwigni hamulca klockowego

l = 0,43 m – długość dźwigni hamulca klockowego

m = 2,15 kg – masa obciążenia dźwigni hamulca klockowego

P = 21,1 N – nacisk obciążenia na ramię ($m \times g = 2,15\ kg \times 9,81\frac{m}{s^{2}}$)

e = 0,05 m – odległość względem styku klocka hamulca, a osią przegubu wzdłuż dźwigni

a = 0,09 m – odległość klocka hamulca na dźwigni od przegubu

µ = 0,3 – współczynnik tarcia pasa na kole

n_a – koło czynne (prędkość obrotowa)

n_b – koło bierne (prędkość obrotowa)

Da , Db = 0,16 m – średnica skuteczna koła napędzającego i koła napędzanego

r= 0,08 m – promień kół

a_w = 0,22 m – odległość między osiami kół

1. Obliczenia.

Moment hamowania:

$$M_{h} = \frac{P \times L_{1,2,3} \times \mu \times D}{2 \times (a - \mu \times e)}$$

Moment hamowania dla obciążenia odsuniętego 43,5cm od przegubu:

$$M_{h} = \frac{21,1 \times 0,435 \times 0,3 \times 0,16}{2 \times (0,09 - 0,3 \times 0,05)} = 2,93Nm$$

Moment hamowania dla obciążenia odsuniętego 29,5cm od przegubu:

$$M_{h} = \frac{21,1 \times 0,295 \times 0,3 \times 0,16}{2 \times (0,09 - 0,3 \times 0,05)} = 1,99Nm$$

Moment hamowania dla obciążenia odsuniętego 20,5cm od przegubu:

$$M_{h} = \frac{21,1 \times 0,205 \times 0,3 \times 0,16}{2 \times (0,09 - 0,3 \times 0,05)} = 1,38Nm$$

Prędkość pasa:

$$v_{a} = \frac{\pi \times D_{a} \times n_{a}}{60}\text{\ \ \ \ \ V}_{b} = \frac{\pi \times D_{b} \times n_{b}}{60}$$

Poślizg sprężysty przekładni pasowej:

$$\varepsilon = \frac{v_{a} - v_{b}}{v_{a}}$$

Prędkość pasa przekładni przed zmianą szerokości rowka klinowego.

	Bez obciążenia	Z obciążeniem
	na	nb
Mh1 = 2,93 Nm L1 = 43,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,12	10,66
Poślizg sprężysty	0,120
Średn. (obr./min.)	1448	1274
Mh2 = 1,99 Nm L2 = 29,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,46	10,65
Poślizg sprężysty	0,145
Średn. (obr./min.)	1489	1273
Mh3= 1,38 Nm L3 = 20,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,46	10,65
Poślizg sprężysty	0,145
Średn. (obr./min.)	1489	1273

Prędkość pasa przekładni po zmianie szerokości rowka klinowego

	Bez obciążenia	Z obciążeniem
	na	nb
Mh1 = 2,93 Nm L1 = 43,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,44	14,51
Poślizg sprężysty	-0,166
Średn. (obr./min.)	1486	1733
Mh2 = 1,99 Nm L2 = 29,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,45	14,51
Poślizg sprężysty	-0,165
Średn. (obr./min.)	1487	1733
Mh3= 1,38 Nm L3 = 20,5 cm m = 2,15 kg
Prędkość (m/s)	12,45	14,51
Poślizg sprężysty	-0,165
Średn. (obr./min.)	1487	1733

1. Wnioski.

• Przed zmianą szerokości rowka klinowego koło czynne ma wyższą liczbę obrotów na minutę od koła biernego. Zarówno z załączonym hamulcem jak i bez.

• Po zmianie szerokości rowka klinowego koło czynne ma niższą liczbę obrotów na minutę od koła biernego. Zarówno z załączonym hamulcem jak i bez.

• Załączenie hamulca powoduje zmniejszenie się liczby obrotów na minutę na obu kołach.

• Załączenie hamulca powoduje zwiększenie przełożenia o 0,01. Po zmianie szerokości rowka klinowego i załączeniu hamulca nie zaobserwowano zwiększenia przełożenia.

• Wraz ze zmianą położenia L_1, 2, 3 obciążenia hamulca klockowego zwiększa się kolejno liczba obrotów na minutę na obu kołach. Przyczyną jest zmniejszający się moment hamujący z kolejnym położeniem. Podobne zjawisko występuje również po zwiększeniu szerokości rowka klinowego.

• Prędkość pasa (prędkość cięgna czynnego) jest większa na kole czynnym, niż na kole biernym. Po załączeniu hamulca prędkość się zmniejsza na obu kołach, ale wciąż wyższa jest na kole czynnym.

• Po zmianie szerokości rowka klinowego wzrasta prędkość pasa (prędkość cięgna biernego) na kole biernym (jest wyższa od prędkości na kole czynnym). Po załączeniu hamulca prędkość się zmniejsza na obu kołach, ale wciąż wyższa jest na kole biernym.

• Załączenie hamulca klockowego powoduje wzrost poślizgu sprężystego, który maleje wraz z kolejnymi położeniami L_1, 2, 3 obciążenia hamulca (coraz bliżej przegubu), gdy maleje moment hamowania

• Po zmianie szerokości rowka klinowego poślizg sprężysty ma wartość ujemną. Załączenie hamulca powoduje wzrost poślizgu sprężystego, który rośnie wraz z kolejnymi położeniami L_1, 2, 3 obciążenia hamulca (coraz bliżej przegubu), gdy maleje moment hamowania.