Определение вращающихся моментов на валах.

Выбор электродвигателя.

Кинематический расчёт.

Определение вращающихся моментов на валах.

Выбор электродвигателя

 

Выбор электродвигателя производится по каталогу в зависимости от требуемой мощности P_{дв. треб} и частоты вращения электродвигателя n_{дв. треб} .

2.1.1 Расчет требуемой мощности

Расчет требуемой мощности считается по формуле:

 ,                                                     (2.1)

где Р_вых - мощность на выходе привода, кВт;

 - общий КПД привода.

Где общий КПД привода рассчитывается по формуле:

,                                  (2.2)

где  - КПД муфты;  - КПД редуктора ( = );

 - КПД подшипников.

Рассчитаем общее КПД по формуле (2.2), где =0, 98; =0, 98; =0, 995 (эти данные были взяты из таблицы: «Значение КПД»):

=(0, 98)² . 0, 98. (0, 995)²=0, 96. 0, 98. 0, 99=0, 93

=0, 93

Найдя общее КПД и зная мощность на выходе можно найти требуемую мощность по формуле (2.1), где P_вых=6 кВт; =0, 93:

Рдв.треб=

P_{дв. треб}=6, 45 кВт

                           

						3
		№ докум.	Подп.	Дата

 

 

        2.1.2 Расчет диапазона частоты вращения

Диапазон частоты вращения двигателя рассчитывается по формуле:

                               (2.3)

где п_вых =360 (об/мин), а u_ред.min и u_ред.mах берутся из таблицы: «Значения передаточных чисел». u_ред.min=2, 5, u_ред.mах=5.

п_{дв.треб.min}=360*2, 5=900 об/мин

п_{дв.треб.mах}=360*5=1800 об/мин

 Данные электродвигателя

После расчета требуемой мощности и нахождения диапазона частоты вращения можно выбрать сам электродвигатель из каталога: «Каталог двигателей закрытых обдуваемых единой серии 4А».

Электродвигатель: 4А132М6/970 по ГОСТ 19523-81

 Данные электродвигателя 4А132М6/970: P_дв=7, 5 кВт, п_дв=1000 об/мин.

Основные размеры электродвигателя 4А132М6/970 (мм): d₁=38.

                                                                                          

                    

                                                                                                                           

                                                                                                                            

                                                                                                                    

                                                                                                                   

                                                                                                                       

                                                                                                                       

                  

                                                                       

 

                            

 

						4
		№ докум	Подп.	Дата

Кинематический расчет

Передаточное число редуктора определяется по формуле:

                                                 (2.4)

где n_дв – частота вращения вала двигателя под нагрузкой (асинхронная);            n_вых – частота вращения вала на выходе из привода.

(n_дв= n₁ и  n_вых= n₂ , где n₁-частота первого вала, а n₂- частота второго вала)

Взяв значения n_дв =970 об/мин из раздела «2.1.3» и n_вых=360 об/мин из начальных данных, находим передаточное число редуктора:

uред=

u_ред=2, 69

 

Определение вращающихся моментов на валах

Вращающиеся моменты на валах определяются по формулам:

для ведущего вала -                                                                    (2.5)

для ведомого вала -                                                   (2.6)

Взяв значения Р_{дв.треб}=6, 45 из раздела «2.1.1»; n₁= 970 и n₂=360 из раздела «2.2»; =0, 98, =0, 98, =0, 995 из таблицы: «Значение КПД»; определяем вращающиеся моменты на валах:

для ведущего вала – Т1 = 9550  Нм

 

для ведомого вала – Т2 = 9550  Нм

Для удобства данные занесем в таблицу:

№ вала	uред	Т, (н.м)	n, (об/мин)
1	2, 69	62, 27	970
2		162, 68	360

 

 

						5
		№ докум	Подп.	Дата

Выбор муфт.

Основными параметрами для выбора муфт служат диаметры выходных концов соединяемых валов и вращающие моменты.

 3.1 Выбор муфты быстроходного вала

Диаметр быстроходного вала под муфту вычисляется по формуле:

,                                             (3.1)

где Т₁ – крутящий момент вала (Н.м);

 - допускаемые напряжения на кручение (МПа), =15 20 МПа.

Подставив значения из таблицы раздела (2.3) в формулу (3.1) получаем:

d в1

d_в1=27 мм

Необходимо выдержать условие: «разница диаметров соединяемых валов должна отличаться не более чем на 20%».

d_дв=38мм=100%

х=20%=7, 6

Эти данные удовлетворяют муфте: Муфта упругая МУВП ГОСТ 21424-93

Данные муфты: тип I; T=250(Н.м); d_дв=38 мм; d_в1=27 мм; D=140мм; l=58мм; n_max=3800(об/мин); смещение: радиальное=0, 3 и угловое=1⁰.

 

 

						6
		№ докум	Подп.	Дата

 

 

 

Выходные концы валов

Быстроходный вал:

d_в1=27 мм

 l=58 мм

 

 

Тихоходный вал:

d_в2=37мм

l=82мм

						8
		№ докум	Подп.	Дата

 

Расчет передачи редуктора

Определение сил зацеплений

В шевронной передаче осевые силы, действующие на каждую половину шеврона, уравновешиваются.

Окружная сила:                                        

где  - номинальный крутящий момент ведущего вала, ( )

   - делительный диаметр шестерни, мм.

               

 

Радиальная сила:                      

где  - стандартный угол профиля зуба.

Осевая сила:                              

где  - угол наклона зубьев.

 

 

Выбор и расчет подшипников

6.1 Расчет подшипников быстроходного вала

 

Выбираем подшипник роликовый особо легкой серии №108. У шевронной передачи силы в зацеплении уравновешиваются и считаются по формуле:

F_t=2, 3 кH; F_r=0, 96 кН

кН

YR_a1=0; R_б=1; R_t=1, 1; V=1; X=1; R=1, 25 кН

Рассчитываем фактический ресурс:

n_i=n₁=970 об/мин.

Данный подшипник удовлетворяет требуемому: , и пригоден к эксплуатации.

						16
		№ докум	Подп.	Дата

Выбор и расчет шпонок

 Выбор и расчет шпонок под муфту быстроходного вала

На этом валу одна шпонка. Диаметр вала на выходном участке d_В1=27мм, тогда в=8мм h=7мм t₁=4мм. Длина шпонки l=46мм.

Материал ступицы чугун, =80 МПа.

Условие прочности выполняется, шпонка пригодна для эксплуатации.

 Выбор и расчет шпонок под муфту вала колеса

На этом участке одна шпонка. Диаметр вала на выходном участке d_B2=37мм, тогда в=10мм h=8мм t₁=5мм. Длина шпонки l=70мм.

Материал ступицы чугун, =80 МПа.

Условие прочности выполняется, шпонка пригодна для эксплуатации.

 Выбор и расчет шпонки для вала колеса под ступицу

На этом участке одна шпонка. Диаметр вала на выходном участке d_К=50мм, тогда в=14мм h=9мм t₁=5, 5мм. Длина шпонки l=45мм.

Материал ступицы чугун, =80 МПа.

Условие прочности выполняется, шпонка пригодна для эксплуатации.

						18
		№ докум	Подп.	Дата

 

 

Уточненный расчет валов.

Быстроходный вал

Найдем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям в сечении находящемся от опоры 1 на расстоянии 58 мм:

 где

 где  ;

,  d_вых=32мм ; .

где T₁=62Нм;  

Определим сопротивления изгибу и кручению:

Подставив в формулу  получим:

Сопротивление усталости вала обеспечивается.

						19
		№ докум	Подп.	Дата

Тихоходный вал

Найдем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям в сечении находящемся от опоры 3 на расстоянии мм:                                 

 где

 где  ;

,  d_вых=40мм ; .

где T₂=163 Нм;  

Определим сопротивления изгибу и кручению:

Подставив в формулу  получим:

Сопротивление усталости вала обеспечивается.

						20
		№ докум	Подп.	Дата

 

Выбор смазки.

Для смазки подшипников и зацепления выбираем масло индустриальное U – 30A т.к. окружная скорость = 2, 77 м/c, контактное напряжение =348МПа, с кинематической вязкостью 28*10  м /с.

						21
		№ докум	Подп.	Дата

 

Список литературы

1.Анурьев В.И. Справочник метролога – машиностроителя. В 3-х т.

-М.: Машиностроение, 1992. 784с., ил.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроительных специальнстей. – 2-е изд., перераб. и доп. - Высш. шк., 1990. 399с., ил.

3.Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся машиностроительных специальностей / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. 426с., ил.

4. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. –М.: Машиностроение, 2004. 440с., ил.

						22
		№ докум	Подп.	Дата

 

Оглавление

1. Исходные данные

2. Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт. Определение вращающихся моментов на валах.

2.1 Выбор электродвигателя

2.1.1 Расчет требуемой мощности

2.1.2 Расчет диапазона частоты вращения

2.2 Кинематический расчет

2.3 Определение вращающихся моментов на валах

3. Выбор муфт

3.1 Выбор муфты быстроходного вала

3.2 Выбор муфты тихоходного вала

3.3 Выходные концы валов

4. Расчет передачи редуктора

4.1 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

4.1.1. Выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений

4.1.2 Определение расчетного крутящего момента

4.1.3. Расчет основных геометрических параметров

4.1.4 Определение сил зацеплений

4.1.5.Проверка зубьев колес на прочность по контактным напряжениям

4.1.6 Проверка зубьев колес на прочность по напряжениям изгиба

4.1.7.Определение фактической скорости в зацеплении

5. Ориентировочный расчет валов

6. Выбор и расчет подшипников

6.1 Расчет подшипников быстроходного вала

6.2 Расчет подшипников тихоходного вала

7. Выбор и расчет шпонок

8. Уточненный расчет валов.

8.1 Быстроходный вал

8.2 Тихоходный вал

						23
		№ докум	Подп.	Дата

9. Выбор смазки.

10. Список литературы

Выбор электродвигателя.

Кинематический расчёт.

Определение вращающихся моментов на валах.

Выбор электродвигателя

 

Выбор электродвигателя производится по каталогу в зависимости от требуемой мощности P_{дв. треб} и частоты вращения электродвигателя n_{дв. треб} .

2.1.1 Расчет требуемой мощности

Расчет требуемой мощности считается по формуле:

 ,                                                     (2.1)

где Р_вых - мощность на выходе привода, кВт;

 - общий КПД привода.

Где общий КПД привода рассчитывается по формуле:

,                                  (2.2)

где  - КПД муфты;  - КПД редуктора ( = );

 - КПД подшипников.

Рассчитаем общее КПД по формуле (2.2), где =0, 98; =0, 98; =0, 995 (эти данные были взяты из таблицы: «Значение КПД»):

=(0, 98)² . 0, 98. (0, 995)²=0, 96. 0, 98. 0, 99=0, 93

=0, 93

Найдя общее КПД и зная мощность на выходе можно найти требуемую мощность по формуле (2.1), где P_вых=6 кВт; =0, 93:

Рдв.треб=

P_{дв. треб}=6, 45 кВт

                           

						3
		№ докум.	Подп.	Дата

 

 

        2.1.2 Расчет диапазона частоты вращения

Диапазон частоты вращения двигателя рассчитывается по формуле:

                               (2.3)

где п_вых =360 (об/мин), а u_ред.min и u_ред.mах берутся из таблицы: «Значения передаточных чисел». u_ред.min=2, 5, u_ред.mах=5.

п_{дв.треб.min}=360*2, 5=900 об/мин

п_{дв.треб.mах}=360*5=1800 об/мин

 Данные электродвигателя

После расчета требуемой мощности и нахождения диапазона частоты вращения можно выбрать сам электродвигатель из каталога: «Каталог двигателей закрытых обдуваемых единой серии 4А».

Электродвигатель: 4А132М6/970 по ГОСТ 19523-81

 Данные электродвигателя 4А132М6/970: P_дв=7, 5 кВт, п_дв=1000 об/мин.

Основные размеры электродвигателя 4А132М6/970 (мм): d₁=38.

                                                                                          

                    

                                                                                                                           

                                                                                                                            

                                                                                                                    

                                                                                                                   

                                                                                                                       

                                                                                                                       

                  

                                                                       

 

                            

 

						4
		№ докум	Подп.	Дата

Кинематический расчет

Передаточное число редуктора определяется по формуле:

                                                 (2.4)

где n_дв – частота вращения вала двигателя под нагрузкой (асинхронная);            n_вых – частота вращения вала на выходе из привода.

(n_дв= n₁ и  n_вых= n₂ , где n₁-частота первого вала, а n₂- частота второго вала)

Взяв значения n_дв =970 об/мин из раздела «2.1.3» и n_вых=360 об/мин из начальных данных, находим передаточное число редуктора:

uред=

u_ред=2, 69

 

1234Следующая ⇒

Поделиться: