Соединительная компенсирующая (зубчатая типа1)

 

 

Для выбора двигателя, кроме мощности P _треб, необходимо ориентировочно определить его синхронную частоту вращения n _синхр, используя формулу (1.4).

На основании рекомендаций табл. 1.2 примем ориентировочно передаточные отношения i передач привода (рис. 1.10): открытая ременная передача i _рем =2…3; зубчатая цилиндрическая в закрытом корпусе для одной пары: быстроходная ступень редуктора i _Б=3…5, тихоходная ступень редуктора i _Т=3…5.

Тогда по формуле (1.4) синхронная частота вращения двигателя n _синхр:

 мин^-1.

Учитывая рекомендации, изложенные выше в п. 1.1, принимаем n _синхр =1500 мин^-1.

Исходя из  кВт и n _синхр=1500 мин^-1 по табл. 1.3 выбираем асинхронный двигатель серии АИ типоразмера АИР112М4 со следующими техническими данными: P _ном=5, 5 кВт; n _ном=1433 мин^-1; T_max / T _ном=2, 5.

Общее передаточное отношение привода

^.

Схема механического привода (рис. 1.10) состоит из двухступенчатого цилиндрического соосного редуктора и открытой ременной передачи. Для таких схем приводов рекомендуется принимать передаточное отношение открытой ременной передачи i _рем=2. Тогда передаточное отношение двухступенчатого редуктора

.

Распределяем i _ред между передачами редуктора, образующими быстроходную и тихоходную ступени.

Для двухступенчатого цилиндрического соосного редуктора на основании рекомендаций (1.16):

а) передаточное отношение тихоходной ступени (закрытой цилиндрической зубчатой передачи)

;

б) передаточное отношение быстроходной ступени (закрытой цилиндрической зубчатой передачи) .

Полученные передаточные отношения  и  находятся в рекомендуемом диапазоне передаточных отношений для цилиндрической зубчатой передачи, установленной в закрытом корпусе (см. табл. 1.2).

Определим частоты вращения валов редуктора, а также вращающий Т и крутящий М_к моменты в различных сечениях этих валов.

Вал двигателя. Частота вращения n _ном=1433 мин^-1. Требуемый вращающий момент на валу двигателя

 Н∙ м.

Быстроходный вал I редуктора. На входном конце быстроходного вала редуктора закреплен ведомый шкив открытой ременной передачи, а шестерня цилиндрической косозубой передачи (быстроходной ступени редуктора) выполнена за одно целое с валом. Так как между двигателем и редуктором расположена открытая ременная передача, то частота вращения быстроходного вала I

 мин^-1.

Частота вращения ведомого шкива n ₂ открытой ременной передачи и шестерни 1 быстроходной ступени редуктора (индекс Б) n _1Б:

n ₂ = n _1Б = n_I=717 мин^-1.

Схема нагружения вала I соответствует расчетной схеме 2Б (рис. 1.5).

Передача вращающего момента  происходит вдоль оси быстроходного вала I условно от места установки ведомого шкива открытой ременной передачи на входном конце вала (сечение C посередине ведомого шкива) до середины шестерни быстроходной ступени (сечение D). При этом вращающий момент  в сечении C:

 Н∙ м.

Из условия равновесия вала I (т.е. его равномерного вращения) определяем вращающий момент T _1Б  на шестерне быстроходной ступени редуктора:

 Н∙ м.

При этом момент  является для вала I внешним вращающим моментом  в сечении D, т.е.  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении быстроходного вала I редуктора кручение испытывает участок вала условно между сечениями C и D, в которых крутящий момент М_{к I} (внутренний силовой фактор): M _{к IC} = T_IC=64, 07 Н∙ м, M _{к ID} = T_ID=64, 07 Н∙ м. При этом M _{к IC} = M _{к ID}.

Промежуточный вал II редуктора. Промежуточный вал редуктора не имеет выходных концов. На нем закреплено насадное колесо косозубой передачи (быстроходной ступени редуктора), а шестерня цилиндрической прямозубой передачи (тихоходной ступени редуктора) выполнена за одно целое с валом II.

 Частота вращения вала II

n_II = n_I / i _Б=717/4, 20=171мин^-1.

Частота вращения цилиндрического колеса 2 быстроходной ступени редуктора (индекс Б) n _2Б и шестерни 1 тихоходной ступени редуктора (индекс Т) n _{1 T}:

n _2Б = n _{1 T} = n_II=171 мин^-1.

Вращающий момент на цилиндрическом колесе 2 быстроходной ступени редуктора

 Н∙ м.

Схема нагружения вала II соответствует расчетной схеме 1П (рис. 1.6).

Передача вращающего момента Т _II происходит вдоль оси вала II условно от середины цилиндрического колеса 2 быстроходной ступени (сечение C) до середины шестерни 1 тихоходной ступени редуктора (сечение D). При этом вращающий момент Т_1Т на шестерне 1 тихоходной ступени редуктора из условия равновесия вала II

 Н∙ м.

В сечениях C и D вал II скручивают внешние вращающие моменты соответственно  Н∙ м и  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении промежуточного вала II редуктора кручение испытывает участок вала между сечениями C и D, в которых крутящий момент M _{к II} (внутренний силовой фактор):  Н∙ м,  Н∙ м. В свою очередь = .

Тихоходный вал III редуктора. На тихоходном валу III редуктора закреплено насадное колесо тихоходной ступени редуктора и на выходном конце вала установлена полумуфта компенсирующей соединительной муфты.

Частота вращения вала III 

n_III = n_II / i_T=171/3, 41=50 мин^-1,

что соответствует требуемой частоте вращения n тихоходного вала редуктора (см. исходные данные).

Частота вращения колеса 2 тихоходной ступени редуктора (индекс Т)

n _{2 T} = n_III =50 мин^-1.

Вращающий момент на колесе 2 тихоходной ступени редуктора

 Н∙ м

Нагружение вала III соответствует расчетной схеме 1Т (рис. 1.7).

Передача вращающего момента Т _III происходит вдоль оси вала III условно от середины колеса тихоходной ступени (сечение C) до середины ступицы полумуфты, установленной на выходном конце вала (сечение D).

В сечении C вал III скручивается внешним вращающим моментом  Н∙ м. В сечении D внешний вращающий момент  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении тихоходного вала III редуктора кручение испытывает участок вала условно между сечениями C и D, в которых крутящий момент M _{к III}  (внутренний силовой фактор): M _{к IIIC} = T_IIIC=863, 38 Н∙ м, M _{к IIID} = T_IIID=863, 38 Н∙ м.При этом M _{к IIIC} = M _{к IIID}.

Для проверки правильности выполнения расчетов определим мощность P_III на выходном конце тихоходного вала III при  Н∙ м и n_III= 50 мин^-1:

кВт,

что соответствует потребляемой мощности P, заданной в исходных данных на выходном конце вала III.

Ранее мы установили, что частота вращения тихоходного вала редуктора n_III= 50 мин^-1 также соответствует требуемой частоте вращения n данного вала.

Расчет привода выполнен правильно.

 

Пример 1.3. Выбрать двигатель, выполнить кинематический и силовой расчеты механического привода (рис. 1.11) по следующим исходным данным:

а) потребляемая мощность на одном приводном валу барабана P=3 кВт;

б) требуемая частота вращения барабанов n =25 мин^-1.

Решение. По табл. 1.1 принимаем КПД элементов привода (средние значения): КПД открытой ременной передачи ; КПД закрытой в корпусе цилиндрической зубчатой передачи с учетом потерь в подшипниках валов передачи ; КПД открытой цепной передачи ; КПД пары подшипников приводного вала барабана

 Схема привода содержит, кроме последовательно расположенных элементов (открытой ременной передачи и цилиндрической зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора), также и параллельно работающие элементы. К последним относятся цилиндрические зубчатые передачи раздвоенной тихоходной ступени редуктора, открытые цепные передачи и приводные валы барабанов с подшипниками качения. Потери в параллельно работающих элементах механического привода учитывают средним арифметическим значением КПД .

Тогда общий КПД привода от двигателя до барабанов, на каждом из которых задана потребляемая мощность P=3 кВт, по формуле (1.3):

.

В нашем примере задание исходных данных P и n относится к варианту 2 (см. выше п. 1.1). Тогда требуемая мощность двигателя по формуле (1.2):

кВт.

Для выбора двигателя, кроме мощности P _треб, необходимо ориентировочно определить его синхронную частоту вращения n _синхр, используя формулу (1.4).

На основании рекомендаций табл. 1.2 примем ориентировочно передаточные отношения i передач привода (рис. 1.11): открытая ременная передача i _рем=2…3; зубчатая цилиндрическая в закрытом корпусе для одной пары: быстроходная ступень редуктора i _Б=3…5; тихоходная ступень редуктора i _Т=3…5; открытая цепная передача i _ц=1, 5…3.

Тогда по формуле (1.4) синхронная частота вращения двигателя n _синхр:

 мин^-1.

Учитывая рекомендации, изложенные  выше в п. 1.1, принимаем n _синхр=1500 мин^-1.

Исходя из  кВт и n _синхр=1500 мин^-1 по табл. 1.3 выбираем асинхронный двигатель серии АИ типоразмера АИР132S4 со следующими техническими данными: P _ном=7, 5 квт; n _ном=1440 мин^-1; T_max / T _ном=2, 5.

Общее передаточное отношение привода

^.

Схема механического привода (рис. 1.11) состоит из двухступенчатого цилиндрического редуктора и двух открытых передач: ременной и цепной. Примем передаточное отношение открытой ременной передачи i _рем=2 и открытой цепной передачи i _ц=2. Тогда передаточное отношение двухступенчатого редуктора:

.

Распределяем i_ред между передачами редуктора, образующими быстроходную и тихоходную ступени.

Для двухступенчатого цилиндрического редуктора по развернутой схеме на основании рекомендаций (1.15):

а) передаточное отношение тихоходной ступени (закрытой раздвоенной цилиндрической зубчатой передачи)

;

б) передаточное отношение быстроходной ступени (закрытой нераздвоенной цилиндрической зубчатой передачи)

.

Полученные передаточные отношения  и  находятся в рекомендуемом диапазоне передаточных отношений для цилиндрической зубчатой передачи (одной пары), установленной в закрытом корпусе (см. табл. 1.2).

Определим частоты вращения валов редуктора, а также вращающий Т и крутящий М_к моменты в различных сечениях этих валов.

Вал двигателя. Частота вращения n _ном=1440 мин^-1.Требуемый вращающий момент на валу двигателя

 Н∙ м.

Быстроходный вал I редуктора. На входном конце быстроходного вала редуктора закреплен ведомый шкив открытой ременной передачи, а шестерня цилиндрической зубчатой передачи (быстроходной ступени редуктора) выполнена за одно целое с валом.

 Так как между двигателем и редуктором расположена открытая ременная передача, то частота вращения быстроходного вала I

 мин^-1.

Частота вращения ведомого шкива n ₂ открытой ременной передачи и шестерни 1 быстроходной ступени редуктора (индекс Б) n _1Б:

n ₂ = n _1Б = n_I =720 мин^-1.

Нагружение вала I соответствует расчетной схеме 2Б (рис. 1.5).

 

 

Рис.1.11. Схема механического привода:

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: