Энергокинематический расчет привода, содержащего цилиндрический редуктор

Введение

Энергокинематический расчет привода, содержащего цилиндрический редуктор

Определение частоты вращения входного вала исполнительного механизма

Частота вращения вала исполнительного механизма n_u, об/мин, в задании на курсовую работу отсутствует, поэтому ее значение находим, используя другие известные параметры:

 

 

где рад/с – угловая скорость вала исполнительного механизма.

 

 

Выбор электродвигателя и определение передаточных чисел привода

Определение требуемой скорости вращения вала электродвигателя

Для начала определим средние значения передаточных чисел редуктора и открытой передачи. Согласно заданию на проектирование кинематическая схема привода включает:

- передача открытая цепная;

- редуктор двухступенчатый, цилиндрический соосный.

 

Последовательность передачи движения: редуктор, цепная передача.

 

Среднее значение передаточных чисел редуктора и открытой передачи в последовательности от двигателя к исполнительному механизму находим по формуле:

 

 

где и – соответственно максимальное и минимальное значение рекомендуемых диапазонов передаточных чисел.

 

- цепная передача:

 

 

- цилиндрический редуктор:

 

 

Определим передаточное число привода в целом, исходя из средних значений передаточных чисел редуктора и открытой передачи привода:

 

 

где – средние значения передаточных чисел.

 

 

В соответствии с параметром определим необходимую частоту вращения вала электродвигателя:

 

 

Выбираем группу двигателей с синхронной частотой, равной 1500 об/мин, как наиболее близкой к параметру

 

Определение требуемой мощности электродвигателя

Мощность электродвигателя зависит от требуемой мощности, развиваемой на входном валу исполнительного механизма и потерь мощности в приводе, т.е. от его КПД.

 

.

 

Механизмы, влияющие на потери мощности привода:

1. Передача в конструкции редуктора – цилиндрическая зубчатая;

2. Передача в конструкции редуктора – цилиндрическая зубчатая;

3. Открытая передача – цепная;

4. Муфта – упругая.

 

Среднее значение КПД каждого механизма находим по формуле:

 

 

где – соответственно максимальное и минимальное значения

из рекомендованного ряда значений КПД механизма.

 

1. Среднее значение КПД цилиндрического зубчатого редуктора:

 

2. Среднее значение КПД цепной передачи:

 

 

3. Среднее значение КПД упругой муфты:

 

 

4. Среднее значение КПД одной пары подшипников:

 

5. Количество пар подшипников качения:

 

Коэффициент полезного действия привода зависит от КПД каждого из вышеуказанных элементов и определяется по формуле:

 

 

Выполним подстановку ранее перечисленных параметров и определим КПД привода:

 

Требуемая мощность электродвигателя:

 

 

Выбираем марку и мощность двигателя:

- марка двигателя: 112М4/1432;

- мощность двигателя: 5, 5 кВт.

 

Расчет цепной передачи

Исходные данные:

Передаточное число

Параметры на ведущем валу передачи:

- вращающий момент

- частота вращения

- мощность

 

Предварительно выбираем однорядную цепь типа ПР (приводную роликовую), т.к. такие цепи по износостойкости и экономическим показателям превосходят все остальные.

Определим расчетное число зубьев ведущей звездочки:

 

 

Округляем число ведущей звездочки до целого значения:

Определяем расчетное число зубьев ведомой звездочки:

 

 

Округляем число ведущей звездочки до целого значения:

Определяем допускаемое давление в шарнирах цепи при :

 

 

Так как число зубьев ведущей звездочки отличается от 13, то табличное значение [p]умножим на корректирующий коэффициент:

 

 

После подстановки значений параметров получим

 

 

Шаг цепи

Расчетное значение:

 

 

Стандартное значение шага:

Линейная скорость цепи:

 

 

Окружная сила, действующая со стороны зубьев ведущей звездочки на цепь:

 

 

Проекция цилиндрической опорной поверхности шарнира цепи на плоскость:

 

 

Давление в шарнирах цепи:

 

 

Проверка выполнения условия прочности по давлению в шарнирах цепи:

 

 

Межосевое расстояние:

 

 

Суммарное число зубьев звездочек:

 

 

Комплекс параметров:

 

 

Число звеньев цепи определяем по формуле:

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Получаем число звеньев цепи округляем до четного числа:

Уточняем межосевое расстояние по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Диаметры делительных окружностей звездочек:

- ведущей:

 

 

- ведомой:

 

 

Масса одного погонного метра цепи:

Натяжение цепи от центробежных сил:

 

Коэффициент провисания цепи:

Натяжение цепи от провисания ведомой ветви определяется по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Разрушающая нагрузка при разрыве цепи:

Коэффициент запаса прочности цепи определяем по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Нормативный коэффициент запаса прочности:

Проверка выполнения условия прочности цепи:

 

 

Вывод о целесообразности увеличения рядов цепи:

- число рядов цепи

Нагрузку на валы звездочек определяем по формуле:

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

 

Предварительный расчет валов редуктора

 

Исходные данные:

Вращающий момент на ведущем валу

Вращающий момент на промежуточном валу

Вращающий момент на ведомом валу

Допустимое напряжение при кручении материала валов (сталь 45):

 

Расчет ведущего вала.

Определим минимально допустимый диаметр d вала, исходя из расчета на кручение по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Полученное значение диаметра округляем в большую сторону до ближайшего стандартного значения, и это число принимаем в качестве диаметра выходного участка вала:

Диаметр вала под уплотнение в соответствии с ближайшим стандартным значение принимаем равным диаметру выходного участка вала:

Диаметр вала под подшипники должен быть больше диаметра под уплотнение и оканчиваться цифрами 0 или 5. Принимаем

Диаметр вала под ступицу должен быть больше диаметра вала под подшипники не менее чем на 2 миллиметра и быть четным. Принимаем

Диаметр распорного бурта должен быть на 5…6 мм больше диаметра под ступицу. Принимаем

 

 

Рисунок 1 – Эскиз ведущего вала

 

Расчет промежуточного вала.

Определим минимально допустимый диаметр d вала, исходя из расчета на кручение по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Полученное значение диаметра округляем в большую сторону до ближайшего стандартного значения, и это число принимаем в качестве диаметра вала под ступицу:

Диаметр вала под подшипники должен быть больше диаметра под уплотнение и оканчиваться цифрами 0 или 5. Принимаем

Диаметр распорного бурта должен быть на 5…6 мм больше диаметра под ступицу. Принимаем

 

 

Рисунок 2 – Эскиз промежуточного вала

 

Расчет ведомого вала.

Расчет ведущего вала.

Определим минимально допустимый диаметр d вала, исходя из расчета на кручение по формуле:

 

 

После подстановки значений параметров получим:

 

 

Полученное значение диаметра округляем в большую сторону до ближайшего стандартного значения, и это число принимаем в качестве диаметра выходного участка вала:

Диаметр вала под уплотнение в соответствии с ближайшим стандартным значение принимаем равным диаметру выходного участка вала:

Диаметр вала под подшипники должен быть больше диаметра под уплотнение и оканчиваться цифрами 0 или 5. Принимаем

Диаметр вала под ступицу должен быть больше диаметра вала под подшипники не менее чем на 2 миллиметра и быть четным. Принимаем

Диаметр распорного бурта должен быть на 5…6 мм больше диаметра под ступицу. Принимаем

 

 

Рисунок 3 – Эскиз ведомого вала

 

 

Введение

Энергокинематический расчет привода, содержащего цилиндрический редуктор

1234Следующая ⇒

Поделиться: