5 Методические рекомендации по проектированию привода
Для выполнения курсовой работы рекомендуется использовать учебное пособие [1]. Необходимые теоретические сведения изложены в учебниках [2,3]. Примеры типовых технических решений можно найти в учебном пособии [1], а также в атласе конструкций [4].
5.1 Кинематический и силовой расчет привода
Кинематический и силовой расчет привода включает [1, с.5-10]:
выбор электродвигателя;
определение передаточных чисел привода;
определение частот вращения и крутящих моментов на валах.
Для выбора электродвигателя определяется требуемая мощность, которую он должен развивать при номинальном режиме работы, и частота вращения, обеспечивающая оптимальные значения передаточных отношений передач привода. По этим параметрам по каталогу (например, [1, табл.24.9, с.417]) подбирается наиболее подходящий электродвигатель.
Определение передаточных чисел передач привода производят в ходе уточнения предварительно выбранных значений с учетом частоты вращения вала выбранного двигателя.
Затем, следуя от выходного вала привода, определяют частоты вращения и крутящие моменты на всех валах привода.
5.2 Расчет ременной (цепной) передачи
Проектируемый привод включает клиноременную (либо цепную) передачу.
5.2.1 Расчет клиноременной передачи
Исходными данными для расчета являются крутящие моменты на ведущем и ведомом валах ТРП1 и ТРП2, Н·м, а также частота вращения этих валов nРП1 и nРП2, об/мин. Указанные параметры были определены в результате кинематического и силового расчета привода.
Определяем мощность РРП1 и РРП2, кВт, на валах передачи:
,
i=1,2.
(4.1)
Определяем расчетный передаваемый момент
,
(4.2)
г
де
ср – коэффициент, учитывающий
динамичность нагружения передачи и
режим ее работы (таблица1).
Из таблицы 2 по значению Т1Р выбираем подходящий клиновой ремень нормального сечения; выписываем размеры сечения (рис.3): BP, B, HP, H.
По таблице 2 определяем минимальный расчетный диаметр ведущего шкива d1min , мм. Действительный диаметр ведущего шкива dШ1 получаем, округляя d1min до ближайшего большего значения из таблицы 3.
Таблица 1 – Значения коэффициента ср, учитывающего
динамичность нагружения передачи и режим ее работы
Режим работы |
ср при числе смен работы передачи |
||
1 2 3 |
1 2 3 |
1 2 3 |
|
I |
II |
III |
|
Легкий Средний Тяжелый Очень тяжелый |
1,0 1,1 1,4 1,0 1,2 1,5 1,2 1,3 1,6 1,3 1,5 1,7 |
1,1 1,2 1,5 1,2 1,4 1,6 1,3 1,5 1,7 1,4 1,6 1,8 |
1,2 1,4 1,6 1,3 1,5 1,7 1,4 1,6 1,9 1,5 1,7 2,0 |
Таблица 2 – Размеры и параметры поперечных сечений клиновых
ремней нормального сечения
Обозначение сечения ремня |
Т1р , Н·м |
d1min , мм |
Количество ремней z |
Размеры, мм |
|||
Bp |
B |
Hp |
H |
||||
Z (O) |
< 30 |
63 |
2÷4 |
8,5 |
10 |
6 |
2,1 |
A |
15÷60 |
90 |
2÷5 |
11,0 |
13 |
8 |
2,8 |
B (Б) |
50÷150 |
125 |
2÷6 |
14,0 |
17 |
11 |
4,0 |
C (В) |
120÷600 |
200 |
2÷7 |
19,0 |
22 |
14 |
4,8 |
D (Г) |
450÷2400 |
315 |
2÷7 |
27,0 |
32 |
19 |
6,9 |
Таблица 3 – Расчетные диаметры шкивов клиноременных передач
… 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180,
200, 224
250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900,
1000 …
Определяем максимальный расчетный диаметр d2max , мм, ведомого шкива:
,
(4.3)
где u'РП – передаточное отношение ременной передачи, определенное в результате кинематического расчета привода.
Действительный диаметр ведомого шкива dШ2 получаем, округляя d2max до ближайшего меньшего значения из таблицы 3.
Действительное передаточное число передачи
,
(4.4)
где ε = (0,01÷0,02) – коэффициент упругого скольжения.
Минимальное межосевое расстояние
(4.5)
Расчетная длина ремня
(4.6)
Действительную длину ремня LP ,мм, получаем, округляя L'P до ближайшего большего значения из таблицы 4.
Таблица 4 – Длины ремней LP и значения коэффициента сL,
учитывающего длину ремня
LP , мм |
400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 |
О А Б |
0,49 0,53 0,58 0,63 0,68 0,73 0,78 0,84 0,88 0,93 0,98 1,03 0,71 0,74 0,77 0,80 0,83 0,86 0,89 0,92 0,95 0,80 0,82 0,85 0,87 0,90 |
LP , мм |
1600 1800 2000 2240 2500 2800 3150 3550 4000 4500 5000 |
О А Б В Г |
1,08 1,13 1,18 1,23 1,27 0,98 1,02 1,04 1,07 1,10 1,13 1,16 1,20 1,23 0,93 0,95 0,98 1,00 1,02 1,05 1,07 1,10 1,13 1,15 1,17 0,85 0,87 0,90 0,92 0,94 0,97 0,99 1,01 1,04 1,03 0,89 0,91 0,93 0,95 0,97 |
Межцентровое расстояние
(4.7)
Определяем угол обхвата ремнем меньшего шкива α1, град:
(4.8)
Находим коэффициент сα , учитывающий влияние угла обхвата на ведущем шкиве:
(4.9)
Находим скорость ремня v, м/c:
(4.10)
Число ремней передачи z:
(4.11)
где Р0 – мощность, передаваемая одним ремнем, кВт;
сL – коэффициент, учитывающий длину ремня; определяем из таблицы 4;
сk – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче;
Значение мощности Р0 , кВт, находим из таблицы 5.
Выполняем предварительное определение числа ремней z' по формуле (4.11), предварительно приняв сk =1.
Из таблицы 6 находим значение коэффициента сk . По формуле (4.11) уточняем число ремней.
Определяем окружное усилие Ft, H:
(4.12)
Находим предварительное натяжение ремня F0 ,H:
,
(4.13)
где φ=(0,45÷0,55) – коэффициент тяги
Определяем силу F, Н, нагружающую валы передачи:
(4.14)