Инновационная образовательная программа
УГТУ-УПИ кафедра Детали машин
Профессор Г.Л. Баранов
Методические указания к практическим занятиям
Дисциплина “Детали машин”
Разделы: Конические передачи, передачи с гибкой связью, валы и оси, подшипники скольжения
Екатеринбург 2008
Оглавление
Практическое занятие № 1 по теме “Расчет конических передач”….………...3
Практическое занятие № 2 по теме “Расчет передач с гибкой связью”…...…15
Практическое занятие № 3 по теме “Расчет валов и осей”….………………....26
Практическое занятие № 4 по теме “Расчет подшипников скольжения”……31
Библиографический список……………………………………………………..35
Практическое занятие № 1 Расчет конических передач Пример 1
Рассчитать коническую прямозубую передачу привода ленточного транспортера, представленного на схеме.
Исходные данные
Усилие на ленте транспортера………………….F = 8 кН
Скорость ленты транспортера…………………..V =2 м/с
Диаметр барабана………………………………..D = 400 мм
Передаточное число цепной передачи………….uц = 2.5
Срок службы передачи…………………………..L = 5 лет
Коэффициент использования передачи:
в течение года…………………………………….Kг = 0.9
в течение суток……………………………………Kс = 0.6
Продолжительность включения………………….ПВ% = 25 %
Режим работы………………………………………легкий
Тип привода………………………………………...нереверсивный
Цепная передача……………………………………закрытая
Вал шестерни установлен на роликовых конических подшипниках.
Схема привода
Решение
1. Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода
1.1. Выбор электродвигателя
Требуемая мощность электродвигателя
Pтр =
,
где ηо – общий КПД привода:
ηо = η1
= 0.98•0.96•0.993 = 0.913.
Здесь
– КПД зубчатой передачи,
– КПД
цепной передачи,
– КПД
одной пары подшипников качения, согласно
табл. П.2 [1] примем
=0.98,
=0.96,
=0.99.
Тогда Pтр
=
= 17.53 кВт.
По требуемой мощности выбираем асинхронный электродвигатель 4А180М6 (табл. П.1 [1]) с ближайшей большей стандартной мощностью Pэ = 18.5 кВт, синхронной частотой вращения nс = 1000 мин-1 и скольжением S = 2.7%.
1.2. Частота вращения вала двигателя
n1 = nс
(1
)
= 1000 (1
)
= 973 мин-1.
1.3. Требуемая частота вращения барабана
nб =
=
= 95.49 мин-1.
1.4. Общее передаточное число привода
uo
=
=
= 10.18.
1.5. Передаточное число зубчатой передачи
=
=
= 4.072.
Передаточное число конической зубчатой передачи редуктора рекомендуется выбирать из диапазона 2.5 < u < 5. Если это ограничение не выполняется, следует изменить синхронную скорость двигателя и повторить расчет. Если выполняется, то полученное значение округляют до ближайшего стандартного из табл. 2.2. Принимаем u = 4.
1.6. Частоты вращения валов (индекс соответствует номеру вала на схеме привода)
n1
= 973 мин-1; n2
=
=
= 243.25 мин-1; n3
=
=
= 97.3 мин-1.
1.7. Мощности, передаваемые валами:
P1 = Pтр = 17.53 кВт;
P2 = P1
= 17.53•0.98•0.99 = 17.008 кВт;
P3 = P2
= 17.008•0.96•0.99 = 16.164 кВт.
1.8. Крутящие моменты, передаваемые валами.
Крутящий момент на валу определяется
по формуле Ti
= 9550
.
Отсюда T1 = 9550
= 172.05 Н•м;
T2 = 9550
= 667.73 Н•м;
T3 = 9550
= 1586.49 Н•м.
2. Расчет зубчатой передачи
2.1. Выбор материалов зубчатых колес
Определяем размеры характерных сечений заготовок по формулам (1.8), принимая, что при передаточном числе зубчатой передачи u > 2.5 шестерня изготавливается в виде вал-шестерни:
Dm
= 28
=
28
= 98.12 мм;
Sm
= 1.2
=
1.2
= 21.02 мм.
Диаметр заготовки колеса равен dк = uDm = 4•98.12 = 392.5 мм.
Выбираем для колеса и шестерни сталь 40Х (табл. 1.4 [1]), термообработку – улучшение, твердость поверхности зуба шестерни 269…302 НВ, Dm1 = 125 мм, Dm1 > Dm, твердость поверхности зуба колеса 235…262 НВ, Sm1 = 125 мм, Sm1 > Sm. Средние значения твердости поверхности зуба шестерни и колеса:
НВ1 = 0.5(НВ1min+НВ1max) = 0.5(269+302) = 285.5;
НВ2 = 0.5(НВ2min+НВ2max) = 0.5(235+262) = 248.5.