45

РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Кафедра технической механики

Домашнее задание

"Кинематический расчет привода

(расчет общих параметров привода)"

Вариант 7

Выполнил: Стародубцев А.О.

Группа: НД-10-3

Проверил: Макушкин С.А.

г. Москва, 2013

Кинематическая схема

1. Электродвигатель

2. Клиноременная передача

3. Редуктор двухпоточный горизонтальный

Цель: определение параметров электродвигателя (мощность частота вращения).

• определение передаточных чисел всех передач привода;

• определение мощностей, частот вращения и крутящих моментов на каждом валу привода.

Исходные данные для расчета

• мощность на ведомом валу

• угловая скорость вращения ведомого вала

• срок службы

• частота вращения электродвигателя

Методика расчета

1. Выбор электродвигателя

• определим общий КПД

• требуемая мощность электродвигателя

т.к. в схеме 2 электродвигателя то

• выбираем стандартизированную мощность электродвигателя

• мощность

• марка выбранного электродвигателя 4А112MA6У3

• с учетом скольжения

2. Определение передаточных чисел всех передач привода

• возьмем

• вычислим

3. Определение мощностей, частот вращения и крутящих моментов на каждом валу привода.

• мощности на валах

• частоты вращения валов

• крутящие моменты

4.Сводная таблица результатов кинематического расчета привода

Вал	P, кВт	n, об/мин	, рад/c	Т, Н м
I			100
II			48
III			12

РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Кафедра технической механики

Домашнее задание

"Расчет цилиндрической передачи редуктора"

Вариант 7

Выполнил: Стародубцев А.О.

Группа: НД-10-3

Проверил: Макушкин С.А.

г. Москва, 2013

Цель: определение параметров редуктора (допускаемых напряжений, размеров колес, шестерни).

• определение допускаемых напряжений;

• определение параметров зацепления;

• определение сил в зубчатом зацеплении.

И сходные данные (передача косозубая):

1 - ведущее звено (шестерня) - II вал

2 - ведомое звено (зубчатое колесо) - III вал

• Крутящий момент на шестерне T₁ = 58,7

• Крутящий момент на зубчатом колесе T₂ = 225,8

• Частота вращения шестерни n₁ = 459 об/мин

• Частота вращения зубчатого колеса n₂ = 114,6 об/мин

• Передаточное число u = 4

• Срок службы

Методика расчета.

1. Выбор материалов (твердость шестерни обычно берут на 20-70 НВ больше, чем у колеса):

Шестерня: 45, У (улучшение), НВ 210...240 (1, табл 2.2)

Зубчатое колесо: 35, Н (нормализация), НВ 140...187 (1, табл 2.2)

2. Определение допускаемых напряжений:

а) при расчете на контактную прочность

Коэф. запаса S_H (зависит от т/о)

Коэф. долговечности K_HL (зависит от длительности работы передачи)

Число циклов нагружения зубьев колес проектируемой передачи

Базовое число циклов для материалов колес

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения:

Получаем:

Окончательно, расчетные допускаемые контактные напряжения для передачи принимаем:

Рассмотрим условие выполняемости:

б) при расчете на прочность при изгибе (аналогично предыдущему пункту)

Коэф. запаса S_F

Коэф. долговечности K_FL

Предел контактной выносливости

Получаем

3. Проектный расчет передачи из условия контактной прочности (определение межосевого расстояния ):

Передаточное число рассчитываемой ступени зубчатой передачи

Крутящий момент на колесе рассчитываемой ступени

Коэф. ширины колеса (принимаем)

Коэф. дополнительной нагрузки

Считаем

Из стандартизированного ряда межосевых расстояний выбираем 140 мм

4. Определение параметров зацепления и размеров колес цилиндрической передачи

Ширина колеса ( :

Модуль зацепления

Из стандартизированного ряда модулей выбираем 2 мм

Число зубьев

Уточним передаточное число

Делительные диаметры

Диаметры вершин

Диаметры впадин зубьев

5. Проверочные расчеты передач:

а) на контактную прочность

Коэф., учитывающий суммарную длину контактных линий

Коэф. торцевого перекрытия

Коэф., учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев

Окружная скорость колес

Тогда степень точности при такой скорости равна 8 (1, табл. 3.3)

Коэф., учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Коэф. ширины зуба

Коэф., учитывающий распределение нагрузки по ширине венца зубьев равен (1, табл 3.5)

Коэф., учитывающий динамическую нагрузку при изгибе, возникающую в зацеплении равен (1, табл. 3.6)

Получаем

Сравним с допускаемым напряжением

б) по напряжению изгиба

Коэф., учитывающий форму зубьев Y_F

Окружная сила

Коэф., учитывающий перекрытие зубьев: для приближенных расчетов принимается

Коэф., учитывающий наклон зубьев:

Коэф., учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Коэф., учитывающий распределение нагрузки по ширине венца зубьев

Коэф., учитывающий динамическую нагрузку при изгибе, возникающую в зацеплении

Получаем

Сравним

6.Силы в зубчатом зацеплении:

Окружные силы:

Радиальные силы (где ):

Осевые силы:

РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Кафедра технической механики

Домашнее задание

"Расчет открытой клиноременной передачи"

Вариант 7

Выполнил: Стародубцев А.О.

Группа: НД-10-3

Проверил: Макушкин С.А.

г. Москва, 2013

Цель: определение параметров передачи (размеров шкивов, усилий).

• определение размеров;

• проверка на долговечность;

• определение усилий в ветвях передачи.

Исходные данные:

1 - ведущий элемент (шкив)- I вал

2 - ведомый элемент (шкив) - II вал

• Крутящий момент на ведущем шкиве T₁ = 30

• Крутящий момент на ведомом шкиве T₂ = 58,7

• Частота вращения ведущего шкива n₁ = 955 об/мин

• Частота вращения ведомого шкива n₂ = 459 об/мин

• Передаточное число u = 2,08

• Срок службы

Методика расчета.

1. Выбор типа ремня:

Тип сечения выбирают по номограмме (1, табл. 1.1.) - в нашем случае это А

( а

2. Определение всех размеров ременной передачи:

Выбираем средний коэффициент скольжения:

Из стандартизированного ряда диаметров для малого шкива выбираем 125 мм

Из стандартизированного ряда диаметров для большого шкива выбираем 250 мм

Фактическое передаточное число

Линейная скорость обода шкива

Максимальное межосевое расстояние

Минимальное межосевое расстояние

Из (1, табл. 1.3) выбираем предварительно

Расчетная длина

Из стандартизированного ряда длин выбираем 1250 мм

Окончательно межосевое расстояние

Угол обхвата

Из (1, табл. 1.10) выпишем параметры трапецеидального сечения (тип А)

Ш ирина большего основания трапеции

Высота трапеции

Ширина ремня по нейтральному слою

Площадь трапецеидального сечения ремня

Допускаемая расчетная мощность, передаваемая одним ремнем

Допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним ремнем

Коэф., учитывающий угол обхвата

Коэф., учитывающий скорость

Коэф., учитывающий передаточное число

Коэф., учитывающий длину ремня

Коэф. режима работы (характер нагрузки выбираем умеренный)

Требуемое количество клиновых ремней в передаче

Для ремней типа А: , наше число меньше.

Коэф., учитывающий число ремней

Общая площадь поперечного сечения

Из (2, табл. 7.12) выпишем основные размеры канавки шкивов для сечения А

угол профиля канавок равен 38⁰ (т.к. лежит в пределе 180-400 мм)

3. Проверка на долговечность:

• Проверка по углу обхвата

• Проверка долговечности ремня по частоте пробегов

Число пробегов ремня в секунду

• Проверка прочности ремня

Напряжение растяжения

Сила предварительного натяжения ремня

Окружная сила

Коэф., учитывающий центробежную силу

Напряжение от центробежных сил

Плотность материала (выбираем 1300)

Напряжение изгиба

Модуль упругости

Относительная линейная деформация

• Проверка ресурса наработки передачи

Средний режим нагрузки в соответствии со стандартами (условия стандартные)

Коэф. режима нагрузки

Коэф. климатических условий

Количество используемых за заданный срок службы передачи комплектов ремней

4. Определение усилий в ветвях ремня и силы, действующей на вал:

Натяжение ведущей ветви

Натяжение ведомой ветви

Сила, действующая на валы ременной передачи

Коэф. тяги передачи

РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Кафедра технической механики

Домашнее задание

"Построение эскизных компоновок редуктора"

Вариант 7

Выполнил: Стародубцев А.О.

Группа: НД-10-3

Проверил: Макушкин С.А.

г. Москва, 2013

Цель: построение компоновки в двух проекциях: сбоку и сверху.

• определение предварительных размеров;

• конструирование валов;

• построение двух проекций: вид сбоку и сверху.

И сходные данные:

Горизонтальный двухпоточный редуктор

1 - ведущее звено (шестерня) - II вал

2 - ведомое звено (зубчатое колесо) - III вал

• Крутящий момент на шестерне T₁ = 58,7

• Крутящий момент на зубчатом колесе T₂ = 225,8

Предварительные расчеты.

1. Определение толщины стенки редуктора :

принимаем равным 5 мм

2. Определение зазора между зубчатым колесом и внутренней стенкой редуктора: