Практическая работа № 8 Кинематический и силовой расчет многоступенчатой передачи

Цель работы: научиться выбирать тип механической передачи для преобразования одного

вида движения в другой, оценивать выбранную передачу, производить

кинематический и силовой расчеты многоступенчатой передачи.

Задание: В соответствии со схемой привода определить КПД. Данные взять в приложении.

Определить стандартную мощность по таблице 2. Определить все необходимые параметры на валах привода.

Решение

1. Проектируемый привод состоит из электродвигателя 1, который через муфту 2 соединен с ведущим валом I конического редуктора. На ведомом валу II конического редуктора жестко насажена ведущая звездочка 5 цепной передачи. Цепная передача открытая понижающая. Ведомая звездочка 6 цепной передачи жестко насажена на ведущий вал III цилиндрического косозубого редуктора. Ведомый вал IV цилиндрического редуктора через муфту 9 соединен с ведущим валом V ленточного конвейера. На валу V жестко насажен ведущий барабан 10 ленточного конвейера.

2. Выбор электродвигателя.

2.1. Общий КПД привода

где η₁ – КПД конического редуктора, принимаем η₁= 0,96;

η₂− КПД открытой цепной передачи, принимаем η₂= 0,92;

η₃ − КПД цилиндрического редуктора, принимаем η₃= 0,98;

η_n − КПД пары подшипников качения, принимаем η_n= 0,99, [4,с.5, табл.1.1];

К − число пар подшипников, К=5, (см. рис.1), (потери в муфтах не учитываем,

принимаем фланцевую муфту)

2.2. Требуемая мощность электродвигателя

Выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый, серии 4А, закрытый обдуваемый, с синхронной частотой вращения 3000 об/ мин 4А112М2, с мощностью двигателя Р дв7,5 кВт

с коэффициентом скольжения 2,5%, S [4, с.390].

При выборе синхронной частоты вращения электродвигателя рекомендуется выбирать двигатели с числом полюсов не более 6, у которых 1000 / ,c n об мин  так как с уменьшением частоты возрастают габариты и масса двигателя.

2.3. Частота вращения электродвигателя под нагрузкой

Значение КПД механических передач Таблица 1

Передача	КПД
Зубчатая в закрытом корпусе (редуктор): цилиндрическими колёсами коническими колёсами Зубчатая открытая Червячная в закрытом корпусе при числе витков (заходов) червяка: Z1 = 1 Z2 = 2 Z3 = 4 Цепная закрытая Цепная открытая Ременная: плоским ремнём клиновыми ремнями	0,97 − 0,98 0,96 − 0,97 0,97 − 0,98 0,70 − 0,75 0,80 − 0,85 0,85 − 0,95 0,95 − 0,97 0,90 − 0,95 0,96 − 0,98 0,95 − 0,97
Примечание. Потери на трение в опорах каждого вала учитываются множителем η = 0,99 ÷ 0,995.

Примем частоту электродвигателя n1=1000об/мин,

n2= n1/Uрем.= 1000/3.34=299.4 об/мин;

ω1= n1/9.55=1000/9.55=104.7рад/сек

ω2=n2/9/55 = 299.4/9.55=31.3рад/сек

ω3=n3/9.55= 60/9.55 = 6.28 рад/сек

Вращающие моменты:

Т1= Р1/ω1=15/104.7=0.143 кНм;

Т2=Р2/ω2=14.18/31.3 =0.453 кНм;

Т3=Р3/ω3=13.62/6.28 = 2.17 кНм;

Передаточное число привода : n1/nвых.= 1000/60 =16.7

Uпривода= Uрем.∙Uзуб.цил.;

Для зубчатых передач надо принимать стандартное значение передаточного числа из ряда по ГОСТ2185-66 :1.6; 2.0; 2.5; 3.15; 4.0; 5.0; 6.3;

Необходимо принять такое значение, чтобы передаточное число ременной передачи было в рекомендуемом диапазоне : Uрем.=1.5-5;

Примем Uзуб.=5; U рем.= Uприв./Uзуб.= 16.7/5=3.34;

Затем вычислим скорости и вращающие моменты на всех трех валах привода:

Значения КПД механических передач и значения мощностей электродвигателя принимаем по таблицам приложения к расчету.

Особенности каждой передачи и ее применение определяются следующими основными характеристиками:

1) мощностью на ведущем Р1 и ведомом Р2 валах или вращающими моментами Мι и М₂ на тех же валах

2) угловой скоростью ведущего ωι и ведомого ω2 валов (рис. 6.1, а, б).

Это две основные характеристики, необходимые для выполнения проектного расчета любой передачи.

Дополнительными характеристиками являются:

1.механический к.п.д. передачи

6.1

Для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий к.п.д.

6.2

где т)1, ц2,..., ηΛ — к.п.д. каждой кинематической пары (зубчатой, червячной, ременной и других передач, подшипников, муфт).

2.Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с (2.1.4),где d – диаметр колеса, шкива и др., м.

3. Передаточное отношение определяется в направлении потока мощности (2.1.5)

Для многоступенчатой передачи общее передаточное отношение

Технико-экономические расчеты тесно связаны с к.п.д. Потеря мощности – показатель непроизводительных затрат энергии – косвенно характеризует износ деталей передачи, так как потерянная в передаче мощность превращается в теплоту и частично идет на разрушение рабочих поверхностей.

42