1984

22

Сα – коэффициент угла обхвата выбирается в зависимости от угла обхвата ремнем малого шкива, который определяется по формуле:

α1 =180o − 57(d2 −d1 ); a

Ср – коэффициент режима нагрузки выбирается в зависимости от условий работы передачи;

Сі – коэффициент передаточного отношения выбирается в зависимости от величины передаточного числа;

СL – коэффициент длины ремня выбирается в зависимости от величины длины ремня.

О, А, Б, В, Г – сечения ремня.

Таблица 4.4

Задание 8. Вычислить число ремней в комплекте клиноременной передачи z, используя значение мощности Р, кВт электродвигателя (табл. 4.5), от которого передается вращение, и выбрав величины: Р0, кВт – мощности, передаваемой одним ремнем; Сα – коэффициента угла обхвата; Ср

– коэффициента режима нагрузки из табл. 1.4.

23

Полученное значение числа ремней округлить до целого числа.

Задание 9. Определить усилие F, Н , действующее на вал от z клиновых ремней:

F = 2δ0 z A sin α21 ,

где δ0 = 1,8 МПа – напряжение для одного ремня; А – площадь поперечного сечения ремня, м2 (из табл. 4.2); α1 – угол обхвата ремнем малого шкива, град.

При уменьшении скорости возрастают сечение ремня и габариты, поэтому при проектировании ременной передачи в механическом приводе нецелесообразно размещать ее после редуктора.

Тема № 5. Проектирование и расчет цепной передачи

[1 Осн., 2 Осн., 1 Доп., 2 Доп.].

Цепные передачи, а именно роликовые, втулочные и зубчатые, применяют в приводах транспортеров и конвейеров, сельскохозяйственных и мелиоративных машинах и пр.

Цепные передачи стандартизованы. В связи с этим проектирование цепной передачи подразумевает расчет основных параметров с целью подбора необходимой цепи, для которой разрабатываются соответствующие звездочки.

Задание 1. Дать определение терминам и понятиям:

а) цепная передача –_______;

б) шаг цепи – _____________ ; в) шарнир – _______________.

24

Задание 2. Определить частоту вращения меньшей звездочки n1, мин-1, и большей звездочки n2, мин-1, используя их угловые скорости из табл. 5.1.

Задание 3. Приняв минимально возможное значение числа меньшей звездочки z1, рассчитать число зубьев большей звездочки, предварительно вычислив передаточное число і, зная частоту вращения звездочек.

z1min = 29 −2i

z2 = z1 i

Задание 4. Выбрать тип цепи и задаться ее параметрами (табл. 5.2): рц, мм – шаг цепи; d, мм – диаметр валика; В, мм – длина втулки; [Рр], кВт – допускаемая мощность; [u], 1/сек – допускаемое число ударов цепи.

25

Задание 5. Рассчитать среднюю скорость движения цепи V, м/с:

V = z1 pц n1 = z2 pц n2

60000 60000

Задание 6. Определить расчетную мощность Рр, кВт для проектируемой цепной передачи по формуле:

Pp = P Kэ Kz Kn ≤ Pp ,

где Р – заданная мощность цепи в условиях работы, кВт;

Kэ = KД Kа Kн Kрег Kс K реж – коэффициент эксплуатации;

[Рр] – допускаемая мощность из табл. 5.2, кВт.

z01 = 25 – стандартное значение числа зубьев меньшей звездочки; z1 – число зубьев меньшей звездочки;

n01 – ближайшая к расчетной частота вращения меньшей звездочки из ряда: 50, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1600 мин-1;

n1 – частота вращения меньшей звездочки, мин-1;

КД – коэффициент динамической нагрузки из табл. 5.3; Ка – коэффициент межосевого расстояния или длины цепи

из табл. 3; Кн – коэффициент наклона передачи к горизонту из табл. 5.3;

Крег – коэффициент способа регулировки натяжения цепи из табл. 5.3;

Кс – коэффициент смазки и загрязнения передачи из табл. 5.3; Креж – коэффициент режима или продолжительности работы

передачи в течение суток из табл. 5.3.

27

Задание 9. Вычислить делительные диаметры ведущей звездочки d1, мм, и ведомой звездочки d2, мм, по формулам:

Задание 11. Проверка цепи по числу ударов в секунду u, 1/сек, которое для обеспечения долговечности цепи не должно превышать допускаемого

[u], 1/сек (из табл. 5.2):

u= 4z1n1 ≤[u]

60Lp

Задание 12. Определить окружное усилие F, Н по формуле:

F = 1000Pp

V .

Нерационально применять цепные передачи при резких колебаниях нагрузки, так как при этом остаточные деформации цепи (увеличение ее шага по сравнению с шагом зубьев звездочек) и значительный износ шарниров возникают уже при кратковременной ее эксплуатации.

Тема № 6. Проектирование и расчет валов [1 Осн., 2 Осн., 1 Доп.].

Проектирование валов заключается в разработке последовательности расположения его основных участков с определением в дальнейшем конкретных размеров. Валы имеют форму тел вращения. Основными участками вала являются:

–концевой консольный участок (отсутствует у промежуточных валов);

–участок под уплотнения (отсутствует у промежуточных валов);

–две посадочные поверхности под подшипники;

28

–посадочную поверхность под ступицу колеса;

–буртик под колесо.

Переходные участки валов образуются между двумя ступенями разных диаметров. Чаще всего используют два типа переходных участков:

–с канавкой для выхода обрабатывающего инструмента;

–с галтелью постоянного радиуса.

Расчет валов проводят в два этапа: первый этап – приближенный расчет вала, который выполняют для предварительного выбора диаметров вала в местах посадки полумуфт, подшипников, зубчатых колес и т. п.; второй этап – уточненный расчет, выполняемый на основе окончательно разработанной конструкции проектируемого объекта, с целью определения действительного коэффициента запаса прочности для опасного сечения вала.

Приближенный расчет вала

Задание 1. Выписать исходные данные для расчета быстроходного вала редуктора из табл. 6.1 согласно варианта: n1, мин-1 – частота вращения шестерни; m, мм – модуль зацепления; z1 – число зубьев шестерни; Р, кВт – мощность на валу; α = 20° – стандартный угол зацепления; β, град – угол наклона зуба шестерни; l1, l2, l3, мм – длины участков между центрами деталей на валу; Qр, Н – сила, действующая на валу от ременной передачи; Qц, Н – сила, действующая на валу от цепной передачи.

Таблица 6.1

Задание 2. Вычислить значения сил, действующих от ременной или цепной передач на валу (расчет проводить по значениям, данным и полученным в темах 4 и 5).

1. Величина суммарного усилия Qр, Н, от клиноременной передачи при угле обхвата малого шкива α ≥ 150° определяется:

29

Qр = 2F0 sin α2 ,

где F0 =σ0 A – усилие предварительного натяжения ремней, Н;

σ0 = 1,8 МПа – напряжение от предварительного натяжения

ремней;

A = z A1 – суммарная площадь поперечных сечений ремней, м2;

z – число ремней клиноременной передачи;

А1 – площадь поперечного сечения одного ремня, м2; α – угол обхвата малого шкива, град.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры шкивов.

2. Величина суммарного усилия Qц, Н, от цепной передачи:

Qц = F +aqKн ,

где F – окружное усилие, Н;

а – межосевое расстояние цепной передачи, м; q – вес 1 м цепи, кг;

Кн – коэффициент наклона передачи к горизонту.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры звездочек.

Задание 3. Определить величину вращающего момента Т1 на валу и силы, действующие в косозубом зацеплении, по формулам:

– радиальная сила на шестерне – Fr1 = Ft1 tgβα , Н;

cos

– осевая сила на шестерне – Fa1 = Ft1 tgβ , Н.

Задание 4. Рассчитать реакции опор R, Н, (подшипников качения) в горизонтальной плоскости и вертикальной плоскости с учетом действующих

30

в этих плоскостях сил согласно представленной ниже схеме проектируемого вала:

Задание 5. Вычислить изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях на выбранных отрезках:

M = R x ,

где х = [0, l] м.

Построить эпюры изгибающих моментов и эпюру вращающего момента.

Задание 6. Определить суммарные реакции опор RΣ, Н:

где RАх и RАy – реакции подшипника А в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н;

RВх и RВy – реакция подшипника В в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н.

Задание 7. Рассчитать суммарный изгибающий момент Мизг, Нм: