Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

0511 / пз

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
14.02.2023
Размер:
255.84 Кб
Скачать

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

2.КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

2.1.Исходные данные

2.1.1.Мощность, передаваемая валом 3: P3 := 4.2 êÂò

2.1.2.Угловая скорость вала 3: n3 := 90 îá/ìèí

2.1.3.На рис.1 приведена кинематическая схема привода в соответствии с заданием

2.2. Определение мощностей, передаваемых валами

2.2.1.P3 = 4.2 кВт по заданию

2.2.2.На остальных валах мощность можно определить:

Pi-1 = Pi/η i-(i-1)

ãäå Pi - мощность, передаваемая валом i Pi-1-мощность, передаваемая валом i-1 ( 3; 2; 1 ); η i-(i-1) - к.п.д. передач между i и i-1 валами

2.2.2.1. Значения

η i-(i-1) для каждой передачи принимаем по рекомендациям см.[1] стр 5

à)

η2 := 0.90

 

-для цепной открытой передачи.

б)

η1 := 0.85

 

-для червячной передачи в закрытом корпусе при числе витков червяка 4..

в)

ηпод := 0.99

 

-для одной пары подшипников.

г)

ηмуф := 0.98

 

-для муфты.

2.2.2.2 Общий КПД привода:

η := η1 η2 ηпод2 ηмуф = 0.73

тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Âàë 3:

 

 

P3

= 4.2

 

êÂò;

 

 

 

 

 

 

 

Âàë 2:

P2

:=

 

P3

 

= 4.7

 

êÂò;

 

 

η2

ηпод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Âàë 1:

 

 

P1

:=

 

 

P2

 

 

= 5.7

 

êÂò;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η1

ηпод ηмуф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

Лист

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

2.3. Выбор электродвигателя 2.3.1. Выбор электродвигателя ведем из условия:

Pдв.ном Pдв.тр

ãäå

Pдв.тр - требуемая мощность электродвигателя

Pдв.ном - мощность двигателя, указанная в каталоге на двигатели

Pдв.тр := P1 = 5.7 êÂò

2.3.2. Характеристика принятого двигателя.

По таблице 17.7 [2] стр 296 по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель 4A132MSYЗ единой серии 4А с короткозамкнутым ротором, с мощностью Pэдв := 7.5 êÂò,

синхронной частотой вращения nсин := 1500 об/мин и скольжением s := 3.4 %, закрытый, обдуваемый. 2.3.2.1. Скорость вала двигателя

n1 := nсин nсин 100s = 1449 îá/ìèí;

2.4. Разбивка передаточного числа привода . 2.4.1. Требуемое передаточное число привода .

U0 :=

n1

 

= 16.1

 

n3

 

 

 

 

 

2.4.2. Передаточное

число привода представим в виде

U0 = U1_2 U2_3

 

ãäå

U2_3 :=

1.61 - передаточное число цепной передачи;

U1_2 := 10 - передаточное число червячной передачи;

2.5. Расчет частот вращений валов 2.5.1. Используем зависимость

ni+1 = ni/U i-(i+1)

Âàë 1: n1 = 1449 îá/ìèí;

Âàë 2: n2 := n1 = 145 îá/ìèí;

U1_2

Âàë 3: n3. := n2 = 90 îá/ìèí;

U2_3

2.5.2Расчет угловых скоростей валов ωi = π·ni/30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Âàë 1:

 

ω1

:=

π n1

= 151.7

 

 

ñ

-1

;

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Âàë 2:

 

ω2 :=

 

π n2

= 15.2

 

 

 

ñ

-1

;

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω3 :=

 

π n3

= 9.4

 

-1

 

 

 

 

 

 

Âàë 3:

 

 

30

 

 

 

 

ñ

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Расчет крутящих моментов

 

 

 

 

 

 

Ti = Pi/ωi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

 

№ докум.

 

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

3 Расчет червячной передачи.

3.1 Исходные данные:

Тип передачи - цилиндрическая червячная передача с архимедовым червяком P1 = 5.7 кВт;

n1 = 1449 îá/ìèí; n2 = 144.9 îá/ìèí; T1 = 37.7 Нм

T2 = 310.7 Нм

U1_2 = 10

3.1.1. Расчетная схема передачи

Рис. 3.1. Схема червячной передачи.

3.2.1 По рекомендации [1] (стр.55) - при 8 < U < 15 принимаем число заходов червяка z1 := 4

3.2.2.Ориентировочно приняли η1 = 0.85

3.2.3.Определяем число зубьев колеса: z2 := z1 U1_2 = 40

3.2.4Предворительно примем скорость скольжения в зациплении

vск1 := 4.5 10−4 n1 3T2 = 4.4 м/с 3.2.5 По рекомендации [1] (табл 4,9)

3.2.5.1 Принимаем для червяка сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием 3.2.5.2. Примем для венца червячного колеса бронзу БрА9ЖЗЛ (отливка в песчанную форму)

тогда значение контактного напряжения σHadm := 150 + 161 −4 150 = 153 МПа; 3.2.6 Допускаемое напряжение изгиба [1] табл 4.8

σ0Fadm := KFL σ0F1

σ0F1 := 98 ÌÏà;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

Лист

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

 

9

 

 

 

 

 

 

 

NHO

 

 

KFL :=

 

 

 

 

-коэффициент долговечности при длительной работе;

 

NHE

 

 

 

 

NHO := 106

 

 

 

циклов - базовое число циклов нагружения;

 

 

Lч := 4000

 

 

часов - предпологаемый ресурс работы червячной передачи;

NHE1 := 60 n2 Lч = 3.5 × 107 циклов при непрерывной работе для червяка;

NHE2 := 60 n3 Lч = 2.2 × 107 циклов для червячного колеса; т.к. NHE1 больше NHE2 то KFL := 1

тогда

σ0Fadm := KFL σ0F1 = 98 ÌÏà;

3.2Проектный расчет передачи.

3.3.1Предварительно назначим значения коэффициента диаметра червяка q := 10;

3.3.2Находим приведенный модуль упругости по формуле

Eпр :=

 

2 E1 E2

 

 

ãäå

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E1 + E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

:= 2.1 105

 

 

МПа - модуль упругости для стального червяка;

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

:=

0.9 105

 

 

МПа - модуль упругости для бронзового колеса;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

:=

 

2 E1

E2

= 1.26 × 105

ÌÏà;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

E1 + E2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.3 Межосевое расстояние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

:= 0.625

q

 

+ 1

 

 

Eпр T2 103

= 147.4

ìì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

 

z2

 

 

 

 

 

2

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σHadm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

округляем по стандартному ряду

aw. := 100

ìì.

 

 

3.3.4 Определяем модуль:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m :=

 

aw

 

 

 

 

 

= 5.9

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5 (q + z2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m := 4

мм

 

Принимаем из стандартного ряда

 

 

3.3.5 Определяем делительные диаметры:

 

 

 

 

 

d1

:= q m = 40

ìì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2 := z2 m = 160

 

ìì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.6 Определяем угол

подъема винтовой линии:

 

 

 

 

 

z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

γ

:=

atan

 

 

=

0.4

 

радианов

γ

π

= 21.8

градусов.

q

 

3.3.7 Определяем окружную скорость червяка:

 

v := π d1 10−3 n1

= 3 ì/c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.8 Cкорость скольжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

Лист

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

vск := cos(v γ) = 3.3 ì/c

ранее было принято vск1 = 4.42 ì/ñ

ранее принятые значения допускаемых контактных напряжений остоются без изменений 3.3 Проверочный расчет передачи

3.3.1 Îïðеделяем торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса:

εa :=

 

 

0.03 z 2 + z

2

+ 1 − 0.17 z

2

+ 2.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1.9

 

 

 

 

 

 

 

 

2.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.2 Определяем окружную скорость колеса:

 

 

 

 

 

 

v

:=

 

π d2 10−3 n2 = 1.21

ì/ñ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ск2

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ηч)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.3 КПД передачи с учетом потерь в опорах (

[1] табл 4.4 для шлифованного червяка и с учетом принятых материалов

f := 0.022

-приведенный козффициент трения

ρ

:= 1.2

 

градусов -приведенный угол трения

 

 

 

 

 

ηч := 0.955

 

 

tan(γ)

 

 

 

 

= 0.9

 

 

 

 

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tan γ + ρ

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.3 Проверяем прочность по контактным напряжениям (σH

):

KH := Kv Kβ - расчетная нагрузка для червячных передач

Kv := 1.1

- коэффициент динамической нагрузки при 7 ст точности

vск = 3.3

ì/ñ

θ := 86

 

 

 

 

 

 

- коэффициент деформации червяка òàáë 4,6 [1];

x := 0.6

- вспомогательный коэффициент при незначительном колебании нагрузки

 

 

 

z2

 

3

 

Kβ := 1 +

 

 

 

 

(1 − x) = 1.04 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки

θ

KH := Kv Kβ = 1.14

 

 

0

 

δ := 50

- угол обхвата колеса

ζ := 0.75

 

- коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии

σH := 0.69

 

 

 

 

 

 

 

Eпр

T2 103 KH cos(γ)2

 

 

 

= 150.8 ÌÏà

 

d 2

d

 

 

 

δ

 

 

π

 

 

εa

 

ζ

sin 2 20

π

 

 

 

 

 

180

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

180

допускаемое значение

σHadm = 153

 

ÌÏà

 

 

 

 

Прочность по контактным напряжениям соблюдается.

 

 

 

 

3.4 Проверяем прочность по напряжениям изгиба. (σF)

 

 

 

 

3.4.1 Определим окружное усилие на колесе:

 

 

 

 

Ft2 :=

2 T2 103

= 3883

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4.2 Определим осевой модуль:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mn := m cos(

γ) = 3.7

 

ìì;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

Лист

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

3.4.3Определяем диаметр вершин червяка: da1 := d1 + 2 m = 48 ìì

3.4.4Ширина венца колеса:

b2 := 0.7 da1 = 33.6 примем b2 := 40 ìì

3.4.5 Эквивалентное число зубьев колеса:

z :=

z2

 

= 50

 

 

v

cos(γ)

3

 

 

 

тогда коэффициент формы зуба YF := 2.3

σF := 0.7 YF Ft2 KFL = 42.1 ÌÏà b2 mn

σ0Fadm = 98 ÌÏà

Условие σF σ0Fadm выполняется

3.5 Расчет геометрических параметров передачи

3.5.1 Определяем диаметр вершин колеса: da2 := d2 + 2 m = 168 ìì

3.5.2 Определяем диаметр впадин червяка: df1 := d1 − 2.4 m = 30 ìì

3.5.3 Определяем диаметр впадин колеса: df2 := d2 − 2.4 m = 150 ìì

3.5.4 Длина нарезной части червяка:

b1 := (11 + 0.06 z2) m = 54 ìì примем b1. := 65 ìì

3.5.5 Наибольший диаметр колеса:

d

:= d

a2

+

6 m

= 172

ìì

 

AM2

 

 

z1

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

Лист

 

5 Конструирование колес, валов и выбор подшипников

 

 

5.1 Вал 1 - ведущий вал червячной передачи

 

 

конструкция червяка - неразборный выполнен ввиде вала-червяк

 

.

Диаметðû

 

τadm := 20 ÌÏà - быстроходного вала

 

. примен

 

 

выходного конца

 

3

T1

103

 

 

 

Перв

dв :=

 

τadm

= 21

Примем dв := 32 ìì

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

примем dв1 := 34 мм (принимая из ряда стандарных диаметров ГОСТ 6639-69)

 

примем dв2 := 35 мм (с учетом сдантарта диаметров внутренней обоймы подшипников ГОСТ 8338-75)

 

примем dв3 := 40 ìì

 

 

 

примем dв4 := dв3 = 40

ìì

 

Справ. №

примем dв5 := dв2 = 35

ìì

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1.1 Выбор подшипников под вал 1

 

 

Примем роликовые подшипники средней серии 7307А ГОСТ 27365-87 так как в передачи присутвуют

 

осевые усилия с парметрами

 

дата

посадочный диаметр внутренней обоймы 35 мм

 

посадочный диаметр наружней обоймы 80 мм ширина мм

 

и

статическая грузоподъемность 38 кН динамическая грузоподъемность

54 кÍ

Подпись

ширина 22.75 мм

 

 

 

5.2 Вал 2 - ведомый вал червячной передачи

 

 

 

 

Конструкция колеса - разборный выполнен отдельно от вала

 

дубл.

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. №

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взам. инв. №

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись и дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подл.

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. №

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

 

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

τadm := 25 МПа - допускаемое напряжение при предварительном расчете (для

тихоходных валов)

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T2

103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d :=

 

 

= 39.6

округляем по ГОСТ 6639-69

d

в.

:= 36

мм

 

 

в

0.2

τadm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dv. := 38 мм (принимая из ряда стандарных диаметров ГОСТ 6639-69)

примем dr. := 40 мм (с учетом сдантарта диаметров внутренней обоймы подшипников ГОСТ 8338-75) примем dk := 43 ìì

примем dб. := 50 ìì

5.2.1 Выбор подшипников под вал 2 Примем подшипник 7208 ГОСТ 27365-87 легкой серии с парметрами

посадочный диаметр внутренней обоймы dвн := 40 ìì

посадочный диаметр наружней обоймы dнн := 80 мм ширина Шпод := 19 мм статическая грузоподъемность С0 := 32 êÍ

динамическая грузоподъемность С := 46 кН 5.3 Конструкция ведомого колеса Диаметр ступицы

dst := 1.6 dk = 68.8 мм примем dst := 68 мм Длина ступицы

Lst := 1.4 dk = 60.2 мм примем Lst := 40 мм Толщина диска

c := 0.25 b2 = 10 мм примем c := 12 мм

Толщина обода

б1 := 4 m = 16 мм примем б1 := 16 ìì

Основные размеры элементов корпуса редуктора. Толщина стенки основания и крышки редуктора:

бос := 0.04 aw. + 2 = 6

ìì

 

примем

бос := 6

ìì

бкр := 0.032 aw. + 2 = 5.2

 

ìì

примем

бкр := 6

ìì

Диаметр фундаментальных

болтов:

 

 

 

 

 

 

dф := 0.03

aw. + 12 = 15

ìì

примем

dф. := 20

ìì

Диаметр болтов: у подшипников

 

 

 

 

 

 

dпод := 0.7

dф. = 14

ìì

примем

dпод := 14

ìì

соединяющих основание

с крышкой

 

 

 

 

 

 

dосн := 0.6

dф. = 12 ìì

примем dосн := 10 ìì

Толщина нижнего фланца крышки b1.. := 1.5 бос = 9 мм

Толщина рёбер крышки m1 := 0.8 бос = 4.8 мм

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

4.5. Тепловой расчет редуктора 4.5.1 Условие работы редуктора без перегрева

t < [ t] = 60 îÑ

гäå

kt := 14 Âò/(ìС) - коэффициент теплопередачи, зависящий от подвижности воздуха в корпусе

 

aw.

1.74

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Ап := 12

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

0.2

м - площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора

3

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t :=

P2 103

(1 − 0.9)

= 154.2

 

î

 

 

 

 

 

 

 

Ñ

 

kt

 

Ап

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие работы редуктора без перегрева невыполнено.

Для увелечения площади теплопередачи предусмотрим оребрение корпуса.

А1 := Ап 2.8 = 0.6

t :=

P2

103 (1 − 0.9)

= 55.1

 

kt А1

 

 

 

Условие работы редуктора без перегрева выполнено.

Лист

Изм. Лист № докум.

Подпись Дата

Соседние файлы в папке 0511
  • #
    14.02.202341.3 Кб69.jpg
  • #
    14.02.202365.05 Кб20_спец1_ver5.cdw
  • #
    14.02.202357.72 Кб15_спец2_ver5.cdw
  • #
    14.02.2023991.31 Кб8кинематический1.xmcd
  • #
    14.02.20234.52 Mб35методичка.docx
  • #
    14.02.2023255.84 Кб7пз.pdf
  • #
    14.02.2023114.16 Кб17Чертеж_ver5.cdw