Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Детали машин. Методички к курсовому проекту / КИНЕМАТ и ЭНЕРГЕТ РАСЧЕТЫ

.pdf

Скачиваний:

104

Добавлен:

28.03.2015

Размер:

2.04 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

uред

uТ. Для

uБ

uред принято

					Окончание табл.2
	Тип		Твердость	Передаточные числа u
	передачи		зубьев	Наиболее	максимальные
				употребительные
быстроходная ступень, uБ:				3,15. . .5	8
в редукторах по развернутой			350 НВ	3,15. . .5	8
схеме			(40. . .56) HRCэ	3,15. . .5	7,1
			(56. . .63) HRCэ	2,5. . .4	6,3
в соосном редукторе			350 НВ	4. . .6,3	8
			(40. . .56) HRCэ	4. . .6,3	7,1
			(56. . .63) HRCэ	3,15. . .5	6,3
2.	Зубчатая открытая		350 НВ	4...6,3	10
3.	Коробка скоростей		любая	1. . .2,5	3,15
4. Коническая закрытая			350 НВ	1. . .4	6,3
			40 HRCЭ	1. . .5	5
5.	Коническая открытая		350 НВ	2. . .4	6,3
6.	Планетарная 2К-Н		---	---	3,15. . .12,5
	3К		---	---	15. . .1000
7.	Волновая		---	---	80. . .315
8.	Червячная закрытая		---	16. . .50	80
9.	Цепная		---	1,5. . .3	4
10. Ременная			---	2. . .3	5
	С другой стороны, для двухступенчатого редуктора uред = uБuТ, где
uБ - передаточное число		быстроходной ступени: uБ = z2Б			/ z1Б; uT -

передаточное число тихоходной ступени: uT = z2T / z1T.

Способ разбивки общего передаточного числа по ступеням зависит от конструкции многоступенчатого редуктора. Передаточное число каждой ступени не должно превышать максимального значения, указанного в табл. 2, а uред. - указанного в табл.3.

В зубчатых редукторах за критерий оптимальности разбивки получение наименьшей массы редуктора. Это приводит к тому, что редукторов с червячной ступенью главным критерием является КПД.

В табл.3 даны рекомендации по разбивке для двухступенчатых редукторов.

При расчете различных вариантов схем привода на ЭВМ формулы в аналитическом виде для разбивки uред по ступеням рекомендуется брать в [4,c.57]

Передаточное число редуктора и передаточные числа его ступеней должны соответствовать рядам предпочтительных чисел R20 по ГОСТ 8032-84:

1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5;2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20, 22,4; 25; 28; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 100 и т.д. К этому следует стремиться и для других передач.

Таблица 3.

Двухступенчатые редукторы: разбивка uред по ступеням

Тип

Схема

uред.

uБ

uТ

редуктора

рекомендуемые

предельные

Двухступенчатый

12,5...25

7,1...50

цилиндрический:

uред / uТ

0,88

uред

а) рядный, разверну-

тая схема;

б) с раздвоенной

в) с раздвоен -

быстроходной

ной тихоход -

ступенью

ной ступенью

Двухступенчатый

цилиндрический

соосный:

а) с внешним

зацеплением;

12,5...31,5

7,1...50

uред / uТ

0,9

uред

б) с внутренним

зацеплением

12,5...25

7,1...40

2 uред

uред / uБ

тихоходной ступени

Двухступенчатый

цилиндрический

Аналогично двухступенчатому цилиндрическому соосному редуктору

многопоточный

Окончание табл.3

Тип

Схема

uред

uБ

uТ

редуктора

рекомендуемые

предельные

Двухступенчатый

12,5...20

6,3...40

uред / uТ

0,63

коническо -

uред ;

2 uред - 1 -

цилиндрический

пользоваться той

формулой, по кото-

рой получается

uБ uТ

Двухступенчатый

250...2500

63...4000

uБ = uТ

uред

червячный

должно соответ-

должно соответст-

ствовать ГОСТ

вовать ГОСТ 2144-93

2144-93

Двухступенчатый

31,5...125

16...200

1,6...3,15

uред / uБ

цилиндро -

uТ 63

червячный

должно соответство-

вать ГОСТ 2144-93

Двухступенчатый

---

25...400

uред

uБ = 8

uред / uБ;

червячно -

uред

> 50 uБ =

цилиндрический

uТ = 4...6,3

uред / uТ -

должно

соответствовать

ГОСТ 2144-93

Двухступенчатый

---

10...125

Если uред

25, то uБ = 4, uТ = uред ./ 4.

планетарный,

Если uред = 25...63, то uБ = uред / 6,3;

2К - Н

uТ = 6,3 ;

Если uред > 63, то uБ = 10, uТ = uред / 10.

Допускаемое отклонение общего передаточного числа:

	u0 = (u 0 - u0) 100% / u 0 [ 4%] ,	(7)
где u 0	- общее передаточное число, требуемое по заданным	частотам
вращения;	u0 - окончательное общее передаточное число после разбивки по
ступеням и округлений.
	5. ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И МОМЕНТЫ НА ВАЛАХ
Частота вращения i-го вала (i = 1, 2. 3. . .n ; i = 1 - вал двигателя; i = n -
вал рабочего органа) :
	ni = n1 / u1-i ,	(8)
где u1-i - передаточное число между первым и i-м валами.
Вращающий момент i-го вала :
	Тi = Tр.о / (un-i n-i) ,	(9)
где un-i ,	n-i - соответственно передаточное число и КПД между n-м (рабочего
органа) и i-м валами;

Тр.о = Fр.оd / 2000 - номинальный момент рабочего органа.

6.ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

6.1.Общая часть для всех примеров

6.1.1. Условия задания: выполнить кинематический и энергетический расчеты привода транспортера по следующим исходным данным:

1)окружное усилие рабочего органа F, Н .

Впримерах 1,3 рабочий орган - тяговые цепи; в примере 2 - лента;

2)скорость рабочего органа v, м/c;

3)число зубьев тяговой звездочки z, шаг тяговой цепи Р, мм, (примеры 1,3) или

диаметр приводного барабана d (пример 2);

4)циклограмма (график) нагружения - на рис.9.

:Рис.9. График нагружения

6.1.2. Электродвигатели серии АИР имеют следующие синхронные часто ты вращения:

nc = 3000; 1500; 1000; 750 мин-1.

6.1.3. Реализовать общее передаточное число u 0 и условия компоновки можно в различных вариантах схем привода. Это зависит от конкретного набора передач (каждая ограничена по u). В приведенных ниже примерах рассмотрен только один из возможных вариантов кинематической схемы для данного привода.

Стрелками на схемах указано направление вращения валов.

6.1.4. Коэффициент приведения заданного графиком нагружения (рис.9) переменного режима к эквивалентному постоянному определяется по формуле

(2) :

KE 12 0,6 0,62 0,3 0,22 0,1 0,844.

6.1.5. Описание определяемых параметров дано в примере 1. Цифры, указывающие в решении на порядок действия, - одни и те же во всех примерах.

6.2. Пример 1

Привод к цепному транспортеру.

Дано: F = 8 кН; v = 0,35 м/с; z = 11; P = 125 мм.

Решение

1.Диаметр делительной окружности звездочек по формуле (6) d= P / sin(1800/z) = 125 / sin(1800/11) = 443,7 мм.

2.Частота вращения тяговых звездочек по формуле (5)

n зв = 6 104v / ( d ) = 6 104 0,35 / ( 443,7) = 15,07 мин-1.

3. Ожидаемые (теоретические) общие передаточные числа привода: u 0 = nc / n зв = 199,07; 99,54; 66,36; 49,77,

где nc - см. п.6.1.2..

4. Кинематическая схема

Обозначено:

1- электродвигатель;

2- муфта;

3- редуктор цилиндрический двухступенчатый соосный (Ц2С):

4- быстроходная ступень редуктора

5- тихоходная ступень редуктора;

6- приводная цепная передача;

7- тяговые звездочки транспортера;

8- тяговые цепи.

Рис. 10. Кинематическая схема

5. КПД привода

0 = 1 22

3 4 = 0,98 0,972 0,93 0,99 = 0,85,

где (табл.1) 1 = 0,98 - КПД муфты;

2 = 0,97 - КПД цилиндрической ступени редуктора (в квадрате, так как две ступени);

3 = 0,93 - КПД цепной передачи;

4 = 0,99 - КПД пары подшипников качения вала тяговых звездочек. 6. Эквивалентный вращающий момент тяговых звездочек

ТЕ = КЕ Тnom,

где Тnom = Fd/ 2000 = 8000 443.7 / 2000 = 1775 Н.м -

номинальный длительный момент тяговых звездочек; КЕ - коэффициент приведения (п.6.1.4),

ТЕ = 0,844 1775 = 1498 Н.м.

7. Потребная мощность двигателя по формуле (1)

Р дв = TEn зв / (9550 0) = 1498 15,07 / (9550 0,85) = 2,78 кВт.

8.Из табл. П1 и П2 (приложение) выбираем электродвигатели исполнения IM1081 (на лапах) ближайшей большей мощности:

Марка двигателя	Рдв , кВт	nдв ,мин-1	Тпуск/ T	Tmax/ T	Масса, кг
АИР 90L2У3	3,0	2850	2,0	2,2	19
АИР 100S4У3	3,0	1410	2,0	2,2	23
АИР 112МА6У3	3,0	950	2,0	2,2	43
АИР 112МВ8У3	3,0	700	1,8	2,2	48,5
Выбранные двигатели удовлетворяют условиям пуска: (Тпуск / Т) > 1,6

(рис.9). Согласно схеме (рис.10) валы двигателей должны иметь левое вращение.

	9. Общие передаточные числа привода							u 0 = nдв / n зв и разбивка их по
ступеням передач для 4-х вариантов двигателей представлены в табл.5.
						Таблица 5
Ва	Двига-	u 0	u п	uред	u Б		u T	uБ	uT	uред	uп	u0	u0
ри	тель	u 0	u п	uред	u Б		u T	uБ	uT	uред	uп	u0	u0
ри	тель												%
ан													%
ан
1	90L2	189,12	3,78	50	7,86		6,36	8	6,3	50,4	3,75	189	0,06
2	100S4	93,56	2,97	31,5	6,24		5,05	6,3	5	31,5	3	94,5	-1,0
3	112MA6	63,04	2	31,5	6,24		5,05	6,3	5	31,5	2	63	0,06
4	112MB8	46,45	1,47	31,5	6,24		5,05	6,3	5	31,5	1,5	47,2	-1,7

Примечания.

1. По табл.3 uред Ц2С лежит в пределах от 7,1 до 50; по табл.2 u цепной передачи - 1,5....4

2. Для вариантов 2, 3 и 4 u ред принято 31,5 и фиксировано, чтобы получить

рекомендуемые uц.п = 1,5...3, а также большую определенность при сравнительном анализе вариантов.


3. В редукторе:	u Т = 0,9 uред (табл.3) ; uБ и uТ округлены по ряду предпочтительных
чисел R20.
4. Погрешность	u0 была определена по формуле (7) и составила менее допустимых 4%.
16

10.Частоты вращения n, мин-1, по формуле (8) и моменты на валах Тi, Н.м, по формуле (9) (номера валов - см. рис.10) приведены в табл.6.

Таблица 6

Ва	Вал звездо-							Р е д у к т о р
ри	чек ( V вал )					IV вал					III вал
ан	n5	T5	u1-4		n4	u5-4	5-4	T4	u1-3	n3	u5-3	5-3	T3
1	15,08	1775	50,4		56,55	3,75	0,92	514	8	356,3	23,63	0,89	84,4
2	14,92	1775	31,5		44,76	3	0,92	643	6,3	223,8	15	0,89	133
3	15,08	1775	31,5		30,16	2	0,92	965	6,3	150,8	10	0,89	199
4	14,81	1775	31,5		22,22	1,5	0,92	1286	6,3	111,1	7,5	0,89	266
											Окончание табл.6
Ва		Р е д у к т о р						Вал двигателя
ри			II вал					( I вал )
ан	u1-2	n2	u5-2		5-2	T2	u5-1	n1	5-1	T1
1	1	2850	189		0,87	10,8	189	2850	0,85	11
2	1	1410	94,5		0,87	21,6	94,5	1410	0,85	22,1
3	1	950	63		0,87	32,4	63	950	0,85	33,1
4	1	700	47,25		0,87	43,2	47,25	700	0,85	44,2
						6.3. Пример 2
				Привод к ленточному конвейеру
	Дано: F = 2,5 кН;				v = 0,63 м/c; d = 400 мм.
							Решение
	Порядок действий и описание параметров см. в примере 1 (п.6,1).

1. Диаметр приводного барабана задан: d = 400 мм.

2. n б= 6 104 0,63 / ( 400) = 30,08 мин-1.

3.u 0= 99,73; 49,87; 33,24; 24,93.

4.Кинематическая схема

Обозначено:

1- электродвигатель;

2- клиноременная передача;

3- редуктор Ц2рБ (с раздвоенной быстроходной ступенью;

4- быстроходная ступень;

5- тихоходная ступень;

6- муфта;

7- приводной барабан;

8- лента конвейера.

Рис. 11. Кинематическая схема

5. 0 =

1 22 3 4 = 0,95 0,972 0,98 0,99 = 0,87,

где (табл.1) 1 = 0,95 - КПД ременной передачи; 2 = 0,97 - КПД цилиндрической ступени редуктора (в квадрате,

так как две	ступени). Раздвоение быстроходной ступени
(введением еще	2, т.е. 23) учитывать не следует, поскольку при

стендовых измерениях КПД испытывается полная, не раздвоенная передача шириной b = 2bрБ, где bрб - ширина колес раздвоенной половины ступени;

3 = 0,98 - КПД муфты; 4 = 0,99 - КПД пары подшипников качения вала барабана.

6.Tnom = Fd / 2000 = 2500 400 / 2000 = 500 Н.м; TE = 0,844 500 = 422Н.м

7.Р дв = 422 30,08 / (9550 0,87) = 1,53 кВт.

Марка двигателя	Рдв, кВт	nдв, мин-1	Тпуск/ T	Tmax/ T	Масса, кг
АИР 80А2У3	1,5	2850	2,2	2,6	12,4
АИР 80B4У3	1,5	1395	2,2	2,4	13,5
АИР 90L6У3	1,5	925	2,0	2,2	19
АИР 100L8У3	1,5	705	1,6	2,0	23,5

Превышение Р дв над Рдв составляет 2% < [5%], что допустимо.

Двигатели удовлетворяют условиям пуска, так как (Тпуск./ Т)дв. 1,6. Вал двигателя должен иметь правое вращение.

	9.										Таблица 7.
Ва		Двига-			u 0		u п	uред		u Б			u T			uБ		uT	uред		uп		u0		u0
ри		тель																						%
ан																								%
ан
1		80А2		94,75		3,01		31,5		6,38			4,94			6,3		5	31,5		3	94,5		0,3
2		80B4		46,38		1,86		25		5,68			4,4			5,6		4,5	25,2		1,8	45,36		2,2
3		90L6		30,75		1,54		20		5,08			3,94			5		4	20		1,5	30		2,4
4		100L8		23,44		1,47		16		4,55			3,52			4,5		3,55	15,9		1,5	23,97		- 2.1
																			8
		Примечания.
	1. По табл.3 uред Ц2рБ равно 7,1...50; по табл.2 u ременной передачи - 2...5 (рекомендуе-
мое u = 2...3).
	2. В редукторе: u Т = 0,88 uред (табл.3).
	10.										Таблица 8
		Вал												Р е д у к т о р
Ва		барабана
ри		( V вал )							IV вал											III вал
ант		n5	T5		u1-4		n4		u5-4			5-4			T4			u1-3	n3		u5-3		5-3		T3
1		30,16	500		94,5		30,16		1		0,97				515		18,9		150,8	5			0,94		106
2		30,75	500		45,36		30,75		1		0,97				515		10,08		138,4	4,5			0,94		118
3		30,83	500		30		30,83		1		0,97				515		7,5		123,3	4			0,94		133
4		29,4	500		23,97		29,4		1		0,97				515		6,75		104,4	3,55			0,94		150

Окончание табл.8

Ва		Р е д у к т о р					Вал двигателя
ри			II вал				( I вал )
ант	u1-2	n2	u5-2	5-2	T2	u5-1	n1	5-1	T1
1	3	950	31,5	0,91	17,4	94,5	2850	0,87	6,08
2	1,8	775	25,2	0,91	21,8	45,36	1395	0,87	12,7
3	1,5	616,7	20	0,91	27,5	30	925	0,87	19,1
4	1,5	470	15,98	0,91	34,4	23,97	705	0,87	24

6.3. Пример 3

Привод цепного конвейера Дано: F = 12 кН; v = 0,2 м/c; z = 8; P = 160 мм.

График нагружения не задан. Решение

Порядок действий и описание параметров см. в примере 1 (п.6.1).

1. d = 160 / sin(1800/ 8) = 418,1 мм.

2. n зв = 6 104 0,2 / ( 418,1) = 9,14 мин-1.

3.u 0 = 328,23; 164,11; 109,41; 82,06.

4.Направление вращения валов показано на рис.12 стрелками.

Обозначено: 1 - двигатель;

2- муфта:

3- редуктор ЦЧ;

4- быстроходная цилиндрическая ступень редуктора;

5- тихоходная червячная ступень редуктора;

6- приводная цепная передача;

7- тяговая звездочка;

8- тяговая цепь.		Рис.12. Кинематическая схема
5. 0 =	1 2 3	4 5 = 0,98 0,97 0,75 0,93 0,99 = 0,66,
где (табл.1) 1 = 0,98 - КПД муфты;
2	= 0,97 - КПД цилиндрической ступени редуктора;
3 = 0,75 - КПД червячной ступени;
4	= 0,93	- КПД цепной передачи;
5	= 0,99	- КПД пары подшипников качения вала тяговой звездочки

6. Тnom = 12000 418,1 / 2000 = 2509 Н.м.

Так как график нагрузки не задан, то считаем режим работы - длительный постоянный: КЕ = 1,0 и ТЕ = Тnom.

7. P дв = 2509 9,14 / (9550 0,66) = 3,64 кВт.
8.
Марка двигателя	Рдв, кВт	nдв, мин-1	Тпуск/ T	Tmax/ T	Масса, кг
АИР 100S2У3	4,0	2850	2,0	2,4	29,6
АИР 100L4У3	4,0	1410	2,1	2,4	32,5
АИР 112MB6У3	4,0	950	2,0	2,2	48
АИР 132S8У3	4,0	720	1,8	2,2	56,5

	Двигатели удовлетворяют условиям пуска: (Тпуск./Т)дв										> 1,6.	Вал
двигателя должен иметь правое вращение.
	9.				Таблица 9.
Ва	Двига-	u 0	u п	uред	u Б	u T	uБ	uT	uред	uп	u0	u0
ри	тель											%
ан												%
ан
1	100S2	311,82	2,49	125	2,5	50	2,5	50	125	2,5	312,5	-0,2
2	100L4	154,27	1,54	100	2,5	40	2,5	40	100	1,6	160	-3,7
3	112MB6	103,94	1,65	63	2	31,5	2	31,5	63	1,6	100,8	3
4	132S8	78,77	1,58	50	2	25	2	25	50	1,6	80	-1,56

	Примечания. 1. По табл.3 uред						ЦЧ равно 16...200 (рекомендуемое 31,5...125); по
табл.2 u цепной передачи - 1,5...4						(рекомендуемое u до 3-х).
	2. В редукторе: uБ = 1,6...3,15 (табл.3);							uT 63 - должно соответствовать
		ГОСТ 2144-93.
	10.						Таблица 10
	Вал								Р е д у к т о р
Ва	звездочки
ри	(V вал)					IV вал						III вал
ант	n5		T5	u1-4	n4	u5-4	5-4		T4	u1-3	n3	u5-3	5-3	T3
1	9,12		2509	125	22,8	2,5	0,92		1091	2,5	1140	125	0,69	29,1
2	8,82		2509	100	14,1	1,6	0,92		1704	2,5	564	64	0,69	56,8
3	9,43		2509	63	15,08	1,6	0,92		1704	2	475	50,4	0,69	72,1
4	9,0		2509	50	14,4	1,6	0,92		1704	2	360	40	0,69	90,9
												Окончание табл.10
Ва			Р е д у к т о р						Вал двигателя
ри				II вал					( I вал)
ант	u1-2		n2	u5-2	5-2	T2	u5-1		n1	5-1	T1
1	1		2850	312,5	0,67	12	312,5		2850	0,66	12,2
2	1		1410	160	0,67	23,4	160		1410	0,66	23,8
3	1		950	100,8	0,67	37,2	100,8		950	0,66	37,7
4	1`		720	80	0,67	46,8	80		720	0,66	47,5
	Пример расчета привода, содержащего коническо-цилиндрический
редуктор (КЦ) и клиноременную передачу см. в [6, c.7].

7.ПРИВОД С КОРОБКОЙ СКОРОСТЕЙ

Вкоробках скоростей различные частоты вращения выходного вала получаются в результате зацепления различных пар зубчатых колес. Ряд частот

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Детали машин. Методички к курсовому проекту

#
28.03.2015361.63 Кб6210. ПРИЛОЖЕНИЯ Б-Д Тит листы.pdf
#
28.03.20154.15 Mб55~WRL0001.tmp
#
28.03.20152.04 Mб104КИНЕМАТ и ЭНЕРГЕТ РАСЧЕТЫ.pdf
#
28.03.20155.61 Mб94ПРИМЕР ПОЯСН ЗАПИСКИ.pdf
#
28.03.20154.65 Mб133РАСЧЕТ ВАЛОВ.pdf
#
28.03.20152.76 Mб658РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ.pdf
#
28.03.20153.97 Mб169РЕМЕННЫЕ ПЕР-Ч1 Методика.pdf
#
28.03.2015621.7 Кб112РЕМЕННЫЕ ПЕР-Ч2 Примеры.pdf