методички 2 курс ПБ / Каф. мех. и инж. графики / Детали машин
.pdf11
Задание 4
Рассчитать и спроектировать привод шестеренчатого насоса (рис. 5).
Данные для расчета взять из табл. 5.
Рис. 5. Кинематическая схема привода шестеренчатого насоса
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
5 |
2 |
3 |
6,7 |
|
3 |
4 |
|
6 |
2 |
5 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
135 |
130 |
120 |
145 |
|
165 |
110 |
|
180 |
150 |
135 |
170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
Задание 5
Рассчитать и спроектировать привод гидронасоса (рис. 6). Данные для
расчета взять из табл. 6.
2
P3n3
1
3
М
Рис. 6. Кинематическая схема привода гидронасоса
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
10 |
5 |
5 |
7 |
|
4 |
5 |
|
4 |
2 |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
40 |
60 |
120 |
75 |
|
100 |
62 |
|
130 |
71 |
42 |
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13
Задание 6
Рассчитать и спроектировать привод машины для мойки пожарных ру-
кавов (рис. 7). Данные для расчета взять из табл. 7.
Рис. 7. Кинематическая схема привода машины для мойки пожарных рукавов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
6,4 |
7,5 |
2 |
2,4 |
|
4,5 |
2,5 |
|
4 |
6,3 |
3 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
160 |
105 |
135 |
150 |
|
160 |
200 |
|
180 |
155 |
140 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14
Задание 7
Рассчитать и спроектировать привод к лебедке (рис. 8). Данные для рас-
чета взять из табл. 8.
Рис. 8. Кинематическая схема привода к лебедке
Таблица 8
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
4 |
0,65 |
0,8 |
0,9 |
|
5,2 |
1,2 |
|
4 |
0,7 |
3,2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
28 |
56 |
25 |
43 |
|
32 |
38 |
|
59 |
40 |
22 |
51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15
Задание 8
Рассчитать и спроектировать привод подъема пожарных рукавов в ба-
шенную сушилку (рис. 9). Данные для расчета взять из табл. 9.
Рис. 9. Кинематическая схема привода подъема пожарных рукавов в башенную сушилку
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
1 |
2 |
5 |
7 |
|
9 |
6 |
|
4 |
5 |
3 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
137 |
214 |
220 |
145 |
|
100 |
150 |
|
160 |
105 |
180 |
170 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16
Задание 9
Рассчитать и спроектировать привод подъемника (рис. 10). Данные для
расчета взять из табл. 10.
Рис. 10. Кинематическая схема привода подъемника
Таблица 10
Выходные |
|
|
|
|
Номер условия |
|
|
|
|
|||
параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
|
привода |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 , кВт |
3,3 |
6,3 |
2,8 |
5,4 |
|
6,3 |
4,7 |
|
3,8 |
4 |
5,2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 , об/мин |
15 |
18 |
21 |
24 |
|
16 |
28 |
|
32 |
18 |
36 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
1.Синтез и кинематический анализ механизма
Перед проведением расчетов необходимо проанализировать схему приво-
да. Цифрами от 1 до 3 на схеме обозначены валы механизмов. Первый вал при-
надлежит двигателю. Третий является выходным – соединяется с рабочим ор-
ганом, который на схемах не показан. Так как в данной работе привод понижает число оборотов, очевидно, что первый вал имеет наибольшее значение окруж-
ной скорости, второй – меньшее и третий – минимальное.
Следует прежде всего определить, какие типы механических передач
входят в состав привода. Это можно выполнить, руководствуясь обозначени-
ями на кинематических схемах по ГОСТ 2770-74, приведенными в приложении
1. При проведении расчетов принимается обозначение всех характеристик пе-
редачи, указывающее номера валов, её составляющих. Например, если передача включает в себя 1 и 2 вал, то её передаточное число обозначается как U1-2.
Только уяснив состав привода, можно приступать непосредственно к расчетам.
1.1. По таблице, приведенной в приложении 2, определяем общий КПД
всех передач, входящих в привод. |
|
Σ = 1 2 2 3 подшn , |
(1.1) |
где 1 2 - КПД первой передачи, |
|
2 3 - КПД второй передачи,
подшn - КПД подшипниковых опор всех валов,
n - число пар подшипниковых опор валов
(для данной схемы n = 2).
Коэффициент полезного действия привода учитывает потери потока мощности при передаче движения от двигателя к рабочему органу.
1.2. Определяем требуемую мощность электродвигателя, кВт:
Рдв = |
P3 |
. |
(1.2) |
|
|||
|
|
|
Здесь Р3 – необходимая мощность выходного вала, кВт.
18
Очевидно, что мощность двигателя должна быть несколько выше требу-
емой, чтобы компенсировать потери в приводе.
1.3. Из таблицы приложения 3 выбираем по величине Pдв асинхронный электродвигатель АИР (рис.1.1). Мощность выбранного двигателя должна быть
не ниже величины, определенной в п. 1.2 (допускается превышение над таб-
личной мощностью до 5%), а синхронная частота вращения вала электродвига-
теля выбирается или 1000 об/мин или 750 об/мин. Стоит учитывать, что для двигателей одинаковой мощности бо´льшими габаритами обладает двигатель с меньшей синхронной частотой.
1.4. Определяем общее передаточное число привода U1-3:
U1 3 |
|
n1 |
, |
(1.3) |
|
n3 |
|||||
|
|
|
|
Здесь n1 = nдв – асинхронная частота двигателя (приложение 3); n3 – число оборотов вала машины (по заданию).
Рис. 1.1. Двигатель асинхронный АИР
1.5. Передаточное число всего привода состоит из частных передаточных
чисел передач, входящих в привод согласно кинематической схемы задания.
U1-3 = U1-2U2-3, |
(1.4) |
19
где U1-2 – передаточное число первой передачи; U2-3 – передаточное число второй передачи.
Ориентировочные значения передаточных чисел механических передач выбираются согласно приложению 4. Они определяют рекомендуемые грани-
цы, в которые должно попадать передаточное число. Следует учесть, что пере-
даточные числа закрытых передач (редукторов) стандартизованы, то есть могут принимать строго определенные значения. Стандартные значения передаточ-
ных чисел приведены в приложении 5. Закрытой передачей называется переда-
ча, размещенная в корпусе. Следовательно, для такой передачи необходимо принимать передаточное число по приложению 5. Также нужно стремиться к тому, чтобы для закрытой передачи передаточное число было больше пере-
даточного числа открытой.
1.6. Задавшись передаточным числом закрытой передачи, определяют передаточное число открытой передачи:
Если редуктор расположен непосредственно после двигателя, то
U2 3 |
|
U1 3 |
(1.5) |
|
|||
|
U1 2 |
|
Если редуктор расположен после открытой передачи, то
U1 2 |
|
U1 3 |
(1.6) |
|
|||
|
U2 3 |
|
Определенное передаточное число должно находиться в допускаемых пределах согласно приложению 4.
1.7. Определяют кинематические характеристики валов.
К ним относят величины числа оборотов вала n, угловой скорости, пере-
даваемой мощности Р и крутящего момента Т.
20
1.7.1. Вал двигателя (вал номер 1).
Число оборотов: n1 – приложение 3 для выбранной марки двигателя,
об/мин.
Мощность: Р1 – приложение для выбранной марки двигателя, кВт.
Угловая скорость:
1 |
|
n1 |
|
|
, с-1. |
(1.7) |
|||
|
|
|
|
||||||
|
30 |
|
|
|
|
|
|||
Крутящий момент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T1 = P1 103/ 1, Нм. |
(1.8) |
||||||||
1.7.2. Вал номер 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число оборотов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n2 = n1/U1-2, |
об/мин. |
(1.9) |
|||||||
Угловая скорость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
n2 |
, с-1. |
(1.10) |
|||||
|
|
||||||||
|
30 |
|
|
|
|
|
|||
Мощность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р2 = Р1 1-2 подш, кВт. |
(1.11) |
||||||||
Крутящий момент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T2 = T1 1-2 подш U1-2 , Нм. |
(1.12) |
||||||||
1.7.3. Вал номер 3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число оборотов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 = n2/U2-3, |
об/мин. |
(1.13) |
|||||||
Угловая скорость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
n3 |
|
, с-1. |
(1.14) |
||||
|
|||||||||
|
30 |
|
|
|
|
|
|||
Мощность: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р3 = Р2 2-3 подш, кВт. |
(1.15) |
||||||||
Крутящий момент: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T3 = T2 2-3 подш U2-3 , Нм. |
(1.16) |