учёба / Электропривод / Eliektroprivod_Ch1_kurs_dipl__proiekt_AEF
.pdf
ЧАСТЬ 3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕДАТОЧНОГО УСТРОЙСТВА
3.1Выбор элементов клиноременной передачи
Клиноременные передачи передают мощность до 200 кВт при температуре от -30 до +600С. Допускают кратковременно перегрузки 200…300%. Может передавать вращение на несколько валов одновременно (при наличии натяжных роликов). Допускают большие линейные скорости ремня (до 30м/с), поэтому часто используются как первая передача от двигателя к редуктору, или к валу рабочей машины.
Кдостоинствам ременных передач относится возможность установки механизма на относительно большом расстоянии от двигателя, возможность установки механизмов на разных уровнях по высоте, плавность и безударность работы передачи, её простота и дешевизна.
Кнедостаткам следует отнести повышенную нагрузку на вал и подшипники двигателя поперечной силой от натяжения ремня и веса шкива.
Выбор элементов ременной передачи выполняется по [5] с
некоторым упрощением. Расчетная схема ременной передачи приведена на
рисунке 3.1.
|
3 |
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
1 |
Тип, Кол-во, длин- |
|
|
|
на ремней |
|
|
|
|
P1 , n1 |
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1 |
θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 |
|
|
|
P2 |
, n2 |
|
|
|
|
||
|
b |
|
b |
|
|
h |
|
h |
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.1 Расчетная схема ременной передачи.
Надо выбрать тип передачи, количество ремней, длину ремня, межцентровое расстояние а (рисунок 3.1), диаметры шкивов d1 и d2, их ширину. Передаточное число передачи i выбрано ранее, значит известна частота вращения ведущего шкива nн.д. Мощность на ведущем шкиве Рн.д. определена ранее.
61
Выбор элементов передачи проводим в следующей последовательности. 1 Выбираем по рисункам 3.2 тип ремня (О, А, Б и т. д.) и диаметр ведущего шкива d1. На рисунке 3.2 изображены зависимости ω=f(Р0) где ω – угловая скорость ведущего шкива передачи, рад/с, а Р0 – мощность на ведущем шкиве передачи, кВт.
В большинстве случаев применения ведущий шкив насаживается на вал
электродвигателя и ω=ωн.д., а Р=Рн.д.
На рисунке 3.2 изображены так же линии диаметров меньшего шкива d1. Эти линии возрастающие. Они показывают, какую скорость и мощность может передать ременная передача при данном диаметре d1. Воспользуемся этими кривыми и определим требуемый диаметр d1 (и тип ремня). Для этого найдем на графике точку с координатами ωн.д.и Рн.д.
В качестве примера возьмем мощность Рн.д.=0,55кВт и ωн.д.=150 рад/с. По этим данным на рисунке 3.3 построена точка “О”. Из рисунка 3.3 видно, что ближайший больший диаметр малого шкива составляет 71 мм. Но его не следует выбирать, поскольку он обеспечивает мощность 0,59 кВт, т.е. малый запас по мощности (0,59/0,55=1,07), а учет поправочных коэффициентов, определяемых позже по таблице 3.1...3.4 требует запаса в 30...40 %. По этой причине выбирают следующий диаметр шкива, т.е. d1=80 мм, точка О′. Этот диаметр обеспечивает передаваемую мощность Р0=0,72кВт без учета снижающих эту мощность коэффициентов, которые определяются после расчета других размеров передачи.
При выборе рабочей точки О′ не рекомендуется заходить в область линейных скоростей выше 15 м/с.
2 Определяем геометрические размеры передачи, согласовывая их со стандартами.
Диаметр большого шкива, мм
d2 = 0,98 × d1 × i |
(3.1) |
Выбрать ближайшее значение d2 из ряда, мм: 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 315; 355; 400; 450; 500; 630; 710; 800; 900; 1000.
Межосевое расстояние предварительное, мм:
Длина ремня, мм |
а ³ (0, 6...0,8)× (d1 + d2 ) |
|
(3.2) |
||||||
|
(d1 + d |
2 ) |
|
(d |
2 - d1)2 |
|
|||
l p |
= 2 × a + π × |
+ |
(3.3) |
||||||
2 |
|
|
4 |
× а |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Выбрать ближайшее значение lp из ряда, мм: 400; 450; 500; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500.
3 Уточнённое межосевое расстояние:
|
é2 × l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ù |
|
а = 0,125× |
p |
- π ×(d + d |
2 |
)+ |
é2 × l |
p |
- π ×(d |
2 |
+ d |
)ù |
2 |
- 8×(d |
2 |
- d |
)2 |
(3.4) |
||
|
ê |
1 |
|
ë |
|
1 |
û |
|
|
1 |
|
ú |
||||||
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
û |
|
62
4 |
Определяем угол обхвата малого шкива: |
(d |
|
|
) |
|
|
|
2 |
- d |
|||
|
α1 = 180 - 57, 3 |
|
|
1 |
(3.5) |
|
|
|
|
|
а |
||
|
Угол α1 должен быть >1200. . |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
Линейная скорость ремня |
|
|
|
|
|
|
|
υ = w1 × |
d1 |
|
|
(3.6) |
|
|
2 |
|
|
|
||
6 Допустимая полезная мощность кВт, передаваемая одним клиновым ремнём, или десятью клиньями поликлинового ремня определяется по формуле:
Рдоп = Ро × Сα × Сν × Сθ × С рр , |
(3.7) |
где Сα , Сν , Сθ , С рр -коэффициенты из таблиц 3.1…3.4. Если значения задаваемых величин не соответствуют числам в таблице 3.1...3.4, то эти числа аппроксимируются по
правилам математики. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
7 Найденного |
по (3.7) значение Рдоп |
должно быть |
не |
менее |
значения |
|||||||||||||||
мощности, а именно: Рдоп ≤ Р0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.8) |
|||||||||
Таблица 3.1 |
Зависимость коэффициента Сα от угла α1 обхвата малого шкива |
|||||||||||||||||||
α1, 0 |
|
180 |
|
170 |
|
160 |
|
150 |
|
140 |
|
|
130 |
120 |
||||||
с α |
|
1 |
|
|
0,98 |
|
0,95 |
|
0,92 |
|
0,89 |
|
|
0,86 |
0,83 |
|||||
Таблица 3.2 |
Зависимость коэффициента Сυ от линейной скорости ремня |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
υ, м/с |
|
1 |
|
5 |
|
10 |
|
15 |
|
20 |
|
25 |
|
30 |
|
35 |
|
40 |
||
c υ |
|
1,05 |
1,04 |
|
1 |
|
0,94 |
|
0,85 |
|
0,74 |
|
0,6 |
|
0,58 |
|
0,55 |
|||
Таблица 3.3 Зависимость коэффициента Сθ от угла наклона ременной передачи
|
|
|
|
θ,0 |
0…60 |
60…80 |
80…90 |
с θ |
1 |
0,9 |
0,8 |
Таблица 3.4 |
Значения коэффициента режима работы Срр |
от условий работы |
||||
|
передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим работы |
Весьма |
Тяжёлый |
Средний |
|
Лёгкий |
|
тяжёлый (ВТ) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
срр |
|
0,9 |
0,95 |
1 |
|
1,05 |
Если на рисунке вида 3.3 при заданной скорости ωн.д не достаточна передаваемая мощность одним ремнем, то выбирается два ремня и более или другой тип ремня. Например на рисунке 3.3 требуется передать мощность 1,5 кВт, а возможно предать мощность 1,19 кВт (точка О”). Тогда можно заранее брать два ремня и точку О′ искать для мощности Рн.д./2. Хорошие результаты получаются если точка О′ будет в области средних значений на графиках типа рисунка 3.2.
63
800.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
700.000 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600.000 |
|
|
|
|
|
|
|
500.000 |
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400.000 |
|
d63 |
71 |
80 |
90 |
100 |
112 |
|
|
||||||
|
|
|
|||||
300.000 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200.000 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100.000 |
3 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.5 |
1 |
|
1.5 |
2 |
2.5 |
|
|
|
Po, кВт |
|
|
|
|
Рисунок 3.2а |
Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
||||||
|
|
клиновыми ремнями типа О |
|
|
|||
600.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
30 |
|
|
|
|
500.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
300.000 |
|
|
d90 |
100 |
125 |
140 |
|
160 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
10 |
112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100.000 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
3 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
4.5 |
|
|
|
|
Po, кВт |
|
|
|
|
|
Рисунок 3.2б Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||||
|
|
клиновыми ремнями типа А |
|
|
|
||||
64
400.000 |
W рад/с |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
350.000 |
|
|
|
|
|
|
|
300.000 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250.000 |
|
|
15 |
|
|
|
|
200.000 |
|
d125 |
140 |
160 |
180 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
150.000 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100.000 |
|
5 |
|
|
|
|
|
50.000 |
3м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
Po, кВт |
|
|
|
|
Рисунок 3.2б Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||
|
|
клиновыми ремнями типа Б |
|
|
|
||
800.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
700.000 |
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500.000 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
100 |
112 |
125 |
|
|
|
|
d63 |
71 |
90 |
|
||||
400.000 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300.000 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200.000 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100.000 |
3 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
Po, кВт |
|
|
|
|
Рисунок 3.2в |
Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
||||||||
|
|
клиновыми ремнями типа УО |
|
|
|
||||
65
350.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300.000 |
|
|
|
|
|
|
|
250.000 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
200.000 |
|
d140 |
160 |
|
180 |
200 |
|
|
|
|
|
||||
150.000 |
|
10 |
|
|
|
|
|
100.000 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50.000 |
3 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
|
|
Po, кВт |
|
|
|
|
Рисунок 3.2г Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||
|
|
клиновыми ремнями типа УБ |
|
|
|||
600.000 |
|
|
|
|
|
|
|
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
500.000 |
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
20м/с |
|
|
|
|
400.000 |
|
|
|
|
|
|
|
300.000 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
|
|
|
d100 |
112 |
125 |
|
140 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
d90 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
100.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 м/с |
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
Po, кВт |
6 |
8 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рисунок 3.2е Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||
|
клиновыми ремнями типа УА |
|
|
||||
66
1200.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
1000.000 |
|
|
|
20 |
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800.000 |
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600.000 |
|
d40 |
45 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 |
71 |
80 |
90 |
100 |
|
|
|
10 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
200.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
4 |
Po, кВт |
|
6 |
8 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 3.2ж Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||||
|
поликлиновыми ремнями с десятью клиньями типа К |
|
|||||||
600.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
500.000 |
|
|
|
20 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
30 |
||
|
|
|
|
|
|
||
400.000 |
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300.000 |
|
|
10 |
|
|
125 |
140 |
|
|
|
90 |
100 |
|||
|
|
d80 |
|
112 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
200.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
100.000 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 м/с |
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
5 |
|
|
10 |
15 |
20 |
|
|
|
|
|
Po, кВт |
|
|
Рисунок 3.2з Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности |
|||||||
|
|
поликлиновыми ремнями с десятью клиньями типа Л |
|
||||
67
350.000 |
W рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
300.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
250.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
200.000 |
|
|
|
|
|
|
224 |
|
|
|
|
|
15 |
200 |
|
150.000 |
|
|
|
d180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
100.000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
50.000 |
2 м/с |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.000 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
10 |
20 |
Po, кВт |
30 |
40 |
50 |
Рисунок 3.2и Зависимость передаваемой угловой скорости и передаваемой мощности
поликлиновыми ремнями с десятью клиньями типа М
Число клиновых ремней
Z = |
Р0 |
(3.9) |
|
Рдоп |
|||
|
|
Число ремней округляется до большего целого числа. Число клиньев
поликлинового ремня
Z ³ 10 × Р0
(3.10)
Рдоп
8 Ширина шкива передачи В зависит от числа и типа ремней и определяется приближённо по формуле:
для клинового ремня |
В = 1, 25× N × в + 0, 25× в |
|
|
|
(3.11) |
||||||
где в – ширина верхней части сечения ремня, мм (по таблице 3.5); |
|
|
|||||||||
N – число клиновидных ремней. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 3.5 Ширина “в” верхней части сечения клинового ремня |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип сечения |
О |
|
А |
|
Б |
|
УО |
УА |
УБ |
||
Ширина в, мм |
10 |
|
13 |
|
17 |
|
10 |
|
13 |
17 |
|
Для поликлиновых ремней |
В = t ×(Z + 2) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
(3.12) |
||||
где t – шаг клиньев поликлинового ремня, мм (см. таблицу 3.6); |
|
|
|||||||||
Ζ –число клиньев поликлинового ремня |
Z = 2...20 . |
|
|
|
|
||||||
Таблица 3.6 Шаг “t” клиньев поликлинового ремня |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тип сечения |
|
к |
|
|
л |
|
|
|
м |
||
Шаг t, мм |
|
2,4 |
|
4,8 |
|
|
|
9,5 |
|||
68
Рисунок 3.3 Пример определения диаметра d1 ременной передачи и типа ремня
3.2Выбор элементов цепной передачи
Цепные передачи применяются для передачи вращательного движения между параллельными валами при окружных скоростях до v=12….15м/с для втулочных и роликовых цепей и до v=16….20м/с - для зубчатых цепей,
потому применяются обычно для передачи движения к валу рабочей машины после редуктора или ременной передачи. Передаваемая мощность до 100 кВт. Передаточные числа для тихоходных передач (v<2 м/с) до 10…15, для среднескоростных (2<v<6 м/c) до 6, для быстроходных (v>6 м/c) до 3. Межосевое расстояние до 6…8 м, наклон цепи к горизонту не более 75-800.
К достоинствам цепной передачи относятся:
1 Неизменность передаточного отношения;
2 Меньшие габариты по сравнению с ременными передачами;
3 Возможность передачи вращательного движения на значительное расстояние и на несколько валов одновременно.
Недостатками являются:
1 Пульсация скорости цепи и угловой скорости ведомого вала (особенно при больших скоростях и малом числе зубьев ведущей звёздочки), что вызывает дополнительные динамические нагрузки в передаче и шум; 2 Невозможность передачи движения между непараллельными валами.
69
Применяются приводные цепи трёх видов: втулочные, роликовые и зубчатые.
Втулочные цепи применяются при незначительных нагрузках в быстроходных передачах. Роликовые – более дорогие, тяжёлые, но меньше изнашиваются. Зубчатые цепи наиболее совершенны: обеспечивают более плавную работу и меньший шум; более надёжны в эксплуатации; при одном и том же шаге имеют большую тяговую способность. Рекомендуются для скоростей более 5 м/с, где требуются плавность работы и бесшумность. Однако они сложнее других цепей и дороже их.
|
|
2 |
d02 |
|
3 |
Pt |
P2 ,n2 , z2 |
b |
|
1 |
|
|
|
ц |
|
|
|
|
|
P1 , n1 , z1 |
d01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
θ |
|
|
d y |
|
|
|
|
|
|
d1 |
a |
d2 |
d p |
|
|
|
|
Рисунок 3.4 Расчетная схема цепной передачи
В условиях курсового проекта ориентируемся на наиболее применяемые роликовые цепи типа ПР. Расчётная схема цепной передачи приведена на рисунке 3.4.
Выбор элементов цепной передачи заключается: в выборе цепи, диаметра d01 и d02 звёздочек и их толщины (рисунок 3.4).
Применяем методику расчета, приведённую в [ 5].
1 Выбираем допустимое давление в шарнире в зависимости от частоты вращения ведущей звёздочки по таблице 3.7. Если частота вращения в вашем варианте окажется между значениями таблицы 3.7, то выбираем меньшее значение давления в шарнире.
Таблица 3.7 Допустимое давление в шарнирах
Частота вращения ведущей |
50 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1600 |
|
звездочки, мин-1 |
|||||||||
Среднее допустимое давление |
35 |
29 |
25 |
22 |
20 |
18 |
18 |
17 |
|
в шарнирах [Рц]ср, МПа |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 Определяем коэффициент эксплуатации передачи
кэ = к рр × к рег × кс × кθ |
(3.13) |
где крр – коэффициент режима работы по таблице 3.8; крег – коэффициент регулировки по таблице 3.9; кθ – коэффициент угла наклона по таблице 3.10; кс – коэффициент смазки по таблице 3.11.
70