СОДЕРЖАНИЕ

Задание 3

1. Расчет привода технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТу 4

2. Расчет и проверка на прочность муфты 8

3. Расчет плоскоременной передачи 11

4. Расчет призматической шпонки со скругленными торцами 16

5. Расчет цилиндрической зубчатой передачи 17

6. Расчет призматической шпонки со скругленными торцами 22

Список литературы 23

ЗАДАНИЕ

Рассчитать привод технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТу. Подобрать по ГОСТу и проверить на прочность муфту, соединяющую вал двигателя с передаточным механизмом. Рассчитать передаточные механизмы привода. По расчетам выполнить в соответствие с ГОСТами 3 листа чертежей формата А1. Первый лист – схема привода, второй лист – ведомая деталь первой передачи в двух проекциях, третий лист – ведущая деталь второй передачи в двух проекциях.

1. РАСЧЕТ ПРИВОДА

ТЕХНИЧЕСКЙ СИСТЕМЫ С ВЫБОРОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО ГОСТУ

Дано:

= 4 кВт – мощность на третьем валу привода,

ω₃ = 8.4 – угловая скорость на третьем валу.

Р₁ Т₁ ω₁ n₁

Р₂ Т₂ ω₂ n₂

Р₃ Т₃ ω₃ n₃

1. Определение требуемой мощности двигателя

, где - КПД всех передаточных механизмов, входящих в привод

Находим общий КПД по формуле: ,

где [1, т. 1.1] – КПД плоскоременной передачи;

[1, т. 1.1] – КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи;

[1, т. 1.1] – КПД двух подшипников качения.

,

.

2. Выбор электродвигателя по ГОСТу

По требуемой мощности подбираем по ГОСТу электродвигатель так, чтобы выполнялось условие: Р_дв ≥ Р_тр, где Р_тр = 4.4 кВт – требуемая мощность электродвигателя.

Тип электродвигатель 4А 132S6 [2, т. 5.1];

= 5.5 кВт – мощность электродвигателя;

= 1000 об/мин – число оборотов двигателя;

= 3.3 % - скольжение;

= 38 мм [2, т. 5.3] – диаметр вала двигателя.

3. Мощность на каждом валу привода

Для ведущего вала привода

кВт;

Для промежуточного вала привода

;

Мощность на ведомом валу

.

4. Передаточные числа привода

Общее передаточное отношение

, где - угловая частота вращения ведущего вала привода;

, где - число оборотов ведущего вала привода;

;

;

.

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода

, где - передаточное число плоскоременной передачи;

= 4 [3, с. 29] - передаточное число закрытой цилиндрической прямозубой передачи.

, что соответствует рекомендуемым значениям [3, т. 7].

5. Угловая частота вращения каждого вала привода

Для ведущего вала

;

Для промежуточного вала

;

Фактическое значение для ведомого вала привода

.

6. Число оборотов каждого вала привода

Для ведущего вала

;

Для промежуточного вала

;

Для ведомого вала

.

7. Вращающие моменты на каждом валу привода:

Для ведущего вала

;

Для промежуточного вала

;

Для ведомого вала

.

2. Расчет и проверка на прочность муфты

Кулачковая муфта с призматической шпонкой, соединяющая вал двигателя с передаточным механизмом.

1. Выбор муфты по ГОСТу по диаметру вала и по расчетному крутящему моменту

Диаметр вала двигателя – =38 мм;

K_p = 1.75 [2, т. 17.1];

;

Наружный диаметр муфты – = 170 мм [2, т. 17.5];

, не более для исполнения = 58 мм [2, т. 17.5];

= 140 мм [2, т. 17.5];

Радиальное смещение валов, не более = 1.6 мм [2, т. 17.5];

=60 мм [2, т. 17.5];

=50 мм [2, т. 17.5].

2. Расчет кулачковой муфты

Кулачки рассчитывают на смятие по удельному давлению на их поверхности:

;

;

Cила смятия – , где- средний диаметр муфты;

; – площадь, на которую действует удельное давление, где- высота кулачка;

Ширина кулачка – ;

количество кулачков – ;

;

.

Вывод: условие прочности выполняется, следовательно, кулачковая муфта рассчитана правильно.

3. Соединение муфты с валом рассчитывают на прочность

Призматическая шпонка

Сечение шпонки:

Ширина шпонки – =10 мм [2, т. 4.1];

Высота шпонки – =8 мм [2, т. 4.1];

Глубина паза/вала – =5 мм [2, т. 4.1];

Глубина паза/втулки – =3.3 мм [2, т. 4.1].

Шпонку рассчитывают на смятие:

Напряжение смятия –;

сила смятия – ;

Площадь смятия –,

где – высота выступающей части шпонки над валом;

Длина рабочей части – ;

- по ГОСТу [2, т. 4.1]

Длина муфты – ;

;

.

Вывод: условие прочности выполняется, следовательно, муфта рассчитана правильно.

3. Расчет

ПЛОСКОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Дано:

Величина	Значение
	5.5 кВт
	5.2 кВт
	54 Н·м
	148 Н·м
	101,2
	35,2
	967 об/мин
	336 об/мин
	2,878
	0°
	1

Тип ремня: хлопчатобумажный

Назначаем материал шкивов – чугун СЧ15

1.Диаметр малого (ведущего) шкива

.

По ГОСТу принимаем [1, с.120].

2.Диаметр большого шкива (ведомого): .

По ГОСТу принимаем [1, с.120].

3. Уточняем передаточное отношение

.

4. Скорость ремня

.

Величина скорости должна находится в пределах: .

5. Минимальное допускаемое отношение диаметра малого шкива к толщине ремня: [Δ]=30 [4, т.18].

Толщина ремня: .

По ГОСТу принимаем [1, т.7.1-7.3].

6. Допускаемое приведенное полезное напряжение [k] при уточненном значении , [k]=2 МПа [4, с.486].

7. Межцентровое расстояние

, .

8. Длина ремня

.

9. Угол обхвата малого шкива: ,

.

Величина должна находится в пределах:.

10. Окружная сила

.

Площадь поперечного сечения ремня: ,

где =1 – коэффициент режима работы;

Коэффициент угла обхвата малого шкива – ,

;

Коэффициент скорости ремня – ,

;

Коэффициент угла наклона ветви ремня к горизонту – =1 [5, т.19].

.

11. Ширина ремня

.

По ГОСТ принимаем =40 мм [1, с.119-120].

12. Проверочный расчет ремня на долговечность

Число пробегов ремня

;

Долговечность ремня: .

13. Конструктивные размеры ведомого шкива

Диаметр вала под шкивом

, где =25 МПа – допускаемое напряжение при кручении;

Ширина обвода шкива:

=50 мм [1, т.7.6];

Длина ступицы шкива:

, должно выполняться условие: , значит;

Выпуклость обвода шкива:

=2 мм [1, с.129];

Толщина края обода:

;

Диаметр ступицы:

, ;

Рифт:

;

Ширина спицы у основания:

, ;

Ширина спицы у обода:

;

Размер фасок принимаем в зависимости от диаметра вала :

=2.5 [2, т.14.7];

Толщина спицы у основания:

;

Толщина спицы у обода:

.