- •Часть 2
- •Введение
- •Тема 1. Общие сведения о передаточных механизмах
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Передачи
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Детали и узлы электромеханического привода
- •Методические указания.
- •Вопросы для самопроверки.
- •Тема 4. Основы стандартизации и взаимозаменяемости деталей машин
- •Методические указания.
- •Тема 5. Соединения деталей
- •Методические указания
- •Вопросы для самопроверки.
- •Задачи к контрольным заданиям
- •Задача 4
- •Решение:
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Пример:
- •Решение:
- •Задача 8
- •Схемы задания к задачам 4, 5, 6
- •Литература:
Решение:
Подбор электродвигателя
Привод состоит из электродвигателя, ременной, зубчатой и цепной передач. Определяем передаточное отношение каждой ступени.
Передаточное отношение ременной передачи:
Передаточное отношение зубчатой передачи:
Передаточное отношение цепной передачи:
Определяем общее передаточное отношение привода:
,
Определяем требуемую частоту вращения вала электродвигателя. Известно, что , тогда
(об/мин).
Определяем общий КПД привода общ:
Известно: зп=0,9...0,98 (КПД зубчатой пары), чп=0,7...0,9 (КПД червячной пары), цп=0,9...0,96 (КПД цепной пары), рп=0,9...0,95 (КПД ременной пары), mпк=0,99 (КПД одной пары подшипников качения, где m- число пар подшипников), тогда
Определяем требуемую мощность электродвигателя Nвх.
,
Из [5] выбираем электродвигатель 4А132S643,
Nдв=5,5 кВт, nдв=965об/мин.
Кинематический расчет привода
Уточняем передаточное отношение привода:
Уточняем передаточное отношение ременной передачи, принимая без изменения U3n=3, Uуn=4, тогда
Определяем частоту вращения каждого вала привода. Частота вращения ведомого вала цепной передачи (выходной вал)
n6=40об/мин.
Частота вращения ведущего вала цепной передачи:
об/мин.
Частота вращения ведомого вала зубчатой передачи:
n4 = n5 = 160 об/мин.
Частота вращения ведущего вала зубчатой передачи:
об/мин.
Частота вращения ведомого вала ременной передачи:
n2 = n3 = 480 об/мин.
Частота вращения ведущего вала ременной передачи:
об/мин.
Силовой расчет привода
Определяем вращающий момент на выходном валу привода
(Нм).
Вращающий момент на ведущем валу цепной передачи:
(Нм).
Вращающий момент на ведомом валу зубчатой передачи:
M4=M5=282 (Нм).
Вращающий момент на ведущем валу зубчатой передачи:
(Нм).
Вращающий момент на ведомом валу ременной передачи:
М2 = М3 = 98 (Нм).
Вращающий момент на ведущем валу ременной передачи:
(Нм).
Задача 5
Используя решение задачи 4, определить из условия прочности и жесткости диаметр выходного вала редуктора (см. схему к задаче 4). Принять G=8104 МПа, =70 МПа, =0,5 град/м. Построить эпюру крутящего момента.
Методические указания к решению задачи см. [3].
Задача 6
Используя найденное в задаче 5 значение диаметра выходного вала редуктора (см. схему к задаче 4), подобрать для него призматическую шпонку. Проверить шпоночное соединение на срез и смятие при ср=70 МПа, см=100 МПа. Принять: рабочую длину шпонки равной 50 мм; значение вращающего момента, действующего на вал (см. решение задачи 4), вычертить шпонку и показать схему распределения напряжений в шпоночном соединении (рис. 2).
Пример:
Вал диаметром dв=40 мм передает вращающий момент М=282Нм.
Решение:
Для данного значения диаметра вала dв=70мм подбираем по ([4],с.302) призматическую шпонку (ГОСТ 23360-78) b h=12 8 мм, t1=5 мм, длина шпонки известна l=50 мм.
Рис. 2
Определяем окружное усилие, действующее в соединении
Н,
площадь смятия мм2, тогда напряжение смятия в соединении определяется .
Прочность шпоночного соединения на смятие обеспечена, т.к. , 56,4 < 100 МПа.
Определяем площадь среза шпонки мм2
Напряжение среза в сечении
МПа
Условие прочности шпонки на срез выполняется.
т.к. , 23,5<70.