1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя icon

1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя



Название1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя
страница1/4
Дата конвертации11.07.2012
Размер0,51 Mb.
ТипДокументы
скачать >>>
  1   2   3   4

1. Кинематический расчет

1.1 Подбор электродвигателя

Определим вращающий момент и частоту вращения приводного вала из имеющегося условия привода:

nв = V / (3.1415∙Dб) = 0.65 / (3.1415∙0.25) = 0.827630113003 (об/сек) = 49.7 об/мин;

Tв = Ft ∙ Dб / 2 = 3250 ∙ 0.25 / 2= 406.25 Н∙м.

Потребляемую мощность (кВт) привода (мощность на выходе) определяют по формуле:

Pв = Tв ∙ nв ∙ 2? = 406.25 ∙ 49.7 ∙ 2 ∙ 3.1415 / (60 ∙ 1000) = 2.1 кВт.

Тогда требуемая мощность электродвигателя [1, стр. 5]

Pэ.тр = Pв/?общ,

где ?общ = ?1 ?2 ?3 ...

Здесь ?1, ?2, ?3 ... - КПД отдельных звеньев кинематической цепи, ориентировочные значения которых с учетом потерь в подшипниках можно принимать по табл. 1.1 (1, стр. 6).

Общий КПД привода

?общ = ?ч?рем?м?оп;

где ?ч - КПД червячной передачи; ?рем - КПД ременной передачи; ?м - КПД соединительной муфты; ?оп - КПД опор приводного вала.

По табл. 1.1: ?ч = 0.8; ?рем = 0.95; ?м = 0.98; ?оп = 0.99;

Тогда

?общ = 0.8∙0.95∙0.98∙0.99 = 0.74;

Требуемая мощность электродвигателя

Pэ.тр = 2.1 / 0.74 = 2.84 кВт;

Требуемая частота вращения вала электродвигателя (задана) nэ.тр = 3000 мин-1.

По табл. 24.9 [1, стр. 417] выбираем электродвигатель АИР90L2: P = 3 кВт; n = 2850 мин-1.

Отношение максимального вращающего момента к номинальному Tmax/T = 2.2.

1.2 Уточнение передаточных чисел привода

После выбора n определяют общее передаточное число привода [1, стр. 8]

Uобщ = n/nв;

Uобщ = 2850 / 49.7 = 57.34;

Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями редуктора.

Если в кинематической схеме кроме редуктора (коробки передач) имеется цепная или ременная передача, то предварительно назначенное передаточное число передачи не изменяют, принимая Uп= Uц или Uп = Uр или Uп = UцUр, а уточняют передаточное число редуктора [1, стр. 8]

Uп = Uр = 2.5 = 2.5;

Uред = Uобщ/Uп = 57.34 / 2.5 = 22.94;

1.3 Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

После определения передаточных чисел ступеней редуктора (коробки передач) вычисляют частоты вращения и вращающие моменты на валах передачи.

Если в заданной схеме отсутствует цепная передача на выходе, то частота вращения вала колеса передачи

n2 = nв = 49.7 мин-1.

Частота вращения червяка передачи

n1 = n2Uч = 49.7 ∙ 22.94 = 1140.12 мин-1.

Момент на валу колеса передачи при отсутствии цепной передачи

T2 = Tв/(?м?оп) = 406.25 / (0.98 ∙ 0.99) = 418.73 (Н∙м);

где ?оп - КПД опор червячного вала; ?м - КПД муфты.

Вращающий момент на червяке передачи

T1 = T2/ (Uч?ч) = 418.73 /(22.94 ∙ 0.8) = 22.82 (Н∙м).

где ?ч - КПД червячной передачи; Uч - передаточное число червячной передачи.

Сводная таблица с данными необходимыми для расчета редуктора:

Uред

n1, мин-1

T1, Н∙м

n2, мин-1

T2, Н∙м

22.94

1140.12

22.82

49.7

418.73

Примечание: расчетные данные могут иметь погрешность до 3% из-за округлений в расчетах.

2. Расчет червячной передачи

2.1 Выбор твердости, термической обработки и материалов червячной пары

Для червяка применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес (Табл. 1). С целью получения высоких качественных показателей передачи применяют закалку до твердости ?45HRCэ, шлифование и полирование витков червяка. [1, стр. 30] Наиболее технологичными являются эвольвентные червяки (ZI), поэтому выбираем этот тип червяка.

Термообработку - улучшение с твердостью ?350 HB применяют для передач малой мощности (до 1 кВт) и непродолжительной работы. [1, стр.30]

Для силовых перелач следует применять эвольвентные и нелинейчатые червяки.

Выбран эвольвентный тип.

Табл. 1 [1, табл. 2.1, стр. 11]

Марка стали

Термообработка

Предельные размеры заготовки, мм

Твердость зубьев

?т, МПа

Dпр

Sпр

в сердцевине

на поверхности

45

Улучшение

125

80

235-262 HB

235-262 HB

540

Улучшение

80

50

269-302 HB

269-302 HB

650

40Х

 

Улучшение

200

125

235-262 HB

235-262 HB

640

Улучшение

125

80

269-302 HB

269-302 HB

750

Улучшение и

закалка ТВЧ

 

125

 

80

 

269-302 HB

 

45-50 HRCэ

 

750

40ХН,

35ХМ

 

Улучшение

315

200

235-262 HB

235-262 HB

630

Улучшение

200

125

269-302 HB

269-302 HB

750

Улучшение и

закалка ТВЧ

 

200

 

125

 

269-302 HB

 

48-53 HRCэ

 

750

40ХНМА,

38Х2МЮА

Улучшение и

азотирование

 

125

 

80

 

269-302 HB

 

50-56 HRCэ

 

780

20Х,

20ХН2М,

18ХГТ,

12ХН3А,

25ХГМ

Улучшение,

Цементация и закалка

 

200

 

125

 

300-400 HB

 

56-63 HRCэ

 

800

Червяк.

Материал - Сталь 40ХН. Назначаем термическую обработку шестерни - улучшение и закалка ТВЧ.

Предельные размеры заготовки: Dпр = 200 мм, Sпр = 125 мм.

Твердость зубьев: в сердцевине до 302 HB, на поверхности до 53 HRCэ.

Предельное напряжение ?T = 750 МПа.

Материалы зубчатых венцов червячных колес по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения можно условно свести к трем группам (Табл. 2) [1, стр. 30]:

Группа I - оловянные бронзы; применяют при скорости скольжения Vск > 5 м/с.

Группа II - безоловянные бронзы и латуни; применяют при скорости скольжения Vск 2 - 5 м/с.

Группа III - мягкие серые чугуны; применяют при скорости скольжения Vск < 2 м/с и в ручных приводах.

Так как выбор материала для колеса связан со скоростью скольжения, то предварительно определяют ожидаемое ее значение, м/с [1, стр. 31]:



Vск = 0,45 ∙ 10-3 ∙ 49.7 ∙ 22.94 ∙ 7.48 = 3.84 м/с.

Для скорости скольжения 3.84 м/с необходимо применять материалы II группы (безоловянные бронзы и латуни).

Табл. 2 [1, табл. 2.14, стр. 31]

Группа

Материал

Способ отливки

?в, МПа

?т, МПа

 

 

I

БрО10Н1Ф1

Vск ? 25 м/с

ц

285

165

БрО10Ф1

Vск ? 12 м/с

к

п

245

215

195

135

БрО5Ц5С5

Vск ? 8 м/с

к

п

200

145

90

80

 

 

 

 

II

БрА10Ж4Н4

Vск ? 5 м/с

ц

к

700

650

460

430

БрА10ЖЗМц1,5

Vск ? 5 м/с

к

п

550

450

360

300

БрА9ЖЗЛ

Vск ? 5 м/с

ц

к

п

500

490

390

200

195

195

ЛАЖМц66-6-3-2

Vск ? 4 м/с

ц

к

п

500

450

400

330

295

260

 

III

СЧ15,

СЧ20 Vск ? 2 м/с

п

п

?ви = 320 МПа

?ви = 360 МПа

Примечание. Способы отливки: ц - центробежный, к - в кокиль, п - в песок (при единичном производстве).

Для скорости скольжения 3.84 м/с выбираем материал ЛАЖМц66-6-3-2 (в песок). ?в = 400 МПа, ?т= 260 МПа.

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений

Для II группы материала венца колеса допускаемое напряжение

[?]H = [?]H0 - 25Vск.

Здесь [?]H0 = 300 МПа для червяков с твердостью по поверхности витков ?45HRCэ; [?]H0 = 250 МПа для червяков при твердости ?350 HB. [1, стр. 32]

Для выбранного материала червяка (Сталь 40ХН) твердость поверхности витков равна 53 HRCэ, поэтому принимаем

[?]H0 = 300 HB;

[?]H = 300 - 25∙3.84 = 204 МПа.

2.3 Определение допускаемых напряжений изгиба

Допускаемые напряжения изгиба вычисляют для материала зубьев червячного колеса [1, стр. 32]:

[?]F = KFL[?]F0.

Коэффициент долговечности



Здесь NFE = KFENk - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи. Если NFE < 106, то принимаем NFE = 106. Если NFE > 25∙107, то принимаем NFE= 25∙107.

Значени коэффициентов KFE эквивалентности для типовых режимов нагружения приведены в табл. 2.

Исходное допускаемое напряжение [?]F0 изгиба для материалов:

группа I и II ...................  

[?]F0 = 0,25[?]т + 0,08[?]в;

группа III ......................  

F0 = 0,22[?]ви.

Для рассчитываемого редутора:

0 - постоянный режим нагружения;

KFE = 1;

Nk = 60 ∙ 49.7 ∙ 12001.2 = 35787578.4;

NFE = 35787578.4;

KFL = 0.67;

[?]F0 = 0,25 ∙ 260 + 0,08[?] ∙ 400 = 97 МПа.

2.4 Определение допускаемых напряжений при максимальной пиковой нагрузке

группа I...................  

[?]Hmax = 4[?]т;

[?]Fmax = 0,8[?]т;

группа II ......................  

[?]Hmax = 2[?]т;

[?]Fmax = 0,8[?]т;

группа III ......................  

[?]Hmax = 1,65[?]ви;

[?]Fmax = 0,75[?]ви.

[?]Hmax = 2∙260 = 520 МПа;

[?]Fmax = 0,8∙260 = 208 МПа;

2.5 Проектный расчет

2.5.1 Межосевое расстояние



где Ka = 610 для эвольвентных, архимедовых и конволютных червяков; Ka = 530 для нелинейчатых червяков; KH? - коэффициент концентрации нагрузки; при постоянном реиме нагружения KH? = 1; при переменном

KH? = 0,5 (K0H? + 1).

Используем:

KH? = 1;

Ka = 610.

Расчетное значение межосевого расстояния:

aw = 132 мм.

Полученное расчетом межосевое расстояние округляют в большую сторону: для стандартной червячной пары - до стандартного числа из ряда (мм): 80, 100, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280; для нестандартной до числа из ряда Ra40. [1, стр. 33]

Округленное значение aw до числа из ряда Ra40:

aw = 140 мм.

2.5.2 Основные параметры передачи

Число зубьев колеса

z2 = z1∙u = 2 ∙ 22.94 ? 46.

Предварительные значения [1, стр. 33]:

модуля передачи

m = (1,4...1,7)aw/z2;

m = 1.6 ∙ 140 / 46 = 4.87 мм.

коэффициента диаметра червяка

q = 2aw/m - z2.

В формулу для q подставляют ближайшее к расчетному стандартное значение m:

m, мм ...... 
q ..........

2.5;   3.15;   4;   5;   
8; 10; 12.5; 16; 20;

6.3;   8;   10;   12.5;   
8; 10; 12.5; 14; 16; 20;

16;   
8; 10; 12.5; 16;

выбранное значение модуля

m = 5 мм.

q = 2∙140 / 5 - 46 = 10.

Полученное значение q округляют до ближайшего стандартного. Минимально допустимое значение q из учловия жесткости червяка qmin = 0,212 ∙ z2 = 0,212 ∙ 46 = 9.75.

Выбираем q = 10.

Коэффициент смещения

x = aw/m - 0,5(z2 + q);

x = 140/5 - 0,5(46 + 10) = 0;

Если по расчету коэффициент смещения |x| > 1, то изменяют aw, m, z2 или q [1, стр. 33].

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре ? = arctg[z1/q] = arctg[2/10] = 0.2 = 11.31o;

на начальном цилиндре ?w = arctg[z1/(q+2x)] = arctg[2/(10+2∙0)] = 0.2 = 11.31o.

Фактическое передаточное число

uф = z2/z1;

uф = 46/2 = 23.

Отклонение от номинального передаточного числа

? = (u - uф)/u = -0.26 %.

Полученное значение uф не должно отличаться от заданного более чем на 5%. [1, стр. 34]

2.5.3 Размеры червяка и колеса



Рис. 1 [1, стр. 34]

Диаметр делительный червяка

d1 = qm;

d1 = 10 ∙ 5 = 50 мм;

диаметр вершин витков

da1 = d1 + 2m;

da1 = 50 + 2∙5 = 60 мм;

диаметр впадин

df1 = d1 - 2,4m;

df1 = 50 - 2.4∙5 = 38 мм.

Длина b1 нарезанной части червяка при коэффициенте x ? 0 [1, стр. 34]

b1 = (10 + 5,5|x| + z1)m;

b1 = (10 + 5,5∙0 + 2)∙5 = 60 мм.

При положительном коэффициенте смещения (x>0) червяк должен быть несколько короче. В этом случае размер b1 уменьшают на величину (70+60x)m/z2. [1, стр. 34]

Для фрезеруемых и флифуемых червяков полученную расчетом длину b1 увеличивают: при m<10 мм - на 25 мм; при m = 10-16 мм - на 35-40 мм.

Увеличиваем b1 на 25 мм:

b1 = 60 + 25 = 85.

Во всех случаях значение b1 затем округляют в ближайшую сторону до числа из ряда Ra40. [1, стр. 34]

Принимаем

b1 = 85 мм.

Диаметр делительный колеса

d2 = z2m = 46 ∙ 5 = 230 мм;

диаметры вершин зубьев

da2 = d2 + 2m(1 + x) =

= 230 + 2 ∙ 5 ∙ (1 + 0) = 240 мм;

диаметр впадин

df2 = d2 - 2m(1,2 - x) =

= 230 - 2 ∙ 5 ∙ (1.2 - 0) = 218 мм;

диаметр колеса наибольший

daM2 ? da2 + 6m/(z1 + k),

где k=2 для передач с эвольвентным червяком; k=4 для передач, нелинейчатую поверхность которых образуют тором. [1, стр. 34]

daM2 ? 240 + 6 ∙ 5/(2+2) = 247.5 мм.

Ширина венца b2 = ?aaw, где ?a = 0,355 при z1 = 1 и 2; ?a = 0,315 при z1 = 4. [1, стр. 34]

b2 = 0.355 ∙ 140 ? 50 мм.

  1   2   3   4




Нажми чтобы узнать.

Похожие:

1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconI. Кинематический расчет и выбор электродвигателя
Выбираем электродвигатель с частотой вращения 1000 об/мин 4А112МА6У с параметрами Рдв = 3 кВт и скольжением 4,7 %
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconПояснительная записка содержит: 5 рис., 4 источника, 22 стр
Цель работы: произвести кинематический анализ и расчёт станка 1П 365, расчёт метчика и расчёт призматического фасонного резца
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconРасчет и проектирование коробки скоростей к операционному токарному станку
Кинематический расчёт Выбор электродвигателяТ = 9550 р/п Расчётная мощность на выходеРвых = [pic]Рэл’ = [pic]побщ = п2оп( п2прпобщ...
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconПриложение №4 к приказу ректора №52/од от «10» 07 2007 г. Календарный план выполнения курсового проекта (работы) по дисциплине «Механика. Прикладная механика»
Выбор электродвигателя и энергокинематический расчет электромеханического привода технологической установки, машины или аппарата...
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя icon?1 передаточное число u. Работа двухсменная. P1-12 kBт ?1
Рассчитать клиноременную передачу от электродвигателя к редуктору привода конвейера (рисунок 1). Мощность электродвигателя Р1 угловая...
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconИндивидуальные домашние задания
Расчет балок на прочность при изгибе и подбор стандартных прокатных профилей, обеспечивающих прочность при заданном нагружении
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconДокументи
1. /Кинематический и силовой расчет привода.txt
2. /Курсовой...

1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconКинематический и силовой расчёт привода
Где[pic]=1,7- эффективный коэффициент концентрации напряжений на шпоночномучастке вала /1,с. 326 табл. 16. 5/[pic][pic]- амплитуда...
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconПодбор цвета
Подбор рецептур цвета проведён на цементах производства ОАО «Горнозаводскцемент», ООО «Топкинский цемент» ипигментов производства...
1. Кинематический расчет 1 Подбор электродвигателя iconРейтинг – план по дисциплине "турбомашины аэс"
Расчет 2-й,прибли. Расчет пром ст, расчет послед ступ., опр. Показателей раб тубины
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы