Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" icon

Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"




НазваМетодичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"
Сторінка2/13
Дата26.05.2013
Розмір2.71 Mb.
ТипМетодичні вказівки
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Приклад 2 Визначити силові й кінематичні параметри привода на рис.2 за такими вихідними даними:

  • зусилля на барабані (стрічці транспортера) Fc = 10,5 кН;

  • швидкість руху стрічки Vл = 0,8 м/с;

  • діаметр барабана D6ap = 400 мм.



Рисунок 2

Вихідна потужність на робочому органі привода при поступальному русі розраховуємо за формулою

Pвих( Рбар ) = Fc ∙ Vл = 10500 0,8 = 8400 Вт.

Визначаємо кутову швидкість обертання барабана стрічкового транспортера

.

Тоді частота обертання барабана транспортера

.

Потрібна потужність двигуна привода розраховується за формулою



де пр - загальний коефіцієнт корисної дії привода.

Для заданої схеми привода

пр = р.п ∙ п.к4 ∙з.п2∙ ц.п ,

де р.п - коефіцієнт корисної дії плоскопасової передачі. З табл. 1 візьмемо р.п= 0,95;

п.к - коефіцієнт корисної дії пари підшипників кочення. З табл. 1 візьмемо п.к= 0,99. Привод нараховує 4 пари таких підшипників;

з.п- коефіцієнт корисної дії зубчастої передачі. З табл. 1 з.п = 0,97. Привод нараховує 2 циліндричних зубчастих передачі;

ц.п - коефіцієнт корисної дії ланцюгової передачі. З табл. 1 беремо ц.п =0,94.

Тоді пр = 0,95 0,994 0,972 0,94 = 0,807,

а необхідна потужність електродвигуна привода

Рдв = 8400 / 0,807 =10408,9 Вт = 10,41 кВт.

З табл. 2 підбираємо двигун:

тип-4А132М2УЗ; Рдв=11,0 кВт; nдв =2900 хв-1.

Визначаємо загальне передаточне число привода:



Це передаточне число може бути реалізоване пасовою передачею, двома зубчастими передачами і ланцюговою передачею.

При послідовній схемі передачі навантаження в приводі загальне передаточне число дорівнює:

Uпр = Uр.п∙UI ∙ UII ∙ Uц.п ,

де Uр.п- передаточне число плоскопасової передачі;

UІ - передаточне число І ступеня редуктора (швидкохідного ступеня);

UІІ - передаточне число II ступеня редуктора (тихохідного ступеня);

Uц.п - передаточне число ланцюгової передачі. Ця передача також є тихохідною.

Передаточні числа зубчастих передач редукторів (закриті передачі) стандартизовані. Як правило, UІ >UІІ.

Візьмемо з табл. 3 , UІ = 3,55; UІІ = 3,15.

Тоді

Припустимо, що передаточне число плоскопасової передачі дорівнює 2,0, тобто Up.п =2,0.

Тоді передаточне число ланцюгової передачі



Це значення Uц.п знаходиться в рекомендованих табл. 3.

Визначаємо частоти і кутові швидкості обертання валів привода.

^ Вал електродвигуна

пдв=2900 хв-1 ;

.

Вхідний вал редуктора



Проміжний вал редуктора

.

Вихідний вал редуктора

, .

Вал барабана транспортера

, .

Близький збіг отриманих розрахункових даних пбар і бар з вихідними даними свідчить про правильність виконаних кінематичних розрахунків параметрів привода.

Визначаємо крутні моменти на валах приводу.

^ Вал електродвигуна

.

Значення Tдв необхідно для розрахунку пасової передачі.

^ Вхідний вал редуктора

Між валом електродвигуна і вхідним валом редуктора знаходиться пасова передача з передаточним числом Up.п.=2,0 і коефіцієнтом корисної дії р.п =0,95.

Тому з урахуванням втрат на тертя в підшипниках кочення цього вала (.п.к=0,99):

T1 = Tдв ∙Up.п р.п ∙ .п.к = 34,29 ∙2,0 0,95 0,99 = 64,50 Нм.

Значення Т1 використовується при розрахунках швидкохідної зубчастої передачі.

^ Проміжний вал редуктора

Цей вал зв'язаний із вхідним валом за допомогою зубчастої передачі з передаточним числом U1 =3,55 і з.п.=0,97. З урахуванням втрат у підшипниках кочення:

T2 = T1 ∙UІ∙ з.п ∙ п.к = 64,53,550,970,99 = 219,88 Нм.

Значення Т2 використовується для розрахунку другого ступеня редуктора.

Вихідний вал редуктора

У цьому випадку

T3=T2∙UІІ з.п∙п.к= 219,883,15∙0,970,99 = 665,12 Нм.

Значення крутного моменту Т3 необхідно для розрахунку ланцюгової передачі.

^ Вал робочого органа (вал барабана)

Вихідний вал барабана пов'язаний з валом робочого органа ланцюговою передачею Uц.п =3,39.Тоді

Твихбар)=Т3∙Uц.п∙ц.п∙.п.к = 665,12∙3,390,940,99=2098,3 Нм.
Тоді Рвихбар)= Тбар ∙ ωбар = 2098,3 ∙ 4,0 = 8393,2 Вт.

Близький збіг отриманих значень Рвих на початковій і кінцевій фазах розрахунків свідчить про правильність виконаних розрахунків силових параметрів привода.


Приклад 3 Визначити силові й кінематичні параметри привода на рис.3 за такими вихідними даними:

  • крутний момент на валу робочого органа, Твих=2,8 кН∙м;

  • потужність на валу допоміжного органа, РІІ = 2,0 кВт;

частота обертання вала робочого органа, пвихІ = 20 хв-1.

У цьому приводі спостерігається відбирання потужності з проміжного вала редуктора, що накладає особливості на визначення потрібної потужності двигуна та крутних моментів на валах привода.



Рисунок 3

Потрібна потужність електродвигуна привода визначається за формулою



де РвихІ - розрахункова потужність на валу робочого органа;

РІІ - задана потужність на допоміжному органі;

прІ - коефіцієнт корисної дії ланок потоку потужності до робочого органа;

прІІ - коефіцієнт корисної дії ланок потоку потужності до допоміжного органа.

Потужність на валу робочого органа

РвихІ = ТвихІ ωвихІ = 2800 ∙ 2,093 = 5860,4 Вт,

де .

Потужність допоміжного органа РІІ = 2,0 кВт - згідно із завданням.

Коефіцієнт корисної дії ланок потоку потужності до робочого органа згідно зі схемою привода

прІ = р.п ∙ п.к4 ∙з.п2∙ ц.п .

Візьмемо з табл. 1:

р.п = 0,94 - коефіцієнт корисної дії клинопасової передачі;

п.к = 0,99- коефіцієнт корисної дії пари підшипників кочення;

з.п = 0,97- коефіцієнт корисної дії закритої зубчастої передачі;

ц.п = 0,93 - коефіцієнт корисної дії відкритої ланцюгової передачі.

Тоді прІ = 0,94 ∙ 0,994 0,972 ∙ 0,93 = 0,790.

Коефіцієнт корисної дії ланок потоку потужності до допоміжного органа

прІІ = р.п ∙ п.к3 ∙з.п ∙ з.від

Приймаємо з таблиці 1.

р.п = 0,94 - коефіцієнт корисної дії клинопасової передачі;

п.к = 0,99- коефіцієнт корисної дії пари підшипників кочення;

з.п = 0,97- коефіцієнт корисної дії закритої зубчастої передачі;

з.від= 0,93 - коефіцієнт корисної дії відкритої циліндричної зубчатої передачі.

Тоді прІІ = 0,94 ∙ 0,993 ∙ 0,97 ∙ 0,93 = 0,823.

Потрібна потужність електродвигуна



З табл. 2 підбираємо електродвигун:

тип-4А132142УЗ; Рдв=11,0кВт; пдв =2900 хв-1.

Знаходимо загальне передаточне число привода UпрІ для першого потоку потужності:



Згідно зі схемою привода це передаточне число при послідовному з’єднанні механізмів

UпрІ = Uр.п∙ UІ ∙ UІІ ∙ Uц.п ,

де U р.п - передаточне число клинопасової передачі. Для передач такого типу Umax = 6,0. Візьмемо Uр.п = 3,0;

UІ - передаточне число І ступеня редуктора. З таблиці візьмемо UІ =4,0;

U ІІ- передаточне число II ступеня редуктора. Оскільки UІ>UІІ, беремо U ІІ= 3,55;

Uц.п - передаточне число ланцюгової передачі.

При відомих U р.п , UІ , U ІІ



що є прийнятним для ланцюгових передач із невисокою швидкістю руху ланцюга.

Тоді загальне передаточне число другого потоку потужності

.

У даному випадку значення пвихІІ у завданні не вказане. В цьому разі потрібно задатися частотою обертання пвихІІ або передаточним Uз.оm відкритої зубчастої передачі.

Візьмемо Uз.від =2,1 (значення Uз.від не стандартизовані). Тоді згідно зі схемою привода

UпрІІ = Uр.п∙ UІ∙ UІІ ∙ Uц.п ∙ Uз.від = 3,04,03,552,1 =89,46.

Визначаємо частоти і кутові швидкості обертання валів привода.

Вал двигуна

.

^ Вхідний вал редуктора (швидкохідний вал редуктора)

.

Проміжний вал редуктора

.

^ Вихідний вал редуктора

.

Вал робочого органа І потоку потужності

.

Збіг значення nвихІ із заданим (nвихІ =20 хв-1) свідчить про правильність виконаних кінематичних розрахунків привода.

^ Вал шестерні відкритої зубчастої передачі

пш = п2 = 245 хв-1, ωш = 25,64 рад/с.

Вал зубчастого колеса (вал допоміжного робочого органа)

.

^ Крутні моменти на валах привода

Вал двигуна

.

Вхідний вал редуктора

.

^ Проміжний вал редуктора

.

або іншим методом:

T2 = T1 ∙UІ ∙ з.п ∙ .п.к = 89,37 ∙ 4,0 ∙ 0,97 ∙ 0,99 = 343,28 Н∙м.

На ділянці розташування шестерні на проміжному валу редуктора потужність ділиться на два потоки.

Тому крутний момент на валу шестерні II ступеня редуктора, який передається далі на колесо цього ступеня:

,

де T2ІІ- крутний момент, що передається на шестерню відкритої зубчастої передачі з проміжного вала:

.

У цій формулі

- крутний момент на валу допоміжного робочого органа;

- крутний момент на валу шестерні відкритої зубчастої передачі.

З урахуванням втрат

.

Тоді T2І = T2 - T2ІІ =343,28-84,79 = 258,49 Н∙м.

Крутний момент T2І є номінальним крутним моментом на шестерні ТІном при розрахунку II ступеня редуктора.

^ Вихідний вал редуктора

T3 = T2І∙UІІ∙ ∙ з.п ∙ .п.к = 258,49 3,55 0,97 0,99 = 881,21 Нм.

Вал робочого органа

TвихІ = T3∙Uц.п ∙ ц.п ∙ п.к = 881,21 3,45 ∙ 0,93 0,99 = 2799,1 Нм.

Близький збіг крутного моменту TвихІ = 2799,1 Нм з крутним моментом із завдання (TвихІ = 2,8 кНм) свідчить про правильність виконаних кінематичних і силових розрахунків привода.

Крутний момент на валу колеса відкритої зубчастої передачі, який є номінальним моментом Т2ном при розрахунку відкритої зубчастої передачі:

TвихІІ = T2ІІ ∙Uз.від∙ з.від ∙ п.к = 84,791∙2,1 ∙ 0,93 ∙ 0,99 =163,94 Нм.

У цьому випадку

РІІ = ТвихІІ ∙ωвихІІ = 163,94 ∙ 12,2 = 2000 Вт =2,0 кВт,

що також свідчить про правильність виконання кінематичних і силових розрахунків привода.


Приклад 4 Визначити силові й кінематичні параметри привода на рис. 4 за такими вихідними даними:

  • крутний момент на валу основного робочого органа, ТвхІ =1,9кН∙м;

  • крутний момент на валу допоміжного органа, ТвихІІ = 0,5 кН∙м;

  • частота обертання вала робочого органа, пвихІ = 25 хв-1;

  • частота обертання вала допоміжного органа, пвихІІ = 50 хв-1.




Рисунок 4

Потрібну потужність електродвигуна привода знаходимо за формулою



де PвихІ - потужність на валу основного робочого органа, кВт;

РвихІІ - потужність на валу допоміжного органа, кВт;

І- коефіцієнт корисної дії ланок привода потоку потужності до вала основного робочого органа;

ІІ - коефіцієнт корисної дії ланок привода потоку потужності до вала допоміжного органа.

PвихІвихІ ∙ωвихІ = 1900 ∙ 2,62 = 4978 Вт =4,98 кВт,

де - кутова швидкість обертання вала основного робочого органа.

PвихІІвихІІ ∙ωвихІІ= 500 ∙ 5,23 = 2615 Вт =2,61 кВт,

де .

Коефіцієнт корисної дії ланок привода потоку потужності до основного робочого органа привода відповідно до схеми привода знаходимо за залежністю

І = р.п ∙ п.к3 ∙ч.п ∙ ц.п ,

де р.п - коефіцієнт корисної дії плоскопасової передачі. З табл.1 беремо р.п=0,95;

п.к.- коефіцієнт корисної дії пари підшипників кочення. З табл. 1 візьмемо п.к=0,99;

ч.п- коефіцієнт корисної дії черв'ячної передачі. За відсутності даних про передаточне число черв'ячної передачі з табл. 1 попередньо візьмемо ч.п= 0,8;

ц.п- коефіцієнт корисної дії ланцюгової передачі. З табл. 1 беремо ц.п =0,94.

Тоді І =0,95 ∙ 0,993 ∙ 0,8 ∙ 0,94 = 0,693.

Коефіцієнт корисної дії ланок привода до допоміжного робочого органа

ІІ = р.п ∙ п.к3 ∙ч.п ∙ з.від ,

де з.від - коефіцієнт корисної дії відкритої конічної зубчастої передачі. З табл. 1 знаходимо з.від =0,92.

Тоді ІІ = 0,95 ∙ 0,993 ∙ 0,8 ∙ 0,92 = 0,678.

Потрібна потужність електродвигуна привода



З табл. 2 підбираємо електродвигун:

тип-4А132М2УЗ; Рдв =11,0 кВт; пдв =2900 хв-1.

Визначаємо загальне передаточне число привода за І-м потоком потужності:



З іншого боку, це передаточне число відповідно до схеми привода дорівнює

UпрІ = Uр.п∙ Uч.п ∙ Uц.п ,

де Uр.п - передаточне число плоскопасової передачі. З табл. 3 беремо Uр.п =2,0;

Uч.п - передаточне число черв'ячної передачі. З табл. 3 візьмемо Uч.п=25,0;

Uц.п - передаточне число ланцюгової передачі.



Передаточне число привода за II-м потоком потужності становить:

.

Згідно зі схемою привода

UпрІІ = Uр.п∙ Uч.п ∙ Uз.від ,

де Uз.від - передаточне число зубчастої відкритої передачі.

Тоді

Знаходимо частоти і кутові швидкості обертання валів привода.

Вал двигуна

.

Вхідний вал редуктора (вал черв'яка)

.

Вихідний вал редуктора (вал черв'ячного колеса)



Вал основного робочого органа



^ Вал допоміжного робочого органа



Близький збіг значень пвихІ і пвихІІ із заданими свідчить про правильність виконаних кінематичних розрахунків.

Крутні моменти на валах привода.

^ Вал двигуна



Вхідний вал редуктора (вал черв'яка):

T1 = Tдв ∙Uр.п ∙ р.п ∙ п.к = 36,37 ∙ 2,0∙0,95 ∙ 0,99 = 68,41 Н∙м.

Сумарний момент на вихідному валу редуктора (валу черв'ячного колеса)

T2 = T1∙Uч.п ∙ ч.п ∙ п.к = 68,41 ∙ 25 ∙ 0,8 ∙ 0,99 = 1354,56 Н∙м.

Крутний момент Т2 діє посередині вала черв'ячного колеса, розходячись двома потоками на основний робочий орган і допоміжний робочий орган.

Момент Т2, на частині вала черв'ячного колеса І потоку потужності становить:



Момент Т2ІІ на частині вала черв'ячного колеса II потоку потужності



Тоді Т = Т2І + Т2ІІ = 880,04 + 473,25 = 1353,3 Н∙м.

Близький збіг значення Т =1353,3 Н∙м із знайденим раніше значенням Т2=1354,56 Нм є проміжним свідченням правильності виконання силового розрахунку привода.

^ Момент на валу основного робочого органа

TвихІ = T2І ∙Uц.п∙ц.п ∙.п.к=880,4∙2,32∙0,94∙0,99=1899,99=1900Н∙м.

Момент на валу допоміжного робочого органа

TвихІІ = T2ІІ ∙Uз.від∙ ∙ з.від ∙ п.к = 473,25∙1,16 ∙ 0,92 ∙ 0,99 = 500 Н∙м.

Збіг значень TвихІ і TвихІІ, отриманих розрахунком, з даного завдання ще раз підтверджують правильність виконаних кінематичних та силового розрахунків привода.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Схожі:

Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до розрахунку валів І підшипників у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин І основи конструювання"
Методичні вказівки до розрахунку валів і підшипників у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин І основи конструювання"
Методичні вказівки до розрахунку циліндричних зубчастих передач у курсових проектах з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання"...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки та завдання до курсового проекту, питання для самоконтролю з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та "Деталі машин і підйомно-транспортні
Методичні вказівки та завдання до курсового проекту, питання для самоконтролю з дисциплін "Деталі машин і основи конструювання" та...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до курсового проектування з курсу „ деталі машин І основи проектування
Методичні вказівки до курсового проектування з курсу „Деталі машин і основи проектвання” /Укладач Ю. М. Вертепов. Суми: Вид-во СумДУ,...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconДеталі машин І основи конструювання” V семестр Змістовні модулі учбового курсу 1 змістовний модуль. Тема
Тема: Теорія розрахунку зубчастих зачеплень та основних видів механічних передач
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Деталі машин» для студентів напрямів
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Деталі машин» для студентів напрямів 050702 – електромеханiка,...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні вказівки до виконання розрахунку на поем параметрів режиму різання
Методичні вказівки до виконання розрахунку на поем параметрів режиму різання при напівчистовому та чистовому точінні/Укладач Д. В....
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconСхідноукраїнський національний університет
Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання» відбудеться на базі Східноукраїнського...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconПрограма олімпіади
Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання» відбудеться на базі Східноукраїнського...
Методичні вказівки до розрахунку силових і кінематичних параметрів приводів у курсовому проектуванні з дисциплін \"Деталі машин і основи конструювання\" iconМетодичні матеріали до проведення II етапу Всеукраїнської студентської олімпіади з навчальної дисципліни «Деталі машин та основи конструювання»
Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Перед проведенням кожного туру оголошується максимальна кількість...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи