Расчетно-графическая работа №11

"Кинематический и силовой расчет многоступенчатой передачи"

Цель работы: знать кинематические и силовые соотношения в передаточных механизмах, формулы для расчета передаточного отношения и коэффициента полезного действия многоступенчатой передачи.

Теоретическое обоснование.

Требуемая мощность рабочей машины определяется:

(кВт)

где F – тяговая сила (кН)

- линейная скорость (

- общий коэффициент полезного действия (КПД) привода

,

здесь - КПД отдельных звеньев кинематической цепи, (П., т. 1)

После определения требуемой мощности нужно определить требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

,

где - частота вращения вала на выходе ( ),

- передаточное число привода; намечают ориентировочно значения передаточных отношений передач. Намеченные передаточные отношения уточняются в соответствии с указаниями (для зубчатых передач 2-6, червячных 8-80, цепных 3-6, ременных 2-4) и по ГОСТ 2185-66 (П., т. 2)

В машиностроении большинство машин приводят в движение от трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Это разновидность электродвигателей отличается простотой конструкции и обслуживания, надежностью в эксплуатации, сравнительно низкой стоимостью, непосредственное включение в трехфазную сеть переменного тока. По каталогу (П., т.3) выбирается электродвигатель. При этом надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 ) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 ) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

При расчете привода часто используют следующие зависимости между различными параметрами:

выражение угловой скорости ,

выражение вращающего момента или

связь между моментами

передаточное отношение

Задание

Произвести кинематический расчет многоступенчатого привода

вариант А	вариант В

Схема привода задается.

Примечание: расчетно-графическая работа по разделу "Детали машин" включает выполнение трех взаимосвязанных задач, т.е. условия каждой последующей задачи вытекает из решения предыдущих.

1Д
2Д

№ вар	№ схемы	F кН	м/с	D мм	P кВт	мин-1	№ вар	№ схемы	F кН	м/с	D мм	P кВт	мин-1
тип задания	А	B	тип задания	А	B
		1,5	1,3		4,6				1,2	1,5		4,9
		5,8	0,5		4,6				3,8	0,8		6,3
			1,1		3,2				1,2	1,4		3,3
		2,8	1,2						1,6	0,9		3,2
			0,5		6,1				2,2	0,4		4,6
		1,2	1,6		4,6				1,6			1,8
		1,8			2,4				1,6	0,8		4,4
		8,4	1,6		4,6					1,2		2,5
		5,7	0,9		3,6				1,7	1,1		2,3
		3,4	0,6						3,2	0,6		4,6
		1,7	1,1		1,8				1,8	1,1		4,5
		1,6			4,5				2,2	0,9		3,4
		4,6	0,8		4,6					1,4		3,2
		1,4	0,9		4,5					0,9		4,6
		2,5	1,8		3,4							3,6
		0,8	1,2		4,3				1,8	1,1		2,6
		3,4	1,3		1,9				1,3	0,9		3,4
		2,6	1,8		3,2							1,8
		1,7	0,9		3,3				3,9	1,8		4,5
		3,2			2,5				3,1	1,2		6,4
		1,6	0,7		2,5				3,2	1,4
		1,1	1,5		4,6				1,9	1,2		3,3
		1,9	1,4		1,7				1,3	1,7		1,8
		1,4	1,2		1,7				1,6	1,5		6,3
		5,5	0,8		6,2				3,7			4,5

№ вар	№ схемы	F кН	м/с	D мм	P кВт	мин-1	№ вар	№ схемы	F кН	м/с	D мм	P кВт	мин-1
тип задания	А	B	тип задания	А	B
			1,1		3,5				5,1	0,9		4,4
		1,2	0,8		1,7					1,1		4,6
		1,3			4,3				1,5	1,5		3,3
		1,6	1,2		4,5				1,4	1,3		1,8
		2,2	1,1		6,3				1,6	1,1		2,5
		3,5	0,9		3,5							6,4
		1,8	1,4		4,5				1,9	1,8		2,5
			0,9		2,5				2,8	0,9		2,6
		1,1	1,3		3,5				1,3	1,1		3,4
			1,8		3,4				1,9	0,8		1,9
			0,9		4,4				3,9	1,9		1,9
		0,9	1,4						2,8	2,5		2,5
		3,3	0,9		4,5				4,2	0,8
		1,7	1,1		2,5				3,1	0,9		4,6
		0,9	1,2		1,7				1,8	1,2		6,4
		3,2	0,8		4,4				3,3	1,6		3,3
		1,6	1,6		1,8				1,4	1,2		4,6
		1,1			6,4				3,6	0,9		4,4
		1,6	1,2		1,9				1,9			3,4
		2,9	0,8		3,2				1,9	1,2		3,4
		1,7			4,7				1,4	1,		3,5
		3,6			6,1				2,1	0,8		4,6
		4,1	0,9		5,5				4,2	0,9		2,4
		1,2	1,2		2,4				4,6			4,9
		1,8			6,7				1,4	1,3		3,4

Пример выполнения

Задача.

Произвести кинематический расчет многоступенчатого привода, если

,

Решение

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

где – требуемая мощность на барабане транспортерной ленты,

- общий кпд, учитывающий потери в кинематических парах,

(П., т.1)

– кпд ременной передачи

= 0,95

– кпд подшипников качения (таб.1)

= 0,99

- кпд редуктора (таб.1)

= 0,97

- кпд муфты (таб.1)

= 0,98

Итак:

Определяем требуемое число оборотов.

где – частота вращения барабана

передаточные числа соответственно ременной передачи и редуктора (рекомендация Чернавского и ГОСТ; П., т.2)

По полученным оборотам и мощности, исходя из условия работы, согласно кинематической схемы выбираем асинхронный электродвигатель. (П., табл.3)

4А132М8УЗ S = 4,1%

=5,5 кВт

Передаточное число приводов определяется :

С другой стороны:

Задаемся (рекомендация Чернавского и ГОСТ; П., т.2) передаточным числом редуктора

Тогда:

Что соответствует рекомендациям Чернавского (П., т.2)

Определяем мощность, число оборотов, угловую скорость и вращательный момент на каждом валу.

Вал 1.

= = 5,5кВт

= = 719,25 мин^-1

рад/с

Нм

Вал 2.

кВт

мин^-1

рад/с

Нм

Вал 3 - ведущий вал

кВт

мин^-1

рад/с

Нм

Вал 4 – ведомый вал

кВт

мин^-1

рад/с

Нм

Вал 5.

кВт

мин^-1

рад/с

Нм

Контрольные вопросы.

1. Чем вызвана необходимость введения передачи как промежуточного звена между двигателем и рабочими элементами машин?

2. Что такое передаточное число?

3. Как определяется передаточное число для многоступенчатого привода?

4. Что происходит с нагруженностью деталей по мере удаления от двигателя по силовому потоку в понижающих передачах?

5. Как изменяются при переходе от ведущего к ведомому валу такие характеристики передачи, как мощность, вращающий момент, число оборотов и частота вращения?

ПРИЛОЖЕНИЕ