курсовой проект механика
.pdfТаблица 7.14
Расчет цепной передачи
Определяемые величины |
|
|
|
|
|
|
|
Шаг цепи, мм |
Приме- |
|||||||||||||||||
и расчетные уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
19,05 |
25,4 |
чание |
|||||||||||||||
Разрешающая нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31800 |
56700 |
|
|||
Ширина внутреннего звена B, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17,75 |
22,61 |
|
||||||||||||||
Диаметр валика d, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,96 |
7,95 |
|
|||
Масса 1 м цепи q, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
2,6 |
|
||
Проекция опорной поверхности шарнира |
|
|
|
106 |
180 |
|
||||||||||||||||||||
A = B d, мм2 (табл. 7.15) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Средняя скорость цепи |
z t n |
, м/с |
|
|
|
|
1,143 |
1,524 |
|
|||||||||||||||||
6 104 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Число звеньев цепи или длина цепи, выражен- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
2a |
|
z |
1 |
z |
2 |
|
|
|
z |
2 |
z |
2 |
|
t |
132 |
130 |
|
|||||||
ная в шагах: L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
t |
t |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
a |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Межосевое расстояние оптимальное a = 40t |
|
|
762 |
1016 |
|
|||||||||||||||||||||
Допустимая частота вращения меньшей звез- |
1525 |
1275 |
Условие |
|||||||||||||||||||||||
дочки (табл. 7.16) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n < [n] вып |
|
Число ударов цепи |
|
4z1 n2 |
|
, [ν] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условие |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
30 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
60Lt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≤ [ ] вып |
|||||
по табл. 7.17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окружная сила Ft |
P 103 |
, Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3702 |
2776 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Давление в шарнирах цепи |
p |
Ft kэ |
, МПа, |
34,92 |
15,42 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цепь шага t = 19,05 мм непригодна, т. к. p = |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
= 34,92 > [p] = 32,02 (табл. 7.12). Дальнейшие |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
расчеты выполняем для цепи шага t = 25,4 мм |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Натяжение цепи от центробежных сил Sυ = qυ2, Н |
|
6,04 |
|
|||||||||||||||||||||||
Натяжение |
от |
провисания |
цепи |
|
Sθ = |
|
|
|
||||||||||||||||||
= Kf · q · g · a, |
Н, |
где Kf |
– коэффициент, |
зави- |
|
|
|
|||||||||||||||||||
сящий от стрелы провисания f и расположения |
|
155,48 |
|
|||||||||||||||||||||||
передачи: при f = (0,01–0,02)a; Kf = 6 для гори- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
зонтальных передач |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
91
Таблица 7.15 Проекции опорных поверхностей шарниров А
приводных роликовых цепей
Шаг цепи |
Проекции опорных поверхностей шарниров А, мм2 |
|||
t, мм |
однорядных |
двухрядных |
трехрядных |
четырехрядных |
8 |
11 |
– |
– |
– |
9,525 |
28 |
– |
– |
– |
12,7 |
39,6 |
85,3 |
125,5 |
– |
15,875 |
51,5 |
115 |
169 |
– |
19,05 |
106 |
180 |
265 |
318 |
25,4 |
180 |
306 |
450 |
540 |
31,75 |
262 |
446 |
655 |
786 |
38,1 |
395 |
627 |
986 |
1185 |
44,45 |
473 |
802 |
1180 |
1420 |
50,8 |
645 |
1095 |
1610 |
1935 |
Таблица 7.16 Максимальная частота вращения малой звездочки
Число зубьев |
|
[n]max, мин–1, при шаге цепи t, мм |
|
|||||
звездочки |
12,7 |
15,87 |
19,25 |
25,4 |
31,75 |
38,1 |
44,45 |
50,8 |
15 |
2300 |
1900 |
1350 |
1150 |
1000 |
750 |
650 |
600 |
19 |
2400 |
2000 |
1450 |
1200 |
1050 |
800 |
700 |
650 |
23 |
2500 |
2100 |
1500 |
1250 |
1100 |
800 |
750 |
650 |
27 |
2550 |
2150 |
1550 |
1300 |
1100 |
850 |
750 |
700 |
30 |
2600 |
2200 |
1550 |
1300 |
1100 |
850 |
750 |
700 |
Таблица 7.17
Допускаемое число ударов [ ]
Тип цепи |
|
Значения [ ], 1/c, при шаге цепи t, мм |
|
||||||
12,7 |
15,87 |
19,05 |
25,4 |
31,75 |
38,1 |
44,5 |
50,8 |
||
|
|||||||||
Втулочная и роликовая |
60 |
50 |
35 |
30 |
25 |
20 |
15 |
15 |
|
92
Расчетный коэффициент запаса прочности
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
K |
d |
F S |
v |
S |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
по табл. 7.18 [n] = 8,2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
56700 |
|
|
|
|
19,3. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
1 2776 6,04 155,48 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.18 |
||
Допускаемые коэффициенты запаса прочности [n] для цепей |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Значение [n] при частоте вращения n1, мин–1 |
|
||||||||||||||||
Шаг t, мм |
До 50 |
200 |
|
400 |
|
|
600 |
|
800 |
1000 |
1200 |
1600 |
2000 |
2400 |
2800 |
||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
12,7–15,87 |
7 |
7,8 |
|
8,5 |
|
9,3 |
|
10,2 |
11 |
11,7 |
13,2 |
14,8 |
6,3 |
18 |
|||||
19,05–25,4 |
7 |
8,2 |
|
9,3 |
|
10,3 |
|
11,7 |
12,9 |
14 |
16,3 |
– |
– |
– |
|||||
31,75–38,1 |
7 |
8,5 |
|
10,2 |
|
13,2 |
|
14,8 |
16,3 |
19,5 |
– |
– |
– |
– |
|||||
44,5–50,8 |
7 |
9,3 |
|
11,7 |
|
|
14 |
|
16,3 |
– |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
||
Условие выполняется.
Принимаем роликовую однорядную цепь ПР-25,4-56700 по ГОСТ 13568–75.
Наибольшая хорда, необходимая для контроля звездочек:
L D cos |
90 |
186,65 cos |
|
186, 28 мм. |
|||
|
|
||||||
x |
i |
|
z |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.19 |
Размеры звездочки в осевом сечении |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обоз- |
|
|
|
Результаты |
|
Наименование |
|
наче- |
Расчетная формула |
||||
|
расчетов |
||||||
|
|
ние |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Шаг цепи |
|
t |
ГОСТ 13568–75 |
25,4 мм |
|||
Диаметр ролика |
|
d |
ГОСТ 13568–75 |
15,88 мм |
|||
93
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 7.19 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обоз- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты |
|
Наименование |
наче- |
Расчетная формула |
|
||||||||||||
|
расчетов |
||||||||||||||
|
|
|
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Число зубьев |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
||
звездочки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Диаметр |
делитель- |
dg |
dg |
|
t |
|
|
|
|
|
|
202,71 мм |
|||
ной окружности |
sin(180 / z) |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Угол поворота звень- |
φ |
360 / z |
|
|
|
|
|
14,4° |
|||||||
ев цепи на звездочке |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Диаметр |
окружно- |
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|||||
|
|
|
Dc |
Dc t 0,5 |
ctg |
|
|
|
|
|
213,77 мм |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
сти выступов |
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Радиус впадин зуба |
r |
r = 0,5025D + 0,05 мм |
8,03 мм |
||||||||||||
Диаметр |
окружно- |
Di |
Di = dg – 2r |
|
|
|
|
|
186,65 мм |
||||||
сти впадин |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Радиус сопряжения |
r1 |
r1 = 0,8 D + r |
|
20,75 мм |
|||||||||||
Половина |
|
угла |
α |
55 |
60 |
|
|
|
|
|
52°36 |
||||
впадин |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Угол сопряжения |
β |
18 |
56 |
|
|
|
|
|
15°45 36 |
||||||
z |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продольный |
угол |
γ |
17 |
|
64 |
|
|
|
|
|
14°26 24 |
||||
зубьев |
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Длина |
прямого |
fg |
fg D(1,24 sin 0,8 sin ) |
1,46 мм |
|||||||||||
участка профиля |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Расстояние от центра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
дуги впадины |
до |
OC |
OC = 1,24d |
|
|
|
|
|
19,6 мм |
||||||
центра дуги головки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Радиус головки зуба |
r2 |
r2 D(1,24 cos |
|
10,58 мм |
|||||||||||
0,8 cos 1,3025) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94
Координаты точки С
x 1, 24 cos |
180 |
|
1, 24 cos |
|
|
1, 23 мм; |
||
|
|
|
|
|||||
2 |
|
z |
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
y 1, 24 sin |
180 |
|
1, 24 sin |
|
|
0,155 мм. |
||
|
|
|
||||||
2 |
|
z |
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Координаты точки О
x1 0,8 D sin 7,716 мм;
y1 0,8 D cos 10,092 мм.
Угол наклона радиуса вогнутости
35 |
60 |
|
|
||
z |
||
|
Ширина внутренней пластины b = 24,13 мм по ГОСТ 13568–75. Расстояние между внутренними пластинами Bвн = 15,88 мм по
ГОСТ 13568–75.
Радиус скругления зуба r3 = 1,7 d = 1,7 15,88 = 27 мм. Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг cкруглений
n = 0,8 d = 12,7 мм.
Диаметр обода (наибольший)
D t ctg 180 1,3b;
e |
z |
|
D 25, 4 ctg 180 1,3 24,13 169,7 мм.
e |
25 |
|
Радиус скругления у основания зуба r4 при t ≤ 35 r4 = 1,5 мм. Ширина зуба однорядной звездочки
b1 = 0,93 Bвн – 0,15 = 0,93 15,88 – 0,15 = 14,6 мм.
95
8.РАСЧЕТ ПРИВОДА
СЗУБЧАТО-РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
Задание. Подобрать электродвигатель, выполнить кинематический и силовой расчеты привода и расчет зубчато-ременной передачи (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Схема привода конвейера
Исходные данные
1.Тяговое усилие на ленте конвейера Ft = 6,7 кН.
2.Скорость ленты конвейера υ = 1 м/с.
3.Диаметр барабана конвейера D = 150 мм.
4.Общее передаточное отношение привода iобщ = 5,75.
5.Передача нереверсивная, нагрузка постоянная, работа двухсменная.
6.Ресурс привода Ln = 12 000 часов.
7.Производство серийное.
96
8.1.Выбор электродвигателя, кинематический
исиловой расчеты привода
Определяем мощность на валу конвейера:
Р3 = Ft υ = 6700 1 = 6700 Вт = 6,7 кВт.
Определяем частоту вращения вала конвейера:
n / |
60 |
|
60 |
1 |
127,32 мин 1. |
0,15 |
3,14 |
|
|||
3 |
|
0,15 |
|
||
|
|
|
Определяем общий КПД привода:
ηобщ = η1 η2 η3 (η4)3 = 0,97 0,98 0,98 (0,995)3 = 0,918,
где η1 = 0,97 – КПД ременной передачи; η2 = 0,98 – КПД зубчатой конической передачи; η3 = 0,98 – КПД муфты; η4 = 0,995 – КПД пары подшипников.
Требуемая мощность электродвигателя
Pтр |
P / |
|
6, 7 |
7, 298 кВт. |
|
3 |
|
||||
общ |
0,918 |
||||
|
|
|
Частота вращения вала электродвигателя
nдв = n3/ iобщ = 127,32 5,75 = 732,09 мин–1.
По табл. 3.3 выбираем электродвигатель 4А160S8, для которого P = 7,5 кВт, nсинхр = 750 мин–1, скольжение s = 2,5 %, следовательно, nасинхр = nсинхр (1 – s) = 750 (1 – 0,025) = 731,25 мин–1. Уточняем
iобщ = nасинхр / n3/ =731,25 / 127,32 = 5,74.
97
Производим распределение передаточных чисел между передачами. Для конической передачи с круговым зубом передаточное число выбираем из стандартного ряда: uкп = 2,5, тогда передаточное число ременной передачи uрп = 5,74 / 2,5 = 2,296.
Выполняем кинематический и силовой расчеты привода. Он заключается в определении мощностей, частот вращения и вращающих моментов на каждом из валов привода.
Значения мощностей
Р1 = Ртр = 7,298 кВт;
Р2 = Р1 η1 η4 = 7,298 0,97 0,995 = 7,044 кВт;
Р3 = Р2 η2 η4 = 7,044 0,98 0,995 = 6,868 кВт;
Р3/ = Р3 η3 η4 = 6,868 0,98 0,995 = 6,7 кВт.
Значения частот вращения валов:
n1 nасинхр. 731,25мин-1;
n2 n1 731,25 318,49мин-1; uрп 2,296
n3 n3/ n2 318,49 127,396мин-1. uкп 2,5
Величины вращающих моментов
Т |
1 |
9,55 103 |
|
|
Р1 |
|
9550 |
7,298 |
95,31H м ; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
n1 |
|
|
|
|
731,25 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Т |
2 |
9,55 103 |
|
Р2 |
|
9550 |
7,044 |
|
211,216 H м ; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n2 |
|
|
|
318,49 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Т |
3 |
9,55 103 |
|
Р3 |
|
9550 |
|
|
|
6,868 |
|
|
514,847 H м ; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
n3 |
|
|
|
|
127,396 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
/ 9,55 103 |
|
Р |
|
/ |
9550 |
6,7 |
|
|
|
502,25 H м. |
|||||||||
Т |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n3 |
|
|
|
|
127,396 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
98
Результаты расчета сведем в табл. 8.1.
|
|
|
Таблица 8.1 |
|
|
|
|
Вал |
n, мин–1 |
Р, кВт |
Т, Н · м |
Вал двигателя I |
731,25 |
7,298 |
95,31 |
II |
318,49 |
7,044 |
211,216 |
III |
127,396 |
6,969 |
514,847 |
Вал рабочей машины |
127,396 |
6,7 |
502,25 |
8.2. Расчет зубчато-ременной передачи
Приводится расчет ременной передачи по ОСТ 38 05227–81.
Рис. 8.2
Определяем расчетную мощность:
Рр = Р1 Ср,
99
где Ср – коэффициент, зависящий от типа приводимой рабочей машины, количества смен работы, величины перегрузки. Для конвейеров Ср можно выбирать из промежутка Ср = 1,5–1,9. Большие значения принимаются для трехсменной работы.
Рр = 7,298 1,7 = 12,4 кВт.
По рис. 8.2 определяем модуль m = 7 мм. Модуль передачи можно рассчитывать по формуле
|
|
P |
|
|
7,298 |
|
|
|
m 35 3 |
1 |
|
35 3 |
|
|
7,53 мм. |
||
|
|
|||||||
|
|
n1 |
731,25 |
|
|
|||
Полученная величина |
|
округляется |
до ближайшего значения |
|||||
(m = 1; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 7,0; 10,0 мм).
Число зубьев меньшего шкива определяется по таблице 8.2:
zш1 = 22.
Таблица 8.2 Число зубьев меньшего шкива в зависимости
от частоты его вращения
Модуль ремня m, мм |
Частота вращения мень- |
Число зубьев меньшего |
|
шего шкива ~ n1, мин–1 |
шкива zш1 |
||
|
|||
|
1000 |
13 |
|
1,0 |
1500 |
14 |
|
|
3000 |
15 |
|
|
1000 |
10 |
|
1,5 и 2,0 |
1500 |
11 |
|
|
3000 |
12 |
|
|
1000 |
12 |
|
3,0 |
1500 |
14 |
|
|
3000 |
16 |
|
|
1000 |
16 |
|
4,0 и 5,0 |
1500 |
18 |
|
|
3000 |
20 |
|
|
750 |
22 |
|
7,0 и 10,0 |
1000 |
24 |
|
|
1500 |
26 |
100