курсовой проект механика
.pdfРезультаты расчета сведем в табл. 9.1.
|
|
|
Таблица 9.1 |
|
|
|
|
Вал |
n, мин–1 |
Р, кВт |
Т, Н · м |
Вал двигателя I |
950 |
4,59 |
46,14 |
II |
629,14 |
4,339 |
65,86 |
III |
125,8 |
4,231 |
321,19 |
Вал рабочей машины III' |
125,8 |
4,125 |
313,145 |
9.2. Расчет клиноременной передачи
Исходные данные
1.Передаваемая мощность Р1 = 4,59 кВт.
2.Частота вращения вала двигателя n1 = 950 мин–1.
3.Частота вращения вала II n2 = 629,14 мин–1.
4.Передаточное число передачи uрп = 1,51.
По таблице 9.2 или по графику (рис. 9.2) при моменте на ведомом шкиве T2 = 65,86 Н м выбираем ремень сечения В (Б), для которого площадь сечения А = 138 мм2 (bp = 14 мм; h = 10,5 мм).
Таблица 9.2 Размеры клиновых ремней (по ГОСТ 1284.1–89)
Нор- |
Размеры сечения, мм |
|
Диапазоны |
Dmin = |
Рекомендуе- |
|||
мальное |
|
|
|
А, |
мый диапа- |
|||
|
|
|
расчетных |
= dp, |
||||
сечение |
bp |
h |
b0 |
мм2 |
зон моментов |
|||
длин L, мм |
мм |
|||||||
ремня |
|
|
|
|
Т2, Н м |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Z (0) |
8,5 |
6 |
10 |
47 |
400–2500 |
63 |
до 25 |
|
А |
11,0 |
8 |
13 |
81 |
560–4000 |
90 |
11–70 |
|
В (Б) |
14,0 |
10,5 |
17 |
138 |
1000–6300 |
125 |
40–190 |
|
С (В) |
19,0 |
13,5 |
22 |
230 |
1800–10600 |
200 |
110–550 |
|
Д (Г) |
27,0 |
19 |
32 |
476 |
3150–15000 |
315 |
450–2000 |
|
Е (Д) |
32,0 |
23,5 |
38 |
692 |
4500–18000 |
500 |
1100–4500 |
|
ЕО (Е) |
42,0 |
30,0 |
50 |
1170 |
6300–14000 |
800 |
Свыше 2200 |
|
111
Примечания
1.Стандартный ряд расчетных длин: 400; 425; 450; 475; 500; 530;
560; 600; 630; 670; 710; 750; 800; 850; 900; 950; 1000; 1060; 1120; 1180; 1250; 1320; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900; 2000; 2120; 2240; 2360; 2500; 2650; 2800; 3000; 3150; 3350; 3550; 3750; 4000; 4250; 4500; 4750; 5000; 5300; 5600; 6000; 6300; 6700; 7100; 7500; 8000; 8400; 9000; 9500; 10000; 10600; 11200; 11800; 12500; 13200;
14000; 15000; 16000; 17000; 18000 мм.
2.Стандартный ряд диаметров шкивов: 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100;
112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000 мм.
3.В скобках даны обозначения сечений ремней по ГОСТ 1284.1–80.
По таблице 9.3 при угле профиля канавок = 36° определяем диаметр меньшего шкива.
Рис. 9.2. Рекомендуемые сечения ремней
Рекомендуется избегать применения шкивов с Dmin (табл. 9.2). Для уменьшения величины напряжений изгиба, снижающих долговечность ремня, выбираются шкивы с диаметрами dp > Dmin. Принимаем dp = D1 = 180 мм.
Диаметр ведомого (большего) шкива
D2 = D1 uрп = 180 1,51 = 271,8 мм.
Стандартное значение D2 = 280 мм.
112
Таблица 9.3
Размеры профиля канавок шкивов, мм, по ГОСТ 20889–88
(см. рис. 9.2)
Сечение |
|
|
h, не |
|
|
|
= 34 |
= 36 |
= 38 |
= 40 |
|
|
|||||
lр |
b |
e |
f |
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
X |
|||
ремня |
менее |
dр |
b1 |
dр |
b1 |
dр |
b1 |
dр |
b1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80–100 |
|
|
|
|
|
9-0,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125– |
|
|
|
|
|
11,6- |
|
|
Z (0) |
8,5 |
2,5 |
7,0 |
12,0 |
8,0 |
0,5 |
63–71 |
10 |
160 |
10,1 |
112–160 |
10,2 |
180 |
10,3 |
0,035 |
6,0 |
|
A (0) |
11,0 |
3,3 |
8,7 |
15,0 |
10,0 |
1,0 |
90–112 |
13,1 |
160– |
13,3 |
180–400 |
13,4 |
450 |
13,5 |
14,7- |
7,6 |
|
B (Б) |
14,0 |
4,2 |
10,8 |
19,0 |
12,5 |
1,0 |
125–160 |
17,0 |
224 |
17,2 |
250–500 |
17,4 |
560 |
17,6 |
0,035 |
9,6 |
|
C (B) |
19,0 |
5,7 |
14,3 |
25,5 |
17,0 |
1,5 |
– |
– |
200–15 |
22,9 |
355–630 |
23,1 |
710 |
23,3 |
20-0,045 |
13,1 |
|
Д (Г) |
27,0 |
8,1 |
19,9 |
37,0 |
24,0 |
2,0 |
– |
– |
315– |
32,5 |
500–900 |
32,8 |
1000 |
33,2 |
28,5- |
18,8 |
|
Е (Д) |
32,0 |
9,6 |
23,4 |
44,5 |
29,0 |
2,0 |
– |
– |
450 |
38,5 |
650–1120 |
38,9 |
1250 |
39,3 |
0,045 |
22,3 |
|
ЕО (Е) |
42,0 |
12,5 |
30,5 |
58,0 |
38,0 |
2,5 |
– |
– |
500– |
– |
800–1400 |
50,6 |
1600 |
51,1 |
33,8- |
29,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
560 |
|
|
|
|
|
0,035 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|
44,5-0,05 |
|
|
Примечание
1.Размеры b, b1 и lр не распространяются на шкивы сварные из листового материала и шкивы для полуперекрестных передач.
2.Шероховатость рабочих поверхностей канавок не должна быть более Rа = 2,5 мкм.
3.Предельные отклонения угла : 1 – для ремней сечений Z, A, B; 30 – для ремней сечений C, Д, Е, ЕО.
4.В скобках указаны обозначения сечений ремня в предыдущем стандарте.
113
114
Фактическое передаточное число с учетом коэффициента упругого скольжения ε = 0,01:
|
uф |
|
|
|
D2 |
|
|
|
280 |
|
|
1,57. |
||||
|
|
D1 (1 ) |
180 (1 |
0,01) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Отклонение от заданного значения |
|
|
|
|
||||||||||||
u |
|
|
uф u |
|
100 % |
|
1,57 1,51 |
100 % 3,9 %, |
||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
u |
|
|
|
1,51 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
что допустимо. Рекомендуют |
|
u 4 %. |
|
|
|
|
||||||||||
Скорость ремня |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
D1n1 |
|
180 950 8,95 м/с. |
|||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
60 1000 |
|
|
60 1000 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Выбираем межосевое расстояние из рекомендуемого промежутка (если оно задано, то проверяем, попадает ли заданное значение в указанный промежуток).
0,7 (D1 + D2) а 2 (D1 + D2);
0,7 (180 + 280) а 2 (180 + 280);
322 а 920.
Принимаем а = 600 мм. Расчетная длина ремня
|
|
L 2a |
(D |
D ) |
(280 180)2 |
|
|||
|
|
|
|||||||
|
|
p |
2 |
|
1 |
2 |
|
4 600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 600 |
|
(180 280) |
(280 180)2 |
1926, 73 мм. |
|||||
2 |
|
4 600 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Стандартная ближайшая длина ремня по табл. 9.2 Lp = 1900 мм.
114
Уточняем межосевое расстояние для выбранной длины ремня:
a 0,25 (Lp ) 
(Lp )2 8q ,
где |
D1 D2 |
|
|
180 280 |
722,57 мм; |
|||||
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
||
|
D D |
2 |
|
280 180 2 |
|
|||||
q |
2 1 |
|
|
|
|
|
|
2500мм. |
||
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|||
a 0,25 (1900 722,57) (1900 722,57)2 8 2500
= 0,25 (1177,43 + 1168,91) = 586,585 мм.
Минимальное межосевое расстояние при надевании ремня
аmin = а – 0,015Lp = 586,585 – 0,015 1900 = 558,085 мм.
Максимальное межосевое расстояние для компенсации вытяжки ремня в процессе работы
аmax = а + 0,03 Lp = 586,585 + 0,03 1900 = 643,585 мм.
Угол охвата на малом шкиве
180 |
D D |
|
280 180 |
|
|
|
|
||
a |
586,585 |
|||
|
||||
Условие α 120˚ выполняется. Окружное усилие
F 1000P / 1000 4,59 / 8,95 512,849 Н. |
|
t |
1 1 |
115
Частота пробега ремня
1 8,95 4, 71 с 1. Lp 1,9
Условие 10 с–1 выполняется.
Исходное удельное окружное усилие K0 определяем из табл. 9.4 по значению касательного напряжения в ремне (при = 5 c–1 0 =
= 1,5 МПа, при = 5–10 c–1 0 = 1,2 МПа, > 10 c–1 0 = 0,9 МПа); K0 = 2,05 МПа.
Таблица 9.4
Допускаемое исходное удельное окружное усилие K0 для ремней [9]
Диаметр |
Сечение |
|
K0, МПа |
|
|
малого |
0 = 0,9 МПа |
0 = 1,2 МПа |
0 = 1,5 МПа |
||
ремня |
|||||
шкива |
|||||
|
|
|
|
||
71 |
|
1,18 |
1,45 |
1,62 |
|
80 |
Z (0) |
1,28 |
1,57 |
1,74 |
|
90 и более |
|
– |
1,65 |
1,86 |
|
100 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
112 |
A (A) |
1,31 |
1,61 |
1,80 |
|
125 и более |
|
– |
1,70 |
1,91 |
|
140 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
160 |
В (Б) |
1,36 |
1,67 |
1,88 |
|
180 и более |
|
– |
1,74 |
2,05 |
|
200 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
224 |
С (В) |
1,38 |
1,69 |
1,89 |
|
250 |
– |
1,84 |
2,07 |
||
|
|||||
280 и более |
|
– |
1,91 |
2,24 |
|
315 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
355 |
Д (Г) |
1,40 |
1,72 |
1,93 |
|
400 |
– |
1,91 |
2,16 |
||
|
|||||
450 и более |
|
– |
1,92 |
2,24 |
|
500 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
560 |
Е (Д) |
1,40 |
1,72 |
1,93 |
|
630 и более |
|
– |
1,92 |
2,24 |
|
800 |
|
1,23 |
1,51 |
1,67 |
|
900 |
ЕО (Е) |
– |
1,73 |
1,95 |
|
1000 и более |
|
– |
1,92 |
2,24 |
116
Допускаемое удельное окружное усилие
K = K0 С1 С2 С3,
где С1, С2, С3 – поправочные коэффициенты: С1 – коэффициент угла обхвата (табл. 9.5); С2 – коэффициент скорости (табл. 9.6);
С3 – коэффициент режима работы (табл. 9.7).
K = 2,05 0,98 1,04 1,0 = 2,089 МПа.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.5 |
||||
|
|
|
|
|
Значения коэффициента С1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Угол об- |
|
Коэффициент С1 |
|
|
Угол об- |
|
|
|
Коэффициент С1 |
|
|
|||||||||||||
|
хвата , |
|
плоские |
|
клиновые |
|
хвата , |
|
|
плоские |
|
|
клиновые |
|
|
||||||||||
|
град |
|
ремни |
|
|
ремни |
|
|
|
град |
|
|
|
ремни |
|
|
ремни |
|
|
||||||
|
70 |
|
– |
|
|
0,52 |
|
|
|
130 |
|
|
|
0,85 |
|
|
|
0,87 |
|
|
|||||
|
80 |
|
– |
|
|
0,62 |
|
|
|
140 |
|
|
|
0,88 |
|
|
|
0,90 |
|
|
|||||
|
90 |
|
– |
|
|
0,68 |
|
|
|
150 |
|
|
|
0,91 |
|
|
|
0,93 |
|
|
|||||
|
100 |
|
– |
|
|
0,74 |
|
|
|
160 |
|
|
|
0,94 |
|
|
|
0,96 |
|
|
|||||
|
110 |
0,79 |
|
|
0,79 |
|
|
|
170 |
|
|
|
0,97 |
|
|
|
0,98 |
|
|
||||||
|
120 |
0,82 |
|
|
0,83 |
|
|
|
180 |
|
|
|
1,0 |
|
|
|
1,0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.6 |
||||
|
|
|
|
|
Значения коэффициента С2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорости ремня , м/с |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
С2 |
|
1 |
|
5 |
|
|
10 |
|
15 |
|
20 |
|
25 |
|
30 |
|
35 |
40 |
50 |
70 |
||||
Для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ремней |
|
1,04 |
|
1,03 |
|
1,00 |
|
0,95 |
|
0,88 |
|
0,79 |
|
0,68 |
|
– |
– |
– |
|
– |
|||||
плоских |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клиновых |
|
1,05 |
|
1,04 |
|
1,00 |
|
0,94 |
|
0,85 |
|
0,74 |
|
0,60 |
|
– |
– |
– |
|
– |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
117
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9.6 |
|
|
|
|
Значения коэффициента С3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Характер нагрузки |
|
|
|
|
Тип машины |
Коэффициент С3 |
||||||
Спокойная |
нагрузка. |
|
Электрические |
генераторы, |
|
|||||||
Пусковая |
нагрузка |
до |
|
вентиляторы, |
компрессоры, |
|
||||||
120 % номинальной |
|
|
ленточные конвейеры, то- |
1,0 |
||||||||
|
|
|
|
|
карные, сверлильные, шли- |
|
||||||
|
|
|
|
|
фовальные станки |
|
||||||
Умеренные |
колебания |
Поршневые насосы и ком- |
|
|||||||||
нагрузки. |
|
Пусковая |
|
прессоры с тремя и более |
|
|||||||
нагрузка до 150 % но- |
|
цилиндрами. Пластинчатые |
0,9 |
|||||||||
минальной |
|
|
|
конвейеры. Станки-автома- |
|
|||||||
|
|
|
|
|
ты. Фрезерные станки |
|
||||||
Значительные |
колеба- |
|
Реверсивные приводы. Элева- |
|
||||||||
ния нагрузки. |
Пусковая |
|
торы, винтовые прессы. Стро- |
0,8 |
||||||||
нагрузка |
до 200 % |
но- |
гальные и долбежные станки |
|||||||||
|
||||||||||||
минальной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Необходимое число ремней |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
z |
|
Ft |
|
512,849 |
1,779. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
KA |
2,089 138 |
|
||||
Принимаем z = 2.
Сила, действующая на валы:
Fn = 2 0 A Z sin ( / 2) =
= 2 1,5 138 2 sin (170°16 57 / 2) = 825,023 H.
Силу Fn считаем направленной по межосевой линии. Расчетная долговечность ремня
L |
10 |
7 |
|
N |
m |
|
|
|
|
|
k k |
, |
|||
|
|
|
|||||
h |
7200 |
max |
1 2 |
|
|||
|
|
|
|||||
где N – временной предел выносливости (для клиновых ремней принимаем N = 9 МПа);
118