Вихідні дані до практичних занять для розрахунку черв’ячної передачі

 

Вихідні дані	Передостання цифра номера залікової книжки
Потужність Р 1, кВт
Вихідні дані	Остання цифра номера залікової книжки
Кутова швидкість ведучого вала ω 1, рад/с.
Передаточне число u

 

Вид передачі – нереверсивна; перевантаження – короткочасні до 150% від номінального; строк служби передачі h, год. – 1∙10⁴.

Кутова швидкість веденого вала:

Обертові моменти на ведучому і веденому валах передачі:

.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Як правильно підібрати матеріал черв’яка та черв’ячного колеса?

2. Як визначити міжосьову відстань?

3. Як взаємопов’язані кількість заходів черв’яка і передаточне число?

4. Як визначити скільки заходів має черв’як?

5. Як визначаються і співвідносяться сили, що діють у зачепленні.

РОЗРАХУНОК КЛИНОПАСОВОЇ ПЕРЕДАЧI

[1, с.246], [2, с.27], [3, с.66]

Вихідні дані (з ЕКР):

 

- потужність P₁ =4,63 кВт;

- частота обертання ведучого шківа n₁ =1445 об./хв.;

- передаточне число u = 2,36;

- обертовий момент T₁ = 30,61 Н·м;

- кутова швидкість ω ₁ = 151,24 рад./с;

- режим роботи легкий.

5.1. Визначаємо переріз паса
За заданою потужністю P₁, кВт та частотою обертання ведучого вала n₁, об./хв., використовуючи рис. 5.2.

Рисунок 5.2 – Перерізи пасів в залежності від потужності

Та частоти обертання

 

В даному випадку це переріз А. Для порівняльного розрахунку визначаємо два перерізи – найбільш близький переріз О.

За призначеними перерізами визначаємо базову довжину L₀, розрахунковий діаметр d₁, та номінальну потужність P₀ (див. табл. 5.1)

 

Таблиця 5.1 – Вибір номінальної потужності, що передається одним пасом

Позначення перерізу паса	Діаметр меншого шківа d1,мм	Номінальна потужність P0, кВт, за швидкістю паса V, м/с
О (Lo=1320 мм)		0,49 0,56 0,62	0,82 0,95 1,07	1,03 1,22 1,41	1,11 1,37 1,6	- 1,4 1,65

 

Закінчення таблиці 5.1

Позначення перерізу паса	Діаметр меншого шківа d1,мм	Номінальна потужність P0, кВт, за швидкістю паса V, м/с
А (Lo=1700 мм)		0,84 0,95 1,05	1,39 1,6 1,82	1,75 2,07 2,39	1,88 2,31 2,74	- 2,29 2,88
Б (Lo=2240 мм)		1,39 1,61 1,83	2,26 2,7 3,15	2,8 3,45 4,73	- 3,83 4,73	- - 4,88
B (Lo=3750 мм)		2,77 3,15	4,59 5,36	5,8 6,95	6,33 7,86	- 7,95

 

Будемо вести ліву колонку для перерізу О, а праву колонку для перерізу А.

L0 = 1320 мм	L0 = 1700 мм
d1 = 71 мм	d1 = 100 мм
Для визначення P0 для обох перерізів треба знайти швидкість пасів V = w1×d1 /2, (м/с)
V = 151,24·71·10^-3/2 = 5,37 (м/с).	V = 151,24·100·10^-3/2=7,56 (м/с).
За даними табл. 5.1. маємо:
P0 = 0,56 кВт.	P0 = 1,6 кВт.
5.2. Орієнтовну кількість пасів Zор визначають за формулою: Zор =1,2 × Р1 / Р0:
Zop =1,2·4,63/0,56 = 9,92	Zop = 1,2·4,63/1,6 = 3,47
беремо число пасів Zор = 10.	беремо число пасів Zор = 4.
5.3. Визначаємо діаметр d2 веденого шківа: , де u – передаточне відношення; е – коефіцієнт пружного ковзання (е = 0,01…0,02), яким ми нехтуємо
Розмір діаметра шківа приймають з ряду стандартних чисел:
63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800
приймаємо:
5.4. Уточнюють передаточне відношення i частоту обертання веденого вала: u = d2/d1; n2 = n1/u; u = d2/d1
u = 180 / 71 = 2,54.	u = 250 / 100=2,5.
5.5. Залежно від компонування приводу призначають розмір міжосьової відстані (приймати більше значення). Для клинових пасів:

 

Збільшення міжосьової відстані веде до зростання розмірів передачі i підвищення її вартості, а зменшення – до зниження кута обхвату i втомної довговічності паса. Орієнтовно беремо пасову відстань передачі:
5.6. Визначають довжину паса L, мм: L =2· Aw +0,5· p · (d1+d2)+(d2-d1)^2/(4· Aw)
L = 2·360+0,5·3,14·(71+180)+(180- -71)^2/(4·360) = 1122,32 (мм).	L = 2·520+0,5·3,14(100+250)+(250- -100)^2/(4·520) = 1600 (мм).
Добуте значення L узгоджують зі стандартним рядом довжин паса, мм:
400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1125, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500
Розрахункова довжина паса в залежності від типу його перерізу повинна знаходитися в межах:
О L = 400...2500 мм, А L = 560...4000 мм,	Б L = 800...6300 мм, В L = 1800...10600 мм.
Ми приймаємо значення:
мм.	мм.
5.7. Перевіримо частоту пробігу паса w: w = V/L<wmax = 10…20 с^-1 значення L підставляємо у метрах:
L = 1,125 м w = 5,37/1,125 = 4,77 (c^-1).	L = 1,6 м w = 7,56/1,6 = 4,73 (c^-1).
5.8. Кут обхвату меншого шківа , град.:
Якщо <120, то треба збільшити міжосьову відстань або застосувати натяжний ролик, який забезпечує компактність передачі.
5.9. Дійсна міжосьова відстань, яка відповідає вибраній довжині паса:
- для перерізу О:
- для перерізу А:
5.10. Розрахункова потужність Pр, яку може передати один пас: [ Pp ] =Po^.Cα^.Cl^.Cu·Cp де – коефіцієнт, який враховує кут обхвату (табл. 5.2)

Таблиця 5.2 – Значення коефіцієнту

Кут обхвату, α1
Cα	0,62	0,83	0,89	0,92	0,95	0,98

C_l – коефіцієнт, який враховує довжину паса (табл. 5.3).

Таблиця 5.3 – Значення коефіцієнту C_l

Lp/Lo	0,4	0,5	0,6	0,8		1,2	1,4	1,6
Cl	0,82	0,86	0,89	0,95		1,04	1,07	0,1	0,15

 

C_u – коефіцієнт, що враховує передаточне відношення (табл. 5.4).

 

Таблиця 5.4 – Значення коефіцієнту C_u

u	2...3	4...6	>6
Cu	0,95	0,9	0,85

C_p – коефіцієнт, який враховує режим i тривалість роботи (табл. 5.5).

 

Таблиця 5.5 – Значення коефіцієнту C_p

Характер навантаження	Назва машин	Cp
Пускове навантаження до120% нормального – легкий режим роботи.	Невеликі вентилятори, свердлильні верстати, стрічкові транспортери.	1,0
Пускове навантаження до 150% нормального, незначні коливання робочого навантаження – середній режим роботи.	Поршневі насоси i компресори, пластинчаті транспортери.	1,1
Пускове навантаження до 200% нормального, значні коливання робочого навантаження – важкий режим роботи.	Транспортери гвинтові i скребкові, елеватори.	1,2
Пускове навантаження до 300% нормального, ударне робоче навантаження.	Підйомники, екскаватори, драги, дробарки.	1,3

 

; ; ; ;	; ; ; ;
5.11. Уточнюють кількість пасів Z: Z = P1 / ([Pp]·Сz), де P1 – потужність на ведучому валі, кВт; Сz – коефіцієнт, який враховує нерівномірність навантаження пасів (див. табл. 5.6):

Таблиця 5.6 – Значення коефіцієнту C_z

Zор	2...3	4...6	> 6
Cz	0,95	0,90	0,85

 

Z = 4,63/(0,49·0,85) = 11,12	Z = 4,63/(1,44·0,9) = 3,57,
беремо число пасів Z = 12	беремо число пасів Z = 5
(Z повинно бути менше 8).
5.12. Сила попереднього натягу одного паса Qo, H: де – H, – Вт, V – м/с.
.	.
5.13. Силу тиску F на опори валів (підшипники), без урахування сили ваги пасів i шківів, знаходять за формулою: :
5.14. Масу пасів m (кг), обчислюють за формулою: , де – (м), q – маса 1 метра стандартного паса, кг/м. Для перерізу: О – q = 0,06 кг/м; А – q = 0,11 кг/м, Б – q = 0,18 кг/м, В – q = 0,3 кг/м.
(кг).	(кг).

5.15. За таблицею 5.7 i поданими до неї формулами визначають основні параметри шківів. Малюють ескіз профілю канавок шківів клинопасової передачі (рис. 5.3). Зовнішній діаметр шківа: de = dp +2 b; ширина ободу шківа: , де dp – розрахунковий діаметр; b – висота канавки над шириною lр; Z – кількість пасів у передачі; е – відстань між осями канавок; f – відстань між віссю i торцем.

Рисунок 5.3 – Профіль шківа

Таблиця 5.7 – Параметри профілю канавок i шківів клинопасових передач, які приймають залежно від перерізу паса (розміри параметрів, мм)

Переріз

lp

b

h

e

f

φ = 34^0

φ = 36^0

φ = 38^0

φ = 40^0

dp

b1

dp

b1

dp

b1

dp

b1

О

8,5

2,5

7,0

63...71

80...100

10,1

112...160

10,2

>180

0,3

Закінчення таблиці 5.7

Переріз	lp	b	h	e	f	φ = 34^0	φ = 36^0	φ = 38^0	φ = 40^0
dp	b1	dp	b1	dp	b1	dp	b1
A		3,3	8,7			90...112	13,1	125...160	13,3	180...400	13,4	>450	13,3
Б		4,2			12,5	125...160		180...224	17,2	250...500	17,4	>560	17,6
B		5,7	14,3	25,1		-	-	200...315	22,9	355...630	23,1	>710	23,3

 

(мм).	(мм).
Знаходимо ширину ободу шківа:
(мм).	(мм).
5.16. Найсприятливіші результати працездатності дають передачі, в яких відношення: de2 / M = 8...12, де M – ширина ободу шківа:
de /M = 76 / 148 = 0,51.	de /M = 106,6 / 65=1,64.
5.17. Визначають основні параметри шківів. Шківи пасових передач виготовляють зі сталі при V>30 м/с або з чавуну при V<30 м/с. Найпоширенішим матеріалом для виготовлення шківів є сірий чавун: СЧ 12 при V < 25 м/с, СЧ 15 при V < 30 м/с. Залежно від діаметра шківа його обід може з’єднуватись з маточиною суцільним диском або бути монолітним. При великих діаметрах застосовують конструкцію з одним або двома рядами спиць. Кількість спиць визначають за формулою: , де – діаметр шківа, мм.
.	.
Якщо < 4, то обід з’єднують з маточиною диском, у якому для полегшення шківа вирiзанi отвори. Умовно приймають конструкції шківів для клинопасових передач: - при dp < 160 мм – монолітна; - при dp = 160...400 мм – дискова; - при dp > 400 мм – зі спицями.
5.18. Паси, підібрані за стандартом, мають середній ресурс: t = 2000 год. Розрахунковий ресурс пасів: , де =2,5 – при легкому, =0,5 – при важкому, = 0,25 – при дуже важкому режимах роботи; =1,0 – для районів з помірним кліматом, = 0,875 – для районів з холодним i дуже холодним кліматом.
Паси, розраховані за тяговою здатністю, звичайно задовольняють умові міцності σmax < [σ], тому перевірку паса на міцність можна не робити.
5.19. Дають умовні позначення.
Згідно з ГОСТ 1284.1–89 клинові паси виготовляють 7-ми різних за розмірами перерізів, які позначаються О(Z), А(A), Б(B), В(C), Г(D), Д(E), Е(ЕО). У дужках вказані значення, що застосовуються у міжнародній практиці. Існують кордтканинні (Т) і кордшнурові (Ш), які застосовують при важких умовах роботи.
Пас О(Z) – 1125 Т ГОСТ – 1284.1–89 пас перерізу О, L = 1125 мм, корд­тканинний.	Пас А(А) – 1600 Т ГОСТ – 1284.1–89 пас перерізу А, L = 1600 мм, корд­тканинний.

Таблиця 5.8 – Табличний звіт розрахунків

 

Параметри клинопасової передачі	Значення
1 варіант паса	2 варіант паса
Переріз паса	О	А
Колова швидкість паса, V м/с	5,37	7,56
Діаметр ведучого шківа d1, мм
Діаметр веденого шківа d2, мм
Довжина паса L, мм
Частота пробігу паса w, с^-1	4,77	4,73
Кут обхвату пасом меншого шківа, α1	162,74	163,56
Міжосьова відстань Aw, мм	361,36	519,84
Кількість пасів, Z
Сила попереднього натягу одного паса Qo, H	62,36	134,21
Сила тиску на опори валiв F, H	1479,69	1062,65
Розрахунковий ресурс паса, tp, год.

 

Висновок: найбільш оптимальним є пас перерізу А.