Тема: Расчет ременной передачи

Время выполнения задания – 3 часа

Цель: изучить ременную передачу, рассмотреть методы расчета данной передачи и приобретение навыков конструирования и технического творчества.

Задание: Расчитать ременную передачу

 

вариант	1	2	3	4	5
m (кг)	100	50	150	250	200
V (м/с)	5	10	2	2	2
D (м)	0,3	0,15	0,3	0,4	0,4

Пример:

Дано:

m=100 кг;

v= 4 м/с;

D=0,2 м

1. Подобрать электродвигатель.

2. Рассчитать плоскоременную передачу.

3. Начертить шкив передачи.

1. Подбор электродвигателя осуществляется по величине передаваемой мощности.

Р = FЧv = TЧщ; (1.1)

F = mЧg, (1.2)

где F - сила натяжения;

v - скорость;

Т - момент на быстроходном валу;

щ - угловая скорость;

m - масса груза;

g - ускорение свободного падения.

F = 100Ч9,8 = 980 Н;

P = 980Ч4 = 3920 Вт = 3,92 кВт

щ = щ ₂ = ( 1.3)

где щ - угловая скорость ведущего шкива;

щ_{2 -} угловая скорость ведомого шкива;

D - диаметр шкива, м.

щ =; n ₂ = 30•щ₂/р (1.4)

где р = 3,14;

n - частота вращения ведущего вала;

n_{2 -} частота вращения ведомого вала.

n₂ = 30•40/3,14 = 382,2 мин^-1

Р_дв.= Р/з = Р/0,9 (1.5)

где з - коэффициент полезного действия = 0,9.

Р = 3920/0,9 = 4355 Вт = 4,355 кВт

Подбираем двигатель по табл.2.1 [Приложение 1]

n_дв.= n₁ = 965 мин - ¹

Р_дв.= 5,50 кВт, i = щ₁/щ₂ = n₁/n₂ = 965/382,2 = 2,5

Тип двигателя 4А1326УЗ

2. Рассчитываем плоскоременную передачу

Определяем диаметр быстроходного шкива в мм:

D₁ = 60³vT₁ (2.1)

где Т_{1 -} момент на быстроходном валу.

Т₂ = F•D/2 (2.2)

Т₂ = 980•0,2/2 = 98 Н•м

Т₁ = Т₂/i•з (2.3)

Т₁ = 98/2,5•0,9 = 43,5 Н• м? 44 Н•м

D₁ = 60³v44? 212 мм.

Подбираем диаметр по табл.2.2 [Приложение 1]

D₁ = 200 мм = 0,2 м

i = D₂/D₁ (1-е); D₂ = i•D₁ (1-е) (2.4)

где D_{2 -} диаметр тихоходного шкива;

е - D₂ = 2,5•200 (1-0,02) = 490 мм.

Подбираем диаметр тихоходного шкива по табл.2.2

D₂ = 500 мм = 0,5 м.

i_Т= 0,5/0,2 (1-0,02) = 2,6

?I ==? 3 % (2.5)

Определяем межосевое расстояние:

а = 2 (D₁+D₂) (2.6)

а = 2 (0,2+0,5) = 1,4 м.

Выбираем допускаемую рабочую нагрузку прокладки ремня р₀ Н/мм из табл.2.3 [Приложение 1] в зависимости от материала ремня:

Р₀=3 Н/мм

[Р₀] =Р₀•к_б•к_н•к_? •к_н (2.7)

где, к_{б -} коэффициент;

к_{н -} коэффициент;

к_? - коэффициент;

к_н - коэффициент выбираем из табл.2.4 [Приложение 1]

Т_n/T_н = 2; к_н = 0,8

[Р] = 3•1•1•0,8 = 2,4 Н/мм.

Определяем число прокладок ремня (обычно z=3ч6). Z=3

Определяем ширину ремня b (мм):

B =61,1 мм. (2.8)

По табл.2.5 [Приложение 1] выбираем стандартную ширину ремня

b = 60 мм.

Определяем длину ремня. Длина ремня может быть найдена по приближенной зависимости:

l = 2a + (D₁+D₂) + ( 2.9)

l = 2•1,4 +3,14+= 3,9 м.

щ = щ₂ = 40 рад/с.

D₂ =0,5 м; н = щ₂•D₂/2 = 40•0,5/2 = 10 м/с.

Допускаемая частота пробега [V] = 3ч5 с^-1 = 4

Расчет передачи на долговечность ведется по формуле:

l?V/ [н] (2.10)

где V - допускаемая частота пробега;

[н] - скорость.

l = 10/4 = 2,5 м.

Определяем допускаемое значение касательного напряжения [ф]

ф_max ? [ф]

[ф] = 15-20 МПа = 15•10⁶ Па - 20•10⁶ Па

ф_max = T/w_p = T•16/П•d³ (2.11)

где Т - момент на выходном валу;

d - диаметр.

w_p = рd/16 (2.12)

[ф]; Т = Т₂ = 98 Н•м.

Определяем диаметр выходного вала:

d?³v³v³v25== 0,0292 м = 29,2 мм. (2.13)

Из табл.2.2 [Приложение 1] уточняем d шкива: d=40 мм.

Определяем ширину шкива. Ширину шкива выбираем из табл.2.5 [Приложение 1] на один размер больше, чем ширина ремня:

В = 65 мм.

Рассчитываем ширину шпоночного паза:

По табл.5.3 [Приложение 1]

b = 12 мм; h = 8 мм; S = 0,4…0,6 мм.

3. В соответствии с расчетными данными выполняем чертеж шкива.

В качестве материала выбирается обычно серый чугун, например. СЧ 15.

Чертеж шкива

Таблица 2.1

Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А основногоисполнения (закрытые обдуваемые) по ГОСТ 19523-74

Тип электродвигателя	Номинальная мощность Р, кВт	Номинальная частота n, мин^-1	Тип электродвигателя	Номинальная мощность Р, кВт	Номинальная частота n, мин^-1
Синхронная частота мин^-1	Синхронная частота мин^-1
4А71АУ3 4А7182У3 4А80А2У3 4А80В2У3 4А902У3 4А1002У3 4А1002У3 4А112М2У3 4А132 2У3 4А160 2У3 4А160М2У3 4А180 2У3 4А180М2У3	0,75 1,10 1,50 2, 20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00	2840 2810 2850 2850 2840 2680 2860 2900 2900 2940 2940 2960 2960	4А80А6У3 4А80В6У3 4А906У3 4А100 6У3 4А112МА6У3 4А112МВ6У3 4А1326У3 4А132М6У3 4А160 6У3 4А160М6У3 4А180М6У3 4А200М6У3 4А200 6У3	0,75 1,10 1,50 2, 20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00	915 920 935 950 955 950 965 870 975 975 975 980 980
Синхронная частота мин^-1	Синхронная частота мин^-1
4А7184У3 4А480АУ3 4А80В4У3 4А90 4У3 4А100 4У3 4А100 4У3 4А112М4У3 4А132 4У3 4А132М4У3 4А160 4У3 4А160М4У3 4А180 4У3 4А180М4У3	0,75 1,10 1,50 2, 20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00	1390 1420 1415 1425 1435 1430 1455 1455 1460 1465 1465 1470 1470	4А90 А8У3 4А90 В8У3 4А100 8У3 4А112МА8У3 4А112МВ8У3 4А132 8У3 4А132М8У3 4А160 8У3 4А160М8У3 4А180М8У3 4А200М8У3 4А200 8У3 4А225М8У3	0,75 1,10 1,50 2, 20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00	700 700 700 700 700 720 720 730 730 730 730 735 735

Таблица 2.2

Стандартный ряд диаметров шкивов, мм (ГОСТ 17383-73)

40	45	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

Таблица 2.3

Допускаемая рабочая нагрузка прокладки резинотканевого ремня, Н/мм (ГОСТ23831-79)

Ткань х/б БКНЛ-65	Синтетическая ткань ТА-150	Синтетическая ткань ТА-300
3	10	20

Таблица 2.4

Значения коэффициента

до 1,2	1
до 1,5	0,9
до 2	0,8
до 3	0,7

Таблица 2.5

Стандартный ряд значений ширины ремня, мм (ГОСТ 23831-79)

10	16	20	25	30	40	45	50	60
65	70	75	80	100	115	120	150	175
200	225	250	280	315	355	400	450	500

 

Практическая работа №18

Тема: Изучение сварного шва. Клеевые и паянные соединения.

Время выполнения работы – 2 часа

 

Цель занятия: Изучение видов неразъемных соединений и правил их изображения на чертеже

Неразъемные соединения

Неразъемные соединения могут быть получены сваркой, пайкой, склеиванием, клепкой, сшиванием.

Соединение сваркой

Сваркой называют технологический процесс соединения твердых тел путем их местного сплавления. Сварным швом называют затвердевший после расплавления металл, соединяющий свариваемые детали, а совокупность деталей, соединенных сварным швом, называется сварным соединением. Все виды сварки заключаются в том, что места соединения обеих деталей разогреваются до жидкого или очень пластичного состояния, под действием посторонней силы или под собственным весом материалы элементов перемешиваются (внедряются друг в друга) и после остывания образуется соединение.

Разогрев может производиться в горне (кузнечная сварка), пламенем из горелки (газовая сварка), электрической дугой (электродуговая), трением (стыковая сварка), с помощью джоулева тепла (контактная точечная и ленточная сварки). В одних случаях используется присадочный материал (электроды), в других - материал самих элементов.

Типы сварных соединений представлены на рис. 1: угловое (рис. 1, а), тавровое (рис. 1, б), внахлест (рис. 1, в), стыковое (рис. 1, г).

Существуют различные виды сварки и способы их выполнения, например: ручная дуговая (ГОСТ 5264–80), автоматическая и полуавтоматическая под флюсом (ГОСТ 11573–75) и др. Подробнее см. ГОСТ 19521–74. Сварка металлов. Классификация.

Согласно ГОСТ 2.312–72 швы сварных соединений независимо от способа сварки изображают сплошной основной линией (видимый шов) или штриховой линией (невидимый шов). Видимые одиночные сварные точки изображают знаком "+" и выполняются сплошной основной линией. Длина отрезков линий этого знака 5...10 мм.

От изображения сварного шва проводят линию–выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. К линии–выноске присоединяют горизонтальную полку, на которую помещают условное обозначение сварного шва. Структура условного обозначения сварного шва представлена на рис. 2, где:

1 – обозначение стандарта на основные типы и конструктивные элементы сварных швов;

2 – буквенно–цифровое обозначение шва, характеризующее взаимное расположение свариваемых деталей (У – угловое, Т – тавровое, Н – внахлест, С – стыковое), а также характер шва (односторонний, двухсторонний) и форму свариваемых кромок;

3 – условное обозначение способа сварки;

4 – знак " " и размер катета сварочного шва;

5 – характеристики прерывистого шва, диаметр сварной точки, ширина шва шовной сварки;

6 – вспомогательные знаки, например, знак " " означает расположение шва по замкнутой линии.

Соединения паяные и клеевые

Пайка – это процесс получения неразъемного соединения твердых материалов с контактным локальным их плавлением при заполнении зазора между ними расплавленным припоем. Припои имеют сравнительно низкую температуру плавления, что делает пайку привлекательным способом соединения, остаточные тепловые деформации соединённых деталей отсутствуют. Поверхности перед пайкой очищаются от грязи и жира.

Припои могут быть оловянно-свинцовые, латунные, серебряные различного процент–ного состава, что изменяет их температуру плавления до значений, значительно меньших, чем температура плавления составных частей припоя.

Рис. 1

Рис. 2

По способам исполнения пайку можно разделить на следующие виды: пайка паяльником, в печах электросопротивления, индукционная и др.

Правила изображения и обозначения паяного соединения установлены ГОСТ 2.313–82. Место соединения спаянных деталей (рис. 3, а) показывается линией толщиной 2S, где S –толщинасплошной основной линии.

Склеивавание позволяет осуществлять соединения из разнородных материалов. Клееные соединения отличаются от паяных тем, что соединяемые элементы не разогре–ваются, клей (обычно жидкая масса) вводится между поверхностями контакта, прилипает к каждой из них, под давлением затвердевает и образует соединение.

Клееные соединения приобретают свои положительные свойства от качества клея (способности его прилипать к поверхностям деталей из различных материалов) и от прочности шва, если клей проникает в поры соединяемых элементов. Для склеивания широко применяют следующие типы клеев: эпоксидные, полиэфирные, фенольно–каучуковые и др.

Для обозначения паяного соединения применяется условный знак, изображенный на рис. 3, б. Знак наносят сплошной основной линией на тонкой линии–выноске, заканчивающейся стрелкой. Обозначение шва по замкнутой линии дополняется окружностью диаметром 3...5 мм, наносимой тонкой линией. Марка припоя указывается в технических требованиях чертежа.

Рис. 3 Рис. 4

Согласно ГОСТ 2.313–82 место соединения склеиваемых деталей (рис. 4, а) показывается линией (толщина 2S). Для обозначения клееного соединения применяется знак, изображенный на рис. 4, б.

Этот знак наносится основной линией на тонкой линии–выноске, заканчивающейся стрелкой. Марка клея указывается в технических требованиях чертежей.

 

Применяют для соединения деталей из несвариваемых, а также не допускающих нагрева материалов.

Основные размеры заклепок с полукруглой головкой выполняются согласно ГОСТ 10299–80 и заклепок с потайной головкой – по ГОСТ 10300–80. Условные изображения заклепочных соединений выполняются согласно ГОСТ 2.313–82.

В зависимости от расположения склепываемых листов различают швы внахлестку с одной и двумя накладками. По взаимному расположению заклепок различают швы однорядные, двухрядные с шахматным расположением заклепок, двухрядные с параллельным расположением заклепок.

Рис. 5

На чертежах размещение заклепок следует показывать в одинаковых местах каждого соединения, а в остальных – центровыми или осевыми линиями (рис. 5).

Контрольные вопросы

1. Какие соединения называются неразъемными?

2. Назовите виды сварных соединений.

3. Какие типы линий используются для изображения видимых и невидимых сварных швов?

4. В каком порядке располагают на полке линии–выноски вспомогательные знаки и буквенно–цифровые обозначения сварных швов?

5. Где и как наносят на чертежах данные о сварных швах?

6. Расшифруйте обозначение сварного шва: "ГОСТ 5264–80–Т 5".

7. Как изображаются швы, выполненные пайкой и склеиванием?

8. Чем отличаются линии-выноски при обозначении сварных, паяных и клеевых швов?

9. Где указывают на чертеже обозначение припоя и марку клея?

10. Как классифицируют заклепочные швы?