Кинематическая схема передачи с одноступенчатым редуктором

 

1- электродвигатель                   4- входной вал

2- соединительные муфты         5 – выходной вал

3- редуктор                                  6 – ленточная машина

 

Пример №1.

Определить пределы изменения частоты вращения ведомого вала фрикционного вариатора с коническими катками. Частота вращения ведущего вала 860 об/мин., наружные диаметры катков 400мм и 200 мм.

 

 

Дано: n1=860об/мин, DM= 200мм, Dб=400мм.   Найти: n2=? n*2=?

Решение: 1. Определяем передаточное число, если кольцо находится справа: 1.Определяем передаточное число, есо u1= D б lD м = 0, 4/0, 2= 2 2. Определяем передаточное число, если кольцо находится слева: u2= Dм/Dб =0,2./0,4.= 0,5 3.Определяем частоту вращения вала n2: n2= n1/u1= 860 /2= 430 об/мин 4.Определяем частоту вращения вала n*2: n*2= n1/u2= 860./0,5= 1720 об/мин.   Ответ: n2= 430 об/мин, n*2= 1720 об/мин.

Пример № 2.

Определить скорость ремня, передаваемое усилие и частоту вращения вала ременной передачи. Частота вращения ведущего шкива 720 об/мин., диаметр шкивов 160 и 640 мм., передаваемая мощность 6 кВт.

 

Дано: n1 = 720 об/мин, DI =160мм, D2= 640мм, N= 6 кВт.   Найти: V –? n2 –? P -?

Решение: 1. Определяем скорость движения ремня без учета проскальзывания: V= (πn1D1)/60= (3.14*720 *0,16)/60= 6м/с 2. Определяем передаточное число ременной передачи: u= D2/D1= 0,64/0, 16 = 4 3. Определяем частоту вращения ведомого шкива: n2= n1/u1= 720 /4= 18 об/мин 4. Определяем передаваемое усилие: P= 1000N/V= 1000*6/6= 1000 Н= 1 Кн.   Ответ: V= 6м/с, n2= 470 об/мин., Р= 1 Кн.

Пример № 3.

Определить окружное усилие на ободе червячного колеса. Модуль зацепления 10 мм., число зубьев червячного колеса 28, заходов червяка 4, КПД передачи 0,88, мощность на ведущем валу 8 кВт, часта вращения 1200 об/мин.

 

Дано: m=10мм, n1= 1200 об/мин, Z=28, N=8 кВт, Η=0,88.   Найти: P -?

Решение: 1. Определяем передаточное число червячной передачи: u=Z/Zч = 28/4= 7 2. Определяем крутящийся момент на ведущем валу: M1=9550*N/n1=9550*8 /1200 =64Н*м 3. Определяем крутящийся момент на валу червячного колеса: М2= М1*u*η= 64Н*7*0,88= 396Н*м 4. Определяем диаметр делительной окружности: D=m*Z=10*28= 280 мм 5. Определяем окружное усилие: P= 2*M2/D=2*396/ 0,28= 2820Н.   Ответ: Р= 2820 Н.

Для решения задач необходимо изучить гл. 4 «Механические передачи» в учебнике Волкова Д.П. «Строительные машины и средства малой механизации».

Курс лекций Урок №3 электронная версия

Задачи для решения

 

1. Определить передаточное число системы передачи двухступенчатого редуктора. Двухступенчатый редуктор состоит из зубчатой передачи, если число зубьев на ведущей шестерне равно 4, а на ведомой 32.

2. Определить окружное усилие на ободе червячного колеса. Модуль зацепления 15 мм., число зубьев червячного колеса 35, заходов червяка 5, КПД передачи 0,9, мощность на ведущем валу 12 кВт, часта вращения 1200 об/мин.

3. Определить скорость ремня, передаваемое усилие и частоту вращения вала ременной передачи. Частота вращения ведущего шкива 720 об/мин., диаметр шкивов 150 и 700 мм, передаваемая мощность 8 кВт.

4. Определить пределы изменения частоты вращения ведомого вала фрикционного вариатора с коническими катками. Частота вращения ведущего вала 940 об/мин., наружные диаметры катков 600мм и 300 мм.

5. Определить скорость ремня, частоту вращения вала ременной передачи. Частота вращения ведущего шкива 840 об/мин., диаметр шкивов 160 и 640 мм, передаваемая мощность 6 кВт.

6. Определить передаточное число передачи одноступенчатого редуктора. Одноступенчатый редуктор состоит из червячной передачи, если число заходов червяка равно 4, а число зубьев червячного колеса 32.

7. Выписать основные формулы для решения задач и дать пояснения к ним.

Практическая работа №2.
Тяговые расчёты машин

 

В результате изучения студент должен:

иметь представление:

– о принципе работы и свойстве дифференциального механизма, о приводных и управляемых колесах;

знать:

– назначение и классификацию ходовых устройств в строительных машинах, их предпочтительные области применения;

уметь:

– определять сопротивления передвижению машины и максимальное тяговое усилие по мощности приводного двигателя и по сцеплению движителя с основанием.

 

При движении автомобиля, трактора и другой строительной машины возникают различные сопротивления, на преодоление которых затрачивается энергия двигателя. Все действующие сопротивления подразделяются на основные и дополнительные.

Основное сопротивление слагается из сопротивления при движении машины на прямом горизонтальном участке пути с установившейся скоростью. Основное сопротивление движению обуславливается следующими причинами: трение качения колес (гусениц) осевых цапф в подшипнике, трения в механизме трансмиссии, потеря живой силы при переходе неровностей пути, сопротивление воздуха при движении на больших скоростях.

Кдополнительным сопротивлениям относятся: сопротивление движению на подъеме, движение на кривых участках пути, сопротивление ускорению движения.

W = Wo +(-) Wt,

где W- общее сопротивление движение машине,

Wo-основное сопротивление,

Wt- сопротивление движению на подъёме,

«+» - движение на подъёме,

«-» - движение под уклон.

Полное сопротивление при движении машины W = (G + Q) (Wo +- Wi + Wt),

где Q- вес груза,

G – собственный вес машины,

Wo- основное удельное сопротивление,

Wt- сопротивление при трогании с места,

Wo= 0,05 – 0,15 гусеничный ход,

Wt= 0,02 – 0,05,

Wo= 0,02 – 0,3 пневматический ход,

Wi- дополнительное удельное сопротивление на подъёме (уклоне).

Значение удельного сопротивления на подъёме принимается равному величине уклона пути в сотых.

Суммарное сопротивление движению преодолевается силой тяги (касательная сила тяги) на ободе ведущих колёс. T к, движение возможно, если Тк≥ W

При установившемся равномерном движении Тк = W.

Тяговое усилие по мощности равно:Tk = 1000 N дв η / V,

где Тк – тяговое усилие, кН,

V – скорость движения машины, м/с,

η - КПД передачи от двигателя к колёсам,

η = 0,8 – 0,9.

Тяговое усилие по сцеплению равно: Tk ≤ G сц* f сц≥ Po,

где Po – окружное усилие на ободе ведущего колеса (звёздочки),

Gсц – сцепной вес, т.е вес машины с грузом приходящегося на ведущие колёса (гусеницы),

fсц – коэффициент сцепления колёс (гусениц) с поверхностью дороги определяют по таблице 1.1.

 

Пример № 1.

Определить максимальные значения скорости, при которых груженый самосвал может преодолеть заданный уклон и передвигаться по заданному пути. Мощность двигателя 220 кВт. КПД передачи от вала двигателя до колес 0,8; вес автомобиля 240 кН, вес груза 250 кН, дорога грунтовая, основное удельное сопротивление 0,08; дополнительное удельное сопротивление на подъеме 0,14, сопротивление при трогании с места 0,03, коэффициент сцепления колёс с поверхностью пути 0,6.

V3

V1 V2

 

 

Дано: fсц=0,6, wt=0,03 η= 0,8, Wi= 0,14, G= 240 кН, Wo= 0,08, Nдв=220 кВт, Q=250кН, Wt= 0,03   Найти: V1, V2, V3 -?

Решение: 1. Определяем полное сопротивление придвижении машины: W= (G+Q) (Wo + W + Wi) =490(0,08+0,14+0,03)= 122,5 кН 2. Определяем сопротивление по сцеплению Тк= Gсц fсц =490 *0,6= 294 кН 3. Определяем скорость при трогании на уклоне. V1=(Nдв η)/W= (220*0,08)/122,5= 1,44 м/с = 5,3 км/ч. 4. Определяем скорость машины на уклоне V2= (Nдв η)/(G+Q)(Wo+Wi)= 1,6 м/с = 5,8 км/ч. 5. Определяем скорость на горизонтальном участке пути V3= (Nдв η)/(G+Q)Wo= 4,5 м/с = 16,2 км/ч.   Ответ: V1= 5,3 км/ч., V2= 5,8 км/ч., V3= 16,2 км/ч.

Пример № 2.

V

Определить максимальное значение уклонов, которое может преодолеть гусеничный трактор мощностью двигателя 95 кВт. Скорость передвижения 3,2 км/ч. КПД передачи от вала двигателя до ведущих звеньев гусениц 0,8, вес трактора 115 кН, дорога – рыхлый грунт, основное удельное сопротивление 0,15, сопротивление при трогании с места 0,3, коэффициент сцепления с поверхностью пути 0,7.

 

 

Дано: G= 115 кН, f= 0,7, V= 3,2 км/ч, η= 0,8, W= 0,3, Wо = 0,15. Nдв = 95 кВт Найти: i -?

Решение: Определяем тяговое усилие по мощности: Tk= (Nдв η)/V= (95*0,8)/0,88= 86,4 кН Определяем тяговое усилие по сцеплению: Tk= Gсц fсц= 115*0,7= 80,5 кН По условию Tk=W = 80,5 кН W= G(Wo+Wт+Wi)Wi= (W – GWo – GWт)/G= 0,52 i= 52 по таблицам находим уклон. Ответ: i= 52, данный уклон не допустим, и преодолеть трактор его не может.

Пример № 3.

V

Определить удельное значение тягового усилия, развивающее пневмоколёсным тягачом. Мощность двигателя 95 кВт. Пределы изменения скорости 2,2 – 30 км/м. КПД передачи от вала двигателя до колёс 0,8, вес тягача 56 кН., коэффициент сцепления колёс с поверхностью пути 0,6.

 

Дано: G= 56 кН, V2= 30 км/ч, Nдв = 95 кВт. V1= 2,2 км/ч fсц= 0,6 η= 0,8 Найти: V -?

Решение: 1. Определяем тяговое усилие по мощности при V мах: Tk= (Nдв η)/V2= 9,12 кН 2. Определяем тяговое усилие по мощности при V мин: Tk= (Nдв η)/V1= 124,4 кН 3. Определяем тяговое усилие по сцеплению: Tk= Gfсц= 56*0,6= 33,6 кН 4. Соблюдая условие, выбираем Тк Tk<Tсц V= (Nдв η)/Tk= 2,2 м/с= 8 км/ч. Ответ: движение тягача начнется V= 8 км/ч, до этой скорости будет пробуксовка колес.

 

Для решения задач необходимо изучить гл. 7.4 «Тяговые расчеты» в учебнике Волкова Д.П.«Строительные машины и средства малой механизации» или курс лекций Урок № 6 в электронном виде.

 

Задачи для решения

 

1. Определить максимальное значение скоростей, при которых автосамосвал может преодолевать заданный уклон и передвигаться по горизонтальному пути. Мощность двигателя 200 кВт, к.п.д. передачи от вала двигателя до ходовых колес 0,8 вес автомобиля 240 кН дорога грунтовая, основное удельное сопротивление 0,1 дополнительное сопротивление на подъеме 0,14 сопротивление при трогании с места 0,03 сух грунтовая дорога.

2. Определить максимальное значение уклона, которое может преодолеть гусеничный трактор. Мощность двигателя 90 кВт скорость передвижения 4 км/ч к.п.д. передачи от вала двигателя до ведущих звездочек гусеничного хода 0,8вес трактора 115 кН дорога рыхлый грунт, основное удельное сопротивление 0,15 сопротивление при трогании с места 0,03.

3. Определить предельное значение тяговых усилий развиваемых пневмоколесным тягачом с грузом. Мощность двигателя 95 кВт пределы изменения скоростей 2,5-35 км/ч к.п.д. передачи от вала двигателя до ходовых колес 0,8 вес тягача 60 кН и вес груза 45Кн дорога- асфальт сухой.

4. Определить максимальное значение скоростей при которых трактор спускается с уклона и передвигается по горизонтальной поверхности. мощность двигателя 90 кВт к.п.д. передачи от вала двигателя до ходовых звездочек гусениц 0,8 вес трактора 100 кН дорога грунтовая, основное удельное сопротивление 0,16 дополнительное удельное сопротивление на спуске 0,10 сопротивление при трогании с места 0,04.

5. Определить полное сопротивление движению груженого автосамосвала, который преодолевает уклон и передвигается по горизонтальному пути и определить тяговое усилие по сцеплению. Вес автомобиля 200 кН вес груза 220 кН дорога грунтовая основное удельное сопротивление 0,08 дополнительное сопротивление на подъеме 0,14 сопротивление при трогании с места 0,03.

6. Выписать основные формулы для решения задач и дать пояснения к ним.

 

Таблица 1.1.