Проектирование привода общего положения

Во втором разделе осуществляются расчет элементов привода рычажного механизма, кинематическая схема которого приведена на рис. 2.1, и разработка конструкции одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора. За основу принята известная методика коллектива авторов под общим руководством С. А. Чернавского.

Рисунок 2.1 - Кинематическая схема привода

К исходным данным на проектирование относятся эксплуатационные, загрузочные и энергетические характеристики: средняя мощность , угловая скорость кривошипа , тип нереверсивного редуктора, предназначенного для длительной эксплуатации, режим работы.

 

Выбор электродвигателя и энергокинематический расчет

При передаче движения от вала электродвигателя к кривошипу в приводе теряется энергия на трение. Эти потери учитываются при помощи КПД.

Общий КПД привода:

где - потери в паре косозубых колес, работающих в закрытом корпусе;

- потери пары подшипников, на которые опираются валы редуктора;

- потери в клиноременной передаче.

КПД привода:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Лист

КП-02069964-140106-82-11-ПЗ

При проектном расчете из-за невозможности точного определения КПД выберем его наименьшие значения. Требуемая мощность электродвигателя с учетом потерь составит:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Лист

КП-02069964-140106-82-11-ПЗ

Пользуясь ГОСТ 19523-83, выберем электродвигатель с синхронной скоростью 12,5 с^-1. При этом перегрузка выбранного двигателя допустима не более чем на 5, недогрузка - не более чем на 20 %. С учетом этого выберем электродвигатель 132S8 мощностью 4 кВт и относительным скольжением S = 4,1%.

Недогрузка двигателя в допустимых пределах составит:

 

.

 

Рабочая частота вращения:

.

 

или угловая скорость:

 

Определим общее передаточное отношение привода:

 

Передаточные отношения для каждой ступени привода примем следующие: для редуктора по ГОСТ 2185-66 для ременной передачи:

 

Составим таблицу значений частот вращения, угловых скоростей и вращающих моментов (табл.) для каждого вала

 

Обозначение вала	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, рад/с	Вращающий момент, Н∙мм
	no = nдв = 720	ωo = ωдв = 75,36	To=Nтр/ ωo = 3870/75,36 = 51,35∙10^3
	n1 = no/ uр = 720/3,14 = 229	ω1 = ωo/ uр= 75,36/3,14 = 24	T1= To∙uр∙η2∙η3 = 172∙10^3
Изм. Лист № докум. Подпись Лист КП-02069964-140106-82-11-ПЗ   2	n2 = n1/ uр= 229/2 = 114,5	ω2 = ω1/ uр = 12	T2= T1∙uр∙η1∙η2 = 357∙10^3

Таблица 2.1 – Энергокинематические показатели привода

 

Расчет клиноременной передачи

 

Исходные данные: передаваемая мощность , частота вращения ведущего шкива , передаточное отношение , вращающий момент , скольжение ремня .

В зависимости от частоты вращения и передаваемой мощности принимаем клиновой ремень сечением Б.

Диаметр меньшего шкива определим по формуле:

,

.

Диаметр большего шкива рассчитаем через передаточное отношение :

Полученное значение принимаем из стандартного ряда по ГОСТ 17383-73[5]: d₂ = 450 мм.

Уточним передаточное отношение:

Тогда угловая скорость 1-го вала

.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Лист

КП-02069964-140106-82-11-ПЗ

Расхождение с первоначальными расчетами составит:

что менее допустимого.

Межосевое расстояние а_р назначим из интервала :

где .

.

Выберем предварительно значение, близкое к : .

Расчетную длину ремня найдем по формуле:

и округлим до стандартного ближайшего значения L = 2000 мм. Уточненную величину межосевого расстояния а_р с учетом стандартной длины ремня L вычислим как:

.

.

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0,01∙2000=20 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и увеличения его на 0,025L=0,025∙2000=50 мм для натяжения ремней.

Коэффициент режима работы С_р=1,0, учитывающий условия

 

эксплуатации передачи.

- коэффициент, учитывающий влияние длинны ремней на их количество;

Угол обхвата меньшего шкива рассчитаем по формуле:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Лист

КП-02069964-140106-82-11-ПЗ

Коэффициент C_α=0,95˚, учитывает влияние угла обхвата при α=162˚99’. Коэффициент C_Z = 0,90, учитывающий число ремней в передаче (предположительно 3 - 5).

Определим число ремней в передаче по формуле (Р_о=2,33 кВт):

Примем Z = 2

Рассчитаем натяжение ветви клинового ремня по формуле:

,

Где скорость: V = 0,5∙ω_o∙d₁ = 0,5∙75,36∙0,14 = 5,27 м/с

Θ = 0,18 - учитывает влияние центробежных сил. Тогда:

F₀= [(850∙3,87∙1∙0,93)/(2∙5,27∙0,95)] + 0,18∙(5,27)² = 236 H;

Вычислим величину усилий на валах по формуле:

F_B= 2∙F₀∙z∙sin (α₁/2) = 2∙138,4∙2sin(162˚99’/2) = 531,2 H;

Ширина шкивов:

.