Кинематический и силовой расчет привода

Исходные данные:

а) мощность на приводном валу кВт;

б) частота вращения приводного вала ;

в) передаточное отношение редуктора ;

г) мощность двигателя кВт;

д) частота вращения вала двигателя .

 

Порядок расчета:

Общий КПД привода:

КПД ременной передачи ;

КПД конической передачи ;

КПД цепной передачи ;

КПД подшипников качения .

(1.1)

.

Требуемая мощность:

(1.2)

кВт.

Передаточные отношения привода:

Общее передаточное отношение:

(1.3)

;

Передаточное отношение цепной передачи принимаем ;

Передаточное отношение ременной передачи:

 

(1.4)

.

Мощность, частота вращения и вращающий момент на валах привода:

Вал I:

;

;

Н·м.

Вал II:

;

;

Н·м.

Вал III:

;

;

Н·м.

Занесение полученных данных в таблицу 1:

Таблица 1. Кинематический расчёт привода

№ вала	P, кВт	T, Н·м	n, об/мин
	1,8	81,1
	1,73	155,8
	1,6	436,6

РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ

Расчет клиноременной передачи

Исходные данные:

а) Передаточное отношение ременной передачи ;

б) Мощность двигателя кВт;

в) Частота вращения вала двигателя .

 

Порядок расчета:

Выбор сечения ремня

В качестве расчетной мощности , передаваемой ведущим шкивом, принимается мощность, равная номинальной мощности двигателя . Аналогично, частота вращения n₁, ведущего шкива равна номинальной частоте вращения двигателя. Таким образом:

кВт;

.

По номограммам, приведенным в табл. 1П.35 приложения 1П [1, с. 394], в зависимости от мощности P₁ и частоты вращения n₁ выбираем клиновые ремни: нормального сечения A.

Определение диаметров шкивов

По табл. 1П.36 приложения 1П [1, с. 395] минимально допустимый расчетный диаметр ведущего (малого) шкива: для ремня A – d_plmin= 90 мм. В целях повышения срока службы ремней рекомендуется применять ведущие шкивы с диаметром d_р1 больше d_plmin на 1...2 размера из стандартного ряда (см. табл. 1П.37 приложения 1П [1, с. 398]). Учитывая данную рекомендацию, принимаем: для сечения ремня A – d_pl = 100 мм.

При коэффициенте скольжения ε = 0,01...0,02 (расчетное значение ε = 0,015) диаметр d_р2 ведущего шкива:

(2.1)

мм.

По табл. 1П.37 приложения 1П [1, с. 398] принимаем стандартное значение d_р2= 315 мм.

Определяем фактическое передаточное число U_ф и проверяем его отклонение ΔU от заданного U:

(2.2)

;

(2.3)

.

Определение межосевого расстояния а и расчетной длины ремня l.

Предварительная величина межосевого расстояния а' ≈ d_р2. Тогда для сечения ремня A а'= 315 мм.

Расчетная длина ремня l' (предварительно):

(2.4)

мм.

Исходя из l' по табл. 1П.36 приложения 1П [1, с. 395] принимаем стандартное значение l: для сечения ремня A l = 1400 мм.

Уточняем значение межосевого расстояния а по стандартной длине l:

(2.5)

мм.

После уточнения а в обязательном порядке проводится проверка:

, (2.6)

где Т-высота поперечного сечения ремня по табл. 1П.36 приложения 1П [1, с. 395].

Для сечения ремня A (Т = 8 мм):

 

0,55(100 + 315) + 8 = 236,25 мм;

2(100 + 315) = 830 мм;

236,25 мм < а = 312,4 мм < 830 мм.

Выше записанное условие выполняется.

4. Определение угла обхвата ремнем ведущего шкива α₁

Угол обхвата α₁ (град):

(2.7)

.

5. Определение допускаемой мощности [P], передаваемой одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи.

Скорость ремня υ (м/с):

(2.8)

м/с.

По табл. 1П.38 приложения 1П [1, с. 397] в зависимости от полученной величины υ линейным интерполированием определяем приведенную мощность [P₀], передаваемую одним клиновым ремнем.

Для сечения ремня A при d_р1 = 100 мм имеем:

υ = 3 м/с; [Р₀] = 0,72 кВт;

υ = 5 м/с; [Р₀] = 0,95 кВт.

Тогда при υ = 3,7 м/с:

кВт.

По табл. 1П.39 приложения 1П [1, с. 398] коэффициент угла обхвата α₁ на ведущем (меньшем) шкиве интерполированием: для сечения ремня A(α₁ = 141°) С_α= 0,893.

По табл. 1П.39 приложения 1П [1, с. 398] для передаточного числа U_ф коэффициент С_и интерполированием: для сечения ремня A (U_ф= 3,2) С_и =1,14.

Коэффициент длины ремня согласно Д.Н. Решетова [4]

 

, (2.9)

где l – стандартная длина ремня, l₀ – базовая длина ремня по табл. 1П.38 приложения 1П [1, с. 397] для соответствующего сечения ремня.

Для сечения ремня A (l = 1400 мм; l₀=1700 мм):

.

По табл.1П.41 приложения 1П [1, с. 398] при умеренных колебаниях (конвейер цепной) и односменной работе коэффициент режима нагрузки С_p=1.

Тогда допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи:

(2.10)

кВт.

Необходимое число ремней

, (2.11)

где С_z - коэффициент числа ремней:

z 1 2...3 4...6 > 6

С_z 1 0,95 0,9 0,85.

При мощности на ведущем (меньшем) шкиве Р₁ = Р_тр = 1,9 кВт, задаваясь ко­эффициентом С_z, имеем:

;

принимаем z = 3.

7. Определение силы предварительного натяжения F₀(Н) одного клинового ремня

, (2.12)

где q-масса 1 м длины ремня; по табл. 1П.36 приложения 1П [1, с. 395] для ремня сечения A q = 0,105 кг/м.

 

140 Н.