Проектирование привода общего назначения

∆n =|(70-70)/70|*100% = 0 %

     Вычислим  угловую скорость по формуле:

ω = π * n_д.в./30                                                                                               (10)

ω = 3,14*1430/30=149,67рад/с

     Определяем  вращающие моменты на валах:

Т_дв =P_дв/ω                                                                                                (11)

Т_дв = 4*10³/149,67 = 26,73 Н м

- на ведущем  валу редуктора

Т₁ = Т_дв η_м η_п.п                                                                                                                                             (12)

Т₁ = 26,73*0,99*0,98=25,93 Н м

- на ведомом  валу редуктора

Т₂ = Т₁ η_ред. η_п.п. U_ред                                                                                                                         (13)

Т₂ = 25,92*0,98*2*0,96=48,79Н м

- на ведомом  шкиве ременной передачи

Т₃ = Т₂ η_п.п. η_р.п. η_м                                                                             (14)

Т₃ = 48,79*0,95*0,98*0,99=44,97Н м

     Определяем мощность:

Р₁ = Р_дв η_м η_п.п                                                                                                                                    (15)

Р₁ = 4*10³*0,99*0,98=3880,8 Вт

Р₂ = Р₁ η_ред. η_п.п                                                                                                                                 (16)

Р₂ = 3880,8*0,96*0,98=3651,06 Вт

Р₃ = Р₂ η_п.п. η_р.п. η_м

Р₃ = 3651,06*0,98*0,99*0,95=3365,15Вт

     3.Расчет  передачи с клиновыми ремнями.

     3.1Расчет  геометрических параметров передачи.

       Выбор сечения ремня.

     Сечение ремня выбирают по номограмме в зависимости  от мощности, передаваемой ведущим  шкивом и его частоты вращения.

Р₂ = 3651,06  Вт

n₂ = 358 об/мин

     Рис.2.Номограмма.

Получаем ремень сечения А.

       Определение расчетного диаметра  ведущего шкива.

     Минимальное значение расчетных диаметров малого шкива d_min = 90 мм берем из таб.3

     

Таблица 3

Сечение ремня	0	А	Б	В	Г	Д
dmin, мм	63	90	125	200	355	500

 

     Находим диаметр ведущего шкива d₁

d₁ = 2 d_min                                                                                                                                                               (17)

d₁=2*90=180 мм

       Определение диаметра ведомого  шкива.

d₂ = U_р.п.1 d₁ (1 – ξ)                                                                                 (18)

     где  d₁ –  расчетный диаметр ведущего шкива [мм];

ξ – коэффициент  скольжения (ξ = 0,01 0,02)

d₂ = 5,11*180(1- 0,01)=910,602 мм

     По  стандартам принимаем значение d₂ = 1000,00 мм.

       Определение фактического передаточного  числа U_ф и проверка его отклонения ∆U от заданного U

U_ф =d₂/(1-ξ)*d₁                                                                                   (19)

U_ф =1000/180*(1-0,01)=5,61

∆U = [|U_ф - U| / U] 100%                                                                           (20)

∆U = [|5,61-5,11| / 5,11] 100% = 9,78%

       Определение наружной скорости  ремня.

υ = (π d₁ n₁) / 60 10³ ≤ [υ]  ,                                                                 (21)

     где [υ] – допускаемая скорость, м/с: [υ] = 25м/с – для клиновых ремней.

υ = (3,14*180*1430  ) / 60 10³ = 13,47м/с

       Межосевое расстояние.

     Определяем  предварительное межосевое расстояние по условию:

0,55 (d₁ + d₂) +h < a < 2 (d₁ + d₂)  ,

     где h = 8мм – высота сечения ремня, взятая из таб. 4

     Таблица 4

Тип ремня	0	А	Б	В	Г	Д
h, мм	6	8	10,5	13,5	19	23,5

 

657 < а < 2360

Исходя из этого условия  берем а = 1000,00мм

     Определяем  расчетную длину ремня L_р, мм:

L_р = 2 а + π(d₁+d₂)/2+(d₁+d₂)²/4*a                                                         (22)

Получаем L_р = 2*1000+3,14(180+1000)/2+(180+1000)²/4*1000=4021 мм  

     Округляем это значение до ближайшего стандартного L_р = 4000 мм.                                                              

     

Уточняем межосевое  расстояние по стандартной длине:

а = 1/8{2 L – π (d₁ + d₂) + ((2*L-π*(d₁+d₂))²-8*(d₁-d₂)²)^1\2} (23)

Получаем, а = 1/8(2*4000-3,14(1000+180)+3615) = 989мм.

       Угол обхвата ремня ведущего  шкива

α₁ = 180⁰ - 57⁰ (d₂ – d₁) / а   (α₁ ≥ 120⁰)                                                   (24)

α₁=180-57(1000-180)/989=133≈130˚

     3.2. Определение мощности, передаваемой одним ремнем.

Р_р = Р₀ С С_L/ С_р  ,                                                                                   (25)

     где Р₀ = 2,91 кВт – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем;

С = 0,86 – коэффициент угла обхвата

С_р = 1– коэффициент динамичности и режима работы при спокойной еанрузке (при односменной работе);

С_L = 1,0 – коэффициент длины ремня, зависит от отношения принятой длины ремня L к исходной длине L_р , таб.5

     Таблица 5

Тип ремня	L/Lр	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	2,4
Нормального сечения	СL	0,79	0,82	0,86	0,89	0,95	1	1,04	1,07	1,1	1,2

 

Получаем  Р_р = 2,91*0,86*1/1=2,50 кВт

     3.3. Определение нагрузки ремня на вал.

R = 2 F₀ z sin (α₁ / 2)   ,                                                                         (26)

     где z – число ремней, принимаем равное 1; 

F₀ – натяжение ветви одного ремня, Н

F₀ = [0,85 Р_ср С_z / (z υ С)] + θ υ²  ,                                                   (27)

     где υ – окружная скорость ремня, м/с;

Р – передаваемая мощность на ведущем валу, Вт;

С_z = 1, коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте;

θ – коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил из таб.6

     Таблица 6

Сечение ремня	0	А	Б	В	Г	Д
θ, Н с2/м2	0,06	0,1	0,18	0,3	0,6	0,9

 

     Получаем  следующие значения:

F₀ = [0,85*3651,06*1/1*13,47*0,86]+0,1*13,47² = 201,64 Н

 R = 2*201,64*1*sin (130⁰ / 2) = 149,21 Н

     3.4. Проверочный расчет.

       Проверка прочности одного клинового  ремня по максимальным напряжениям  в сечении ведущей ветви σ_max.

σ_max = σ₁ + σ_u + σ ≤ [σ]_р  ,                                                                            (28)

     где σ – напряжение от центробежных сил, Н/мм²

σ = ρ  υ² 10 ^-6  ,                                                                                          (29)

     где ρ  = 1250 1400 кг/м³ – плотность материала ремня;

σ = 1300 (13,47)² 10 ^-6  = 0,24 Н/мм²

σ_u – напряжение изгиба, Н/мм²:

σ_u = Е_u h / d₁  ,                                                                                            (30)

     где E_u = 80 100 Н/мм² – модуль продольной упругости;

h = 8мм – высота сечения ремня;

σ_u = 90*8 / 180 = 4 Н/мм²

σ₁ – напряжение растяжения, Н/мм²:

σ₁ = (F₀ /A) + (F_t /2 A z)  ,                                                                        (31)