Срок службы приводного устройства

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Студент

1 Тема: Расчет и проектирование привода рабочей машины на основе открытой гибкой передачи.

2 Срок предоставления работы к защите _____________________

3 Исходные данные для проектирования:

3.1 Тип гибкой передачи: плоскоременная

3.2 Мощность на выходе: 3 кВт

3.3 Частота вращения вала рабочей машины, n, об/мин: 80

4 Перечень графического материала: эскиз шкива

Срок службы приводного устройства

Срок службы (ресурс) L_h ч, определить по формуле:

L_h = 365´L_г´К_г´t_c´L_c´K_c,

где L_г – срок службы привода, лет;

t_c – продолжительность смены, ч;

L_c – число смен;

К_г – коэффициент годового использования

;

K_c – коэффициент сменного использования,

.

L_г =4 года

t_c =8 часов

L_c = 2

К_г ; K_c

L_h=365´4´0,69´8´2´1=16118,4 часов=671,6 дней=2 года

Выбор двигателя

а) Определить требуемую мощность Р_дв, кВт:

,

где h - КПД гибкой передачи

η=η₁´η₂´η₃´η₄³

где, η₁ = 0,97 – КПД ременной передачи;

η₂ = 0,94 – КПД зубчатой передачи;

η₃ = 0,98 – КПД муфты;

η₄ = 0,99 – КПД одной пары подшипников качения

η = 0,97´0,94´0,98´ 0,99³ =0,87

Р_дв кВт

б) Определить частоту вращения вала двигателя n_НОМ об/мин:

.

где i – передаточное отношение гибкой передачи:

для цепной - 2÷5;

для ременных всех типов - 2÷4.

n_НОМ=2´80=160 об/мин

в) Определить номинальную мощность двигателя Р_НОМ, кВт.

Значение номинальной мощности выбрать из таблицы П.1 по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности Р_ДВ:

Р_НОМ ≥ Р_ДВ.

4 ≥ 3,44

Тип двигателя 4АМ100L4Y3, синхронная частота вращения 1500 об/мин

При этом надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

Проектный расчет

1. Определить диаметр ведущего шкива d_1. Из условия долговечности для проектируемых кордошнуровых ремней d₁≥70d, где толщину ремня d, мм, выбрать по таблице.

d₁ = 70 ´ 2,8 = 196 мм

Полученное значение d₁ округлить до ближайшего стандартного: d₁ = 200 мм

2. Определить диаметр ведомого шкива d₂, мм:

d₂ = i´ d₁´ (1-ε),

где i=2÷4.— передаточное отношение открытой ременной передачи всех типов); ε = 0,01÷0,02 — коэффициент скольжения.

d₂ =2 ´ 200´ (1-0,015) = 394мм

Полученное значение d₂ округлить до ближайшего стандартного: d₂=400 мм

3. Определить фактическое передаточное отношение i_ф и проверить его отклонение Δi от заданного i:

;

Δi= %; 1,5≤3

4. Определить ориентировочное межосевое расстояние а, мм:

а ≥ 1,5 ´ (d₁ + d₂)

а≥ 1,5 ´(200+400) ≥900

5. Определить расчетную длину ремня l, мм:

.

Полученное значение l, мм, принять по стандарту из ряда чисел: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1050, 1150, 1200, 1250, 1300, 1400, 1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000.

l=3000 мм

6. Уточнить значение межосевого расстояния а по стан­дартной длине l, мм

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения, а на 0,01 l для того, чтобы облегчить надевание ремня на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения, а на 0,025 l.

7. Определить угол обхвата ремнем ведущего шкива a₁, град:

a₁ = 180°-57°(d₂ – d₁)/a.

Угол a₁ должен быть > 150°.

a₁=180°-57°(400– 200)/1024=169°

8. Определить скорость ремня v, м/с:

v = πd₁n₁/(60000) < [v],

где d₁ и n₁ — соответственно диаметр ведущего шкива (см. п. 1) и его частота вращения;

[v]= 35 м/с — допускаемая скорость.

v=3,14´200´1500/60000 =15,7 м/с≤ 35 м/с

9. Определить частоту пробегов ремня U, с-¹:

U = v/l ≤ [U],

где [U] = 15c^-1 допускаемая частота пробегов; l - стандарт­ная длина ремня, м.

Соотношение U<[U] условно выражает долговечность ремня и его соблюдение гарантирует срок службы 1000÷5000 ч.

U= 15,7/3000=0,005 ≤ 15с-¹

10. Определить окружную силу F_t, H, передаваемую ремнем:

F_t = P_НОМ´1000/v,

где P_НОМ — номинальная мощность двигателя, кВт; v — скорость ремня, м/с.

F_t =4´1000/15,7=254,8

11. Определить допускаемую удельную окружную силу [к_п] Н/мм²:

[к_П] = [к₀]´С_Q´С_a´С_V´С_Р´С_d´С_F,

где [к₀]— допускаемая приведенная удельная окружная сила, Н/мм².

– коэффициент угла наклона линии центров шкивов к горизонту;

=1;

С_a– коэффициент угла обхвата a;

С_a=0,97;

С_V – коэффициент влияния натяжения от центробежных сил;

С_V= 1;

С_Р– коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы;

С_Р =1;

С_d – коэффициент влияния натяжения;

С_d = 1,2

С_F– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между кордшнуровыми и уточными нитями;

С_F= 0,85

[к_П]=0,9´1 ´0,97 ´1 ´1,2´0,85=0,89

12. Определить ширину ремня b, мм:

b = F_t /δ[к_П].

Полученную ширину ремня b округлить до стандартного значения:

*Здесь B — стандартное значение ширины шкива.

b =254,8/2,8´0,89=102,2

Округляем до 100 мм

13. Определить площадь поперечного сечения ремня А, мм²

A = d´b

A =2,8 ´ 100=280 мм²

14. Определить силу предварительного натяжения ремня F_o, H:

F₀ = A ´σ₀

F₀ = 280´ 2=560

15. Определение силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей ремня, Н:

F₁ = F₀ + F_t / 2;

F₂ = F₀ - F_t /2

F₁ =560 +254,8/2=687,4

F₂ = 560 -254,8/2=432,6

16. Определить силу давления ремня на вал Fоп, Н:

F_OП = 2 F₀ sin(a₁/2),

где a₁ – угол обхвата ремнем ведущего шкива.

F_OП = 2´ 560´ sin 84°,30=2´560´0,995=1114,4

Проверочный расчет

17. Проверить прочность ремня по максимальным напряже­ниям в сечении ведущей ветви σ_МАХ, Н/мм²:

σ_МАХ = σ₁ + σ_И +σ_V < [σ]_P,

где

а) σ₁ напряжения растяжения;

σ₁ = F₀/А+ F_t/2A – в плоском и поликлиновом ремне;

σ₁ =560/280+254,8/2´280=2,455

б) σ_И – напряжение изгиба;

σ_И = Е_Иd/d₁ – плоский;

Здесь Е_и=80¸100 Н/мм² — модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней;

σ_И = 90 ´2,8/200 =2,66

в) σ_v = p v ²× 10^-6 — напряжения от центробежных сил, Н/мм². v, м/с.

Здесь р — плотность материала ремня, кг/м³;

р = 1000¸1200 кг/м³ — для плоских ремней;

σ_v = 1100×15,7²×10^-6 = 0,271

г) [σ]_P — допускаемое напряжение растяжения, Н/мм²;
[σ]_P = 8 Н/мм² — для плоских и поликлиновых ремней

σ_МАХ =2,455+2,66+0,271=5,386

5,386<8;σ_МАХ < [σ]_P

18. Составить отчет по полученным результатам в виде таблицы.

Cписок использованной литературы

1. Иванов М. Н. Детали машин. -М.: Высш. шк., 2002. – 408с.

2. Чернавский С. А. Проектирование механических передач. -М.: Высш. шк., 1984.-612 с.

3. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин. -М.: Высш. шк.,1991.-432 с.

Эскиз шкива

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: