Материалы для выполнения и защиты контрольной работы, письменный контроль (ПСК): контрольная работа (ПСК-2)
Тема контрольной работы «Расчёт механических передач»
Этап 2* «Расчет зубчатых передач редуктора»
*- исходные данные для расчета и текстовый алгоритм выполнения заданий №1, №2 и №3 приведены по адресу: https://edu.pgta.ru/course/view.php?id=982
Кинематическая схема привода и исходные данные для расчета
Рисунок – Схема привода машины:
I – вал электродвигателя; 1- ведущий шкив клиноременной передачи;
2- ведомый шкив клиноременной передачи; II – быстроходный вал редуктора;
III – – промежуточный вал редуктора; IV – тихоходный вал редуктора;
3,5- шестерни; 4,6 – зубчатое колесо
ЗАДАНИЯ**:
| Варианты | ||||||
| мощность на выходном валу привода Рвых, кВт | 0,8 | 1,0 | 1,3 | 1,7 | 1,9 | 2,2 |
| Варианты | аз офю | би пхя | вк рш | гл с щ | дм тц | жн уэ |
| частота вращения выходного вала привода nвых, мин-1 |
** – вариант мощности выбирается по порядковому номеру студента в списке группы /у заочников по последней цифре номера зачетки/, при этом если цифра более 6, нумерация проводится по кругу; вариант частоты вращения выбирается по первой букве фамилии.
*** – передаточное число редуктора – подобрать самостоятельно
Расчет производится на основе ранее полученных данных и использования справочной литературы.
Краткие сведения о клиноременной передаче
1 Назначение передачи.
Основное назначение – передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения и повышением вращающего момента.
2. Устройство передачи.
Клиноременная передача – это передача гибкой связью, состоящая из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов и надетого на них ремня 3. В состав передачи могут также входить натяжные устройства. Обычно применяется несколько ремней.
По форме поперечного сечения ремни такой передачи – клиновые. Их изготавливают бесконечными замкнутыми.
3. Достоинства и недостатки.
Достоинствами клиноременной передачи трением: возможность передачи движения на значительные расстояния; возможность работы с высокими скоростями; плавность и малошумность работы; предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и ударов; защита от перегрузки за счет проскальзывания ремня по шкиву; простота конструкции; отсутствие смазочной системы; низкая стоимость.
Недостатки: значительные габариты; значительные силы, действующие на валы и опоры; непостоянство передаточного отношения; малая долговечность ремней в быстроходных передачах; необходимость защиты ремня от попадания масла.
Приведите схему клиноременной передачи и опишите ее.
Расчет клиноременной передачи
1. Выбор сечения ремня.
Основной деталью передачи является приводной бесконечный ремень. Выбор необходимого сечения ремня определяется в зависимости от передаваемой мощности и частоты вращения ведущего шкива.
При 
, 
по графику рис.11 [3, стр. 17] подходят ремни сечением О с размерами приведенными в табл. 1 [3, стр. 16]
; 
;
Высота сечения ремня 
;
Площадь сечения ремня 
;
Масса 1 м длины ремня =0,06кг/м;
Минимальный диаметр шкива 
.
2. Определим диаметр шкивов.
С целью увеличения рабочего ресурса работы передачи принимаем 
. Из стандартного ряда по табл. 2 [3, стр. 16] выбираем ближайшее большее значение 
.
Определим расчетный диаметр ведомого шкива
(10)
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного по табл. 2 [3, стр. 16].
|
| 
|
С учетом коэффициента относительного скольжения 
уточним передаточное число
(11)
Отличие от заданного передаточного числа
(12)
что меньше допустимого отклонения 5%
3. Определим межосевое расстояние клиноременной передачи.
(13)
(14)
К расчету принимаем промежуточное значение
4. Определим расчетную длину ремня
(15)
Полученную расчетную длину ремня 
округляем до ближайшего стандартного значения по табл. 1 [3, стр. 16]
Уточним межосевое расстояние
(16)
где
Тогда
Принимаем 
5. Определим угол обхвата ремнями ведущего шкива:
(17)
6. Определим число ремней
(18)
где 
– коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте, 
приняв ориентировочно 
по табл. 4 [3, стр. 20];
– мощность, передаваемая одним ремнем в условиях эксплуатации при заданном режиме работы,
(19)
где 
– номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, 
по табл. 5 [3, стр. 21];
– коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, 
по табл. 6 [3, стр. 22];
– коэффициент, учитывающий длину ремня, 
по табл. 8 [3, стр. 23];
– коэффициент, учитывающий влияние режима работы, 
по табл. 10 [3, стр. 24];
|
|
|
| 
|
|
Тогда 
Полученное значение округляем до целого большего значения 
.
7. Определим окружную скорость ремня
(20)
8. Определим начальное натяжение каждой ветви одного ремня
(21)
где 
– коэффициент центробежных сил, 
по табл. 11 [3, стр. 24];
9. Определим силы, действующие на валы и опоры
(22)
10. Определим средний рабочий ресурс принятых ремней
(23)
где 
– ресурс работы ремней, 
;
– коэффициент тяжелого режима работы, 
;
– коэффициент влияния климата, 
Тогда
11. Определим суммарное число ремней, необходимое на весь срок службы привода
(24)
По результатам расчетов принимаем:
| Ремень О – 1000 Ш ГОСТ 1284.1-80 – ГОСТ 1284.3-80 |
Конструирование ведомого шкива.
Для ремня сечением О по табл. 12 [3, стр. 27] выбираем размеры профиля канавок шкива.
| 
| 
| 
| 
|
С учетом того, что количество ремней 4 шт., конструктивная ширина шкива
В соответствии с расчетом диаметр шкива 
. Наружный диаметр ведомого шкива:
Принимаем для изготовления шкива чугун марки СЧ20 ГОСТ 1412-85.
Толщина обода 
для чугунного шкива
Внутренний диаметр обода ведомого шкива
Толщина диска ведомого шкива
С учетом большой ширины шкива принимаем
Вращающий момент на валу
Тогда диаметр вала
Принимаем диаметр вала
Диаметр ступицы для чугунного шкива
Принимаем диаметр ступицы
Длина ступицы
С учетом большой ширины шкива принимаем длину ступицы
Для снижения массы шкива и удобства транспортировки в диске выполняем 4 отверстия 
. Диаметр окружности на которой выполняем отверстия
Принимаем диаметр для выполнения отверстий
Для передачи вращающего момента от шкива на ведущий вал редуктора предусматриваем шпоночное соединение. Выбираем шпонку для 
по прил. 2 [3, стр. 57].
| 
| 
| Фаска шпонки | 
| 
| 
|
| Св. 17 до 22 | 0,25 | 3,5 | 2,8 | 40 мм |
Для исключения концентрации напряжений между ступицей ведомого шкива и диском шкива предусматриваем скругление радиусом 
.
Для более легкого захода вала редуктора в шкив предусматриваем фаски глубиной 
.
На наиболее важные размеры ведомого шкива (диаметр вала и шпоночный паз) назначаем посадки (Н7 – для диаметра вала, js7 – для шпоночного паза) и отклонения размеров (+0,2 мм для глубины паза ступицы).
На несопрягаемые поверхности шкива назначаем шероховатости по
прил. 3 [3, стр. 58]: на диаметр отверстия ступицы 1,6 мкм; на торцы
шкива 3,2 мкм; на рабочие поверхности канавок шкива 2,5 мкм; на боковые (рабочие) поверхности шпоночного паза 1,6 мкм; на нерабочую поверхность шпоночного паза 3,2 мкм; неуказанные шероховатости 25 мкм.
На наиболее важные поверхности шкива назначаем допуски и отклонения формы: цилиндричность 0,009 мм; перпендикулярность 0,03 мм; параллельность 0,02 мм; симметричность 0,08 мм. Все отклонения формы (кроме цилиндричности) назначаются относительно базовой поверхности А.