Результаты расчетов, выполненных в подразделе2.3. сведены в таблицу

Контрольная работа

По теории механизмов и машин

ТММ 72 00 00 00Р

 

Зачетная книжка № 012300

Зачтено«»................................................................................. 2004 г

Преподаватель

Выполнил студент

Группы РЭНГМ – 00 14.04.2004г.

 

Задание на контрольную работу № 1

 

По заданию 2 и варианту 7 для схемы привода изображенной на рисунке 1, решить следующие задачи:

- выбрать асинхронный э/двигатель,

- вычислить скорость вращения, мощность и крутящий момент для каждого из валов привода,

- рассчитать клиноременную передачу,

- рассчитать зубчатую тихоходную цилиндрическую передачу,

- рассчитать цепную передачу.

 

 

Рисунок 1 -схема привода

1,2,3,4,5, -соответственно валы э.двигателя быстроходный, промежуточный, и тихоходный редуктора и выходной вал привода, 6- э.двигатель,7- ременная передача, 8 и 9-соответственно быстроходная и тихоходная зубчатая передачи редуктора 10-цепная передача.

Мощность Р₅ и частота вращения n₅ выходного вала привода равны соответственно 18 кВт и 50 об/мин.

 

Кинематический и силовой расчет привода.

Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя(2, стр.4)

Р_тр=Р₅/η                                                                             (2.1)

где Р₅ - мощность на выходе привода, кВт

η – КПД привода

η=η(р) · η(з)² · η(п)⁴ · η(ц) (2.2)

где η(р), η(з), η(п), η(ц) – соответственно КПД ременной, зубчатой цилиндрической, пары подшипников качения и цепной передачи.

Руководствуясь рекомендациями (2, стр.5) принимаем

η(з) = 0,97, η(ц) = 0,95, η(п) = 0,99, η(р) = 0,96

После подстановки численных значений параметров в формулы (2.2) и (2.1) получим:

η = 0,96 * 0,97² * 0,99⁴ * 0,95 = 0,87

Р_тр = 18/0,87 = 20,69 кВт

 

2.1.2. С учетом требуемой мощности Р_тр = 20,69 кВт рассмотрим возможность выбора асинхронных двигателей серии 4А с номинальными мощностями Р_н = 18,5 кВт и Р_н = 22 кВт. Для первого перегрузка составляет (20,69 - 18,5) * 100%/20,69 = 10,6% при допустимой перегрузке 5%. Далее его не рассматриваем. Для второго недогрузка не более 5,9%.

Для ориентировки в выборе двигателя по частоте вращения оценим передаточное отношение привода i(ср), вычисленное по примерно средним значениям рекомендуемых передаточных отношений отдельных передач. Возьмем (2, стр.7) эти значения для зубчатой конической цилиндрической, ременной и цепной передач соответственно i(ср.з.т) = 3, i(ср.з.б) = 3, i(ср.р) = 3, i(ср.ц) = 3.

После перемножения получим в результате:

i(ср) = 3⁴ = 81

При таком передаточном отношении привода потребуется двигатель с частотой вращения:

n = i(ср) * n₅ = 81 * 50 = 4050 об/мин

 

2.1.3. Окончательно выбираем (3, стр.328) ближайший по частоте вращения асинхронный электродвигатель марки 4А180S2УЗ со следующими параметрами:

1. Номинальная мощность: Р_н = 22 кВт

2. Номинальная частота вращения:

 n_н = n_с * (1-S/100) = 3000 * (1 – 2,1/100) = 2937 об/мин

 где скольжение S = 2,1%, синхронная частота вращения n_с = 3000 об/мин

3. Отношение пускового момента к номинальному Т_п/Т_н = 1,4

 

Передаточные отношения привода и отдельных его передач

 

Общее передаточное отношение привода при частоте вращения входного вала привода n₁ = n_н

i(общ.) = n₁/n₅ = n_н/n₅ (2.3)

где n₅ – частота вращения выходного вала привода.

Расчет по формуле (2.3) даёт:

i(общ.) = 2937/50 = 58,74

примем (2, стр.6) передаточные отношения

1.Для ременной передачи - i(p) = 3

2.Для зубчатой (быстроходной) цилиндрической передачи - i(з,б) = 3

З.Для зубчатой(тихоходной) цилиндрической передачи - i(з,т) = 3

Тогда на долю цепной передачи остается передаточное отношение

i(ц) = i(общ)/(i(p) * i(з.б) * i(з.т)) = 58,74/3³ = 2,18

 

Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода.

Частоты вращения валов

n₁ = n_н = 2937 об/мин

n₂ = n₁/i(p) = 2937/3 = 979 об/мин

n₃ = n₂/i(з.б) = 979/3 = 326.33 об/мин

n₄ = n₃/i(з.т) = 326.33/3 = 108.8 об/мин

n₅ = n₄/i(ц) = 108.8/2.18 = 50 об/мин

Примечание: здесь и далее параметры, относящиеся к валам привода, обозначены числовыми индексами, соответствующими нумерации валов на схеме привода

 

Угловые скорости валов

ω₁ = π * n₁/30 = 3.14 * 2937/30 = 307.4 рад/с

ω₂ = ω₁/i(p) = 307.4/3 = 102.47 рад/с

ω₃ = ω₂/i(з.б) =102,47/3 = 34,16 рад/с

ω₄ = ω₃/i(з.т) = 34,16/3 = 12,56 рад/с

ω₅ = ω₄/i(ц) = 12,56/2,72 = 4,6 рад/с

 

Мощности на валах привода

Р₁ = Р_тр = 20,69 КВт

Р₂ = Р₁ * η(р) * η(п) = 20,69 * 0,96 * 0,99 = 19,7 кВт Р₃ = Р₂ * η(з) * η(п) = 19,7 * 0,97 * 0,99 = 18,9 кВт Р₄ = Р₃ * η(з) * η(п) = 18,9 * 0,97 * 0,99 = 18,2 кВт

Р₅ = Р₄ * η(ц) * η(п) = 18,2 * 0,95 * 0,99 =17,1 кВт

Моменты на валах привода

Т₁ = Р₁/ ω₁ = 20,69 * 10³/307,4 = 67,3 Н * м Т₂ = Р₂/ ω₂ = 19,7 * 10³/ 102,47 =192,3 Н * м Т₃ = Р₃/ ω₃ = 18,9 * 10³/34,16 = 553,3 Н * м Т₄ = Р₄/ ω₄ = 18,2 *10³/12,56 = 1449 Н * м Т₅ = Р₅/ ω₅ = 17,1 * 10³/4,6 = 3717 Н * м

 

Максимальные моменты при перегрузках на валах

Т_1max = T₁ * 1,4 = 67,3 * 1,4 = 94,22 Н * м

Т_2max = Т₂ * 1,4 = 192,3 * 1,4 = 269,22 Н * м

T_3max = Т₃ * 1,4 = 553,3 * 1,4 = 774,62 Н * м

T_4max = Т₄ * 1,4 = 1449 * 1,4 = 2028,6 Н * м

T_5max = Т₅ * 1,4 = 3717 * 1,4 = 5203,8 Н * м

 

Результаты расчетов, выполненных в подразделе2.3. сведены в таблицу

2.1. Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода.

 

N вала По рис 1.	n, об/мин	ω, рад/сек	Р, кВт	T,  Н * м	Тmax, Н*м
1	2937	307.4	20.69	67.3	94.22
2	979	102.47	19.7	192.3	269.22
3	326.33	34.16	18.9	553.3	774.62
4	108.8	12.56	18.2	1449	2028.6
5	50	4.6	17.1	3717	5203.8