2020-04-07
454
Пример 6.3. 1. Определить передаточное отношение между входными и выходными звеньями и каждой передачи в отдельности; угловую скорость, число оборотов, мощность и крутящий момент каждого вала; общий коэффициент полезного действия двухступенчатой передачи, изображенной на рис. 8.11.
Числа зубьев колес соответствующих передач: z 1 = 20; z 2 = 100;
z 3 = 24; z 4 = 96; к.п.д. зубчатой цилиндрической передачи h ц = 0,97; к.п.д., учитывающий потери в опорах одного вала, h п = 0,99; полезная мощность, подводимая к первому валу Р = 10 кВт; скорость вращения первого вала w1 = 100 с –1.
Решение. 1. Передаточные отношения передач по формуле (6.1)
u 1 = z 2 / z 1 = 100 / 20 = 5;
u 2 = z 4 / z 3 = 96 / 24 = 4,
тогда общее передаточное отношение двухступенчатой передачи согласно формуле (6.7)
u = u 1 · u 2 = 5 · 4 = 20.
2. Определяем угловые скорости и частоты вращения валов по формулам (6.2) и (6.3)
w1 = 100 с –1;
w2 =w1 / u 1 = 100 / 5 = 20 с –1;
w3 =w2 / u 2 = 20 / 4 = 5 с –1;
n1 = (30 · w1) / p = (30 · 100) / 3,14 = 955,414 об/мин;
n2 = (30 · w2) / p = (30 · 20) / 3,14 = 191,08 об/мин;
n3 = (30 · w3) / p = (30 · 5) / 3,14 = 47,77 об/мин.
3. Мощности на валах передаточного механизма согласно формуле (6.4)
|
|
|
P 1 = 10 · h п = 10 · 0,99 = 9,9 кВт;
P 2 = P 1 · h ц · h п = 9,9 · 0,97 · 0,99 = 9,507 кВт;
P 3 = P 3 · h ц · h п = 9,507 · 0,97 · 0,99 = 9,13 кВт.
4. Моменты на валах передаточного механизма по (6.5) или (6.6)
T 1 = P 1 / w 1 = 9,9· 10 3 / 100 = 99 Н·м;
T 2 = P 2 / w 2 = 9,507 · 10 3 / 20 = 475,35 Н·м;
T 3 = P 3 / w 3 = 9,13 · 10 3 / 5 = 1826 Н·м.
5. Общий к.п.д. передаточного механизма согласно формуле (6.8)
h = h п 3 · h ц 2 = 0,99 3 · 0,97 2 = 0,91
Справочные таблицы
Таблица А 1. Механические характеристики сталей.
| Марка стали | Диаметр заготовки, мм | Твердость НВ (не менее) | Механические характеристики, МПа | Коэф- фициент ψτ | ||||
| sв | sт | tт | σ-1 | τ-1 | ||||
| ст 5 45 40Х 40ХН 20Х 12ХНЗА 18ХГТ | Любой ≤120 ≤80 ≤200 ≤120 ≤200 ≤120 ≤120 ≤60 | 190 240 270 240 270 270 197 260 330 | 520 780 900 790 900 920 650 950 1150 | 280 540 650 640 750 750 400 700 950 | 150 290 390 380 450 450 240 490 660 | 220 360 410 370 410 420 310 430 500 | 130 200 230 210 240 230 170 240 280 | 0,06 0,09 0,10 0,09 0,10 0,10 0,07 0,10 0,12 |
| ст 3 | 120 | 380 | 200 | |||||
| ст 4 | 130 | 410 | 260 | |||||
| ст 6 | 150 | 590 | ||||||
| 35 | 150 | 530 | 260 | |||||
| 20 | 120 | 450 | 245 | |||||
| 10 | 110 | 335 | ||||||
Таблица А 5. Сталь прокатная угловая равноплочная.
Таблица Б 1. Наружный диаметр d, шаг p и внутренний диаметр d1 метрической резьбы, мм
| d | p | d1 | d | p | d1 | |||
| 5 | 0,8 | 4,018 | 18 | 1,0 | 16,773 | |||
| 6 | 1,0 | 4,773 | 1,5 | 16.160 | ||||
| 8 | 1,0 | 6,773 | 2,0 | 15,546 | ||||
| 1,25 | 6.466 | 2,5 | 14,932 | |||||
| 10
| 1,0 | 8,773 | 20 | 1,0 | 18,773 | |||
| 1,25 | 8,466 | 1,5 | 18,160 | |||||
| 1,5 | 8,160 | 2,0 | 17,546 | |||||
| 12 | 1,0 | 10,773 | 2,5 | 16.932 | ||||
| 1,25 | 10,466 | 22 | 1,0 | 20.773 | ||||
| 1,5 | 10,160 | 1,5 | 20,160 | |||||
| 1,75 | 9,853 | 2,0 | 19,546 | |||||
| 14 | 1,0 | 12,773 | 2,5 | 18,932 | ||||
| 1,5 | 12,160 | 24 | 1,0 | 22,773 | ||||
| 2,0 | 11,546 | 1,5 | 22,160 | |||||
| 16 | 1,0 | 14.773 | 2,0 | 21,546 | ||||
| 1,5 | 14,160 | 3,0 | 20.319 | |||||
| 2,0 | 13,546 |
Таблица Б 4. Шпонки призматические (из ГОСТ 23360 – 78), мм.
| Диаметр вала d, мм | Сечение шпонки, мм | Глубина паза, мм | Диаметр вала d, мм | Сечение шпонки, мм | Глубина паза, мм | ||||
| b | h | вала, t1 | втулки, t2 | b | h | вала, t1 | втулки, t2 | ||
| Св.10 до 12 | 4 | 4 | 2,5 | 1,8 | » 44» 50 | 14 | 9 | 5,5 | 3,8 |
| » 12» 17 | 5 | 5 | 3 | 2,3 | » 50» 58 | 16 | 10 | 6 | 4,3 |
| » 17» 22 | 6 | 6 | 3,5 | 2,8 | » 58» 65 | 18 | 11 | 7 | 4,4 |
| » 22» 30 | 8 | 7 | 4 | 3,3 | » 65» 75 | 20 | 12 | 7,5 | 4,9 |
| » 30» 38 | 10 | 8 | 5 | 3,3 | » 75» 85 | 22 | 14 | 9 | 5,4 |
| » 38» 44 | 12 | 8 | 5 | 3,3 | » 85» 95 | 25 | 14 | 9 | 5,4 |
| Примечания: 1. Длину l (мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110,125. | |||||||||
| 2. Пример обозначения шпонки с размерами b = 18мм, h =11 мм, l = 80 мм: Шпонка 18 × 11 ×80 ГОСТ 23360-78 | |||||||||
Таблица Б 5. Шпонки сегментные (из ГОСТ 8795-68), мм.
| Диаметр вала d | Номинальные размеры шпонок | Глубина паза | |||||
| Для шпонок передающих крутящий момент | Для шпонок, фиксирующих элементы | b | h | d1 | l | вал t | Втулка t1 |
| От 3 до 4 | Св.6 до 8 | 1 | 1.4 | 4 | 3,8 | 1 | 0,6 |
| Св.4 до 6 | Св.8 до 10 | 1,5 | 2,6 | 7 | 6,8 | 2 | 0,8 |
| Св.6 до 8 | Св.10 до 12 | 2 | 2,6 3,7 | 7 10 | 6,8 9,7 | 1,8 2,9 |
1,0 |
| 2,5 | 3,7 | 10 | 9,7 | 2,9 | |||
| Св.8 до10 | Св.12 до17 | 3 | 3,7 5 6,5 | 10 13 16 | 9,7 12,6 15,7 | 2,5 3,8 5,3 | 1,4 |
| Св.10 до 12 | Св.17 до 22 | 4 | 5 6,5 7,5 9 | 13 16 19 22 | 12,6 15,7 18,6 21,6 | 3,5 5 6 7,5 | 1,8 |
| Св.12 до 17 | Св.22 до 30 | 5 | 6.5 7,5 9 10 | 16 19 22 25 | 15,7 18.6 21.6 24,5 | 4,5 5,5 7 8 | 2,3 |
| Св.17 до22 | Св.30 до 38 | 6 | 9 10 11 13 | 22 25 28 32 | 21,6 24,5 27,3 31,4 | 5 6,5 7,5 8,5 | 2,8 |
| Св.22 до 30 | Св.38 до 44 | 8 | 11 13 15 | 28 32 38 | 27.3 31,4 37,1 | 8 10 12 | 3,3 |
| Св.30 до 38 | Св.44 до 50 | 10 | 13 15 16 17 | 32 38 45 55 | 31,4 37,1 43,1 50,8 | 10 12 13 14 | 3,3 |
| Св.38 до 44 | Св.50 до 58 | 12 | 19 | 65 | 59,1 | 16 | |
Таблица Б 6. Соединения шлицевые прямобочные (из ГОСТ 1139-80)
| Ос- новные пара- метры |
d, мм | |||||||||||||||
| 18 | 21 | 23 | 26 | 28 | 32 | 36 | 42 | 46 | 52 | 56 | 62 | 72 | 82 | 92 | 102 | |
| легкая серия | ||||||||||||||||
| D, мм | - | - | 26 | 30 | 32 | 36 | 40 | 46 | 50 | 58 | 62 | 68 | 78 | 88 | 98 | 108 |
| z | - | - | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| b, мм | - | - | 6 | 6 | 7 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 10 | 12 | 12 | 12 | 14 | 16 |
| f, мм | - | - | 0.3 | 0,3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| средняя серия | ||||||||||||||||
| D, мм | 22 | 25 | 28 | 32 | 34 | 38 | 42 | 48 | 54 | 60 | 65 | 72 | 82 | 92 | 102 | 112 |
| z | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| b, мм | 5 | 5 | 6 | 6 | 7 | 7 | 7 | 8 | 9 | 10 | 10 | 12 | 12 | 12 | 14 | 16 |
| f, мм | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0.4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
Таблица Б 7. Соединения шлицевые эвольвентные (из ГОСТ 6033-80).
| Мо дуль m, мм | Номинальный диаметр D, мм | ||||||||||||||||
| 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | |
| Число зубьев z | |||||||||||||||||
| 1,25 | 14 | 18 | 22 | 26 | 30 | 34 | 38 | ||||||||||
| 2,0 | 16 | 18 | 21 | 24 | 26 | 28 | 31 | 34 | 36 | 38 | |||||||
| 3,0 | 17 | 18 | 20 | 22 | 24 | 25 | 27 | 28 | 30 | 32 | |||||||
| 5,0 | 15 | 16 | 18 | 18 | |||||||||||||
