Задание:
Определить параметры привода: угловые скорости, вращающие моменты, мощности на валах, передаточные отношения, КПД. Данные своего варианта взять из таблицы 2, рис.11.
Методические указания: механические передачи чаще всего передают вращательное движение, изменяют направление, частоту, плоскость вращения, вращающий момент.
Частота вращения измеряется в об/с (n), а угловая скорость вращения в рад/с (ω). Между ними существует следующая зависимость:
ω = 2π·n
Изменение частоты вращения выражают через передаточное отношение
,
Передаточное отношение зависит от размера деталей передач (зубчатых коле, шкивов, и т.д.) большую частоту имеет меньшая деталь, меньшую частоту вращения – большая, поэтому передаточное отношение через размеры выглядит так:
Для многоступенчатой передачи передаточное отношение определяется перемножением передаточных чисел ступеней.
Мощность P – параметр, полученный как произведение параметра действия на параметр быстроты движения, а параметр действия при вращении – вращающий момент М и параметр быстроты вращения - угловая скорость ω, т.е.:
|
|
Р = М·ω, [Вт]
Коэффициент полезного действия , показывает отношение мощность ведомого вала к мощность ведущего вала.
Потери мощности необходимы для преодоления сопротивления в зацеплении, подшипниках, смазке, перемещений продуктов износа, смазки.
Рекомендуется при определении полезной мощности принимать следующие значения КПД, обусловленные степенью точности и чистоты обработки выпускаемых деталей:
Пары подшипников ηп = 0,99,
Цепной передачи ηц = 0,97,
Ременной передачи ηр = 0,96,
Зубчатой передачи ηз = 0,98,
Червячной ηч = 0,8.
Коэффициент полезного действия привода, состоящего из нескольких передач (ступеней), определяют произведением КПД всех передач привода.
М2 = М1*u1*η1
Пример: Рассчитатьугловые скорости, вращающие моменты, мощности на валах, передаточные отношения, КПД привода, если мощность электродвигателя Р1 = 8,5 кВт, частота вращения электродвигателя n = 950 об/мин, передаточное число редуктора uр = 2.
Решение:
Угловая скорость вращения вала электродвигателя и звездочки 1:
ω1 = 2π·n/60 = 99,43 рад/с.
Передаточное отношение цепной передачи: uц = Z2/Z1 = 46/23 = 2.
Вращающий момент на валу первой звездочки: М1 = Р1/ ω1 = 8500/99,43 = 85,49 Н*м.
Мощность на валу второй звездочки с учетом пары подшипников первичного вала редуктора: Р2 = Р1* ηц* ηп = 8500*0,97*0,99 = 8162,5 Вт.
Угловая скорость вращения вала звездочки 2 и первичного вала редуктора: ω2 = ω1/ uц = 99,43/2 = 49,72 рад/с.
Вращающий момент на валу первой звездочки: М2 = Р2/ ω2 = 164,17 Н*м.
Мощность на валу вторичного вала редуктора с учетом пары подшипников: Р3 = Р2* ηз * ηп = 8162,5*0,98*0,99 = 7919,26 Вт.
|
|
Угловая скорость вращения вторичного вала редуктора: ω3 = ω2/ uр = 49,72/2 = 24,86 рад/с.
Вращающий момент на выходном валу: М3 = Р3/ ω3 = 318,55 Н*м.
Общее передаточное число: uобщ = uр* uц = 2*2 = 4.
Общее КПД: ηобщ = ηц* ηп* ηз * ηп = 0,97* 0,99*0,98*0,99 = 0,93.
Таблица 10.1. Данные для расчета.
№ варианта | № схемы по рис. 10.2 | Мощность эл. дв. Р1,кВт | Частота вращения эл. дв. n, об/мин | Передат. число ред., uр |
1 | 1 | 3,2 | 950 | 3,15 |
2 | 2 | 4,0 | 970 | 4.2 |
3 | 3 | 3,5 | 750 | 3 |
4 | 4 | 2,8 | 1400 | 2,5 |
5 | 5 | 3,6 | 960 | 12 |
6 | 6 | 4,2 | 840 | 2,6 |
7 | 7 | 1,9 | 1200 | 10 |
8 | 8 | 2,4 | 720 | 25 |
9 | 9 | 2,6 | 980 | 3,2 |
10 | 10 | 3,0 | 800 | 3,5 |
11 | 8 | 3,2 | 860 | 22 |
12 | 7 | 2,5 | 1100 | 12 |
13 | 5 | 3,5 | 920 | 4,5 |
14 | 10 | 1,8 | 780 | 2,8 |
15 | 1 | 2,6 | 1250 | 3,2 |
16 | 2 | 2,8 | 1440 | 2,4 |
17 | 3 | 4,2 | 890 | 2,8 |
18 | 6 | 3,6 | 940 | 4,0 |
19 | 4 | 3,2 | 960 | 3,5 |
20 | 9 | 2,5 | 780 | 2,8 |
21 | 3 | 4,0 | 1200 | 4,5 |
22 | 4 | 2,6 | 1100 | 2,2 |
23 | 5 | 3,2 | 750 | 3,4 |
24 | 7 | 1,8 | 820 | 25 |
25 | 9 | 2,4 | 940 | 2,4 |
Рис. 10.2. Расчетные схемы.