Компоновка ременной передачи

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

    Размеры расположения ременной передачи 1 в приводе относительно двигателя 2 и редуктора 3 показаны на рис. 3.2 (4 – рама двухуровневая). По техническому заданию высота Н от уровня пола до оси ведомого шкива равна 600 мм.

    Габаритные размеры двигателя [1, c.26]* (рис. 3.2) d ₃₀ = 391 мм, h _ДВ = 100 мм,

h ₃₁ = 247 мм. ___________________

* Список литературы приведен в конце данного примера на с. 22.

    Ориентировочные размеры [2], [3] редуктора (рис. 3.2) L = 560 мм, Н _ред =

= 350 мм, h _ред = 0,5 Н _ред = 175 мм, l = 100 мм.

    Рама 4 сварная, принимаем предварительно высоту швеллера рамы h _P =

= 160 мм (швеллер 16).

Превышение δ y двигателя над низом правой части рамы: δ y = = h 31 + 2 h P + h ред – Н = 247 + 2∙160 + + 175 – 600 = 142 мм. Это значит, что двигатель нельзя разместить справа под рамой.        Примечание. Рамы (и литые плиты) привода могут иметь самые разнообразные конструкции. Здесь принята одна из них только для данного примера.     Проекции межцентрового расстояния а (рис. 3.2) по осям координат:  а х = 0,5 d 30 + l + δ х = = 0,5∙391 + 100 + 150 = 445 мм, где δ х = 150 мм – расстояние от стой-

ки рамы до двигателя, необходимое для надевания ремней на шкивы при монтаже передачи (предварительный расчет показал, что δ _х = 100 мм недостаточно);

а _у = Н – h _P – h _ДВ = 600 – 160 – 100 = 340 мм.

    Минимальное межцентровое расстояние по условию компоновки ременной передачи а _min = (а _х ² + а _у ²)^1/2 = (445² + 340²)^1/2 = 560 мм.

    Угол ψ наклона передачи к горизонту ψ = arctg(а _у / а _х) = arctg(340 / 445) = 37,4⁰.

    Размеры привода накладывают следующие ограничения на диаметры шкивов ременной передачи: d ₁ £ d ₃₀ = 391 мм; d ₂ £ Н _ред = 350 мм.

Расчет передачи

1. Номинальный вращающий момент T _1nom = 9550 Р _ДВ′ / n ₁ = 9550·3,9 / 1410 =

= 26,41 H·м.

Расчетные вращающий момент и мощность T ₁ = C _p T _1nom = 1,3∙26,41 =

= 34,34 Н∙м;   P ₁ = C _p P _nom = 1,3∙3,9 = 5,07 кВт, где C _p = 1,3 – коэффициент динамичности нагрузки и режима работы [4, c. 25] для тяжелого режима и двух-сменной работы.

    2. Согласно ГОСТ1294.1-89 [4, c. 24, рис. П1] при Р ₁ = 5,07 кВт и n ₁ =

= 1410 мин^-1 – нормальное сечение ремня   В (Б). По табл. П4 [4, c. 22] при Т ₁ =

= 34,34 Н∙м – нормальное сечение ремня А; узкое – SPZ(УО).

    Для сравнительного выбора окончательного варианта расчет выполним для трех рекомендуемых сечений. Приняты кордшнуровые сечения клиновых ремней II класса.

Размеры и параметры ремней [4, c. 22] приведены в табл. 3.1.

       Таблица 3.1. Размеры и параметры клиновых ремней

    3. Межцентровое расстояние клиноременной передачи [4, c. 9] лежит в пределах 0,7(d ₁ + d ₂) £ а £ 2(d ₁ + d ₂) или 0,7 d ₁(1 + u) £ а £ 2 d ₁(1 + u); при u =

= 1,83 и а = 560 мм будем иметь 1,98 d ₁ £ 560 £ 5,66 d ₁. Отсюда для принятой компоновки (рис. 3.2) диаметр d ₁ малого шкива должен находиться в пределах 99 £ d ₁ £ 283 мм; диаметр ведомого шкива d ₂ = ud ₁: 181 £ d ₂ £ 518 мм. С округлением по ГОСТ Р 50641-94 (на диаметры шкивов) получим 100 £ d ₁ £ 280 мм; 180 £ d ₂ £ 500 мм. С учетом ограничений (d _1min = 125 мм – по сечению В (Б) и d _1max = 391 мм – по размеру двигателя d ₃₀) принимаем 125 £ d ₁ £ 250 мм.

    Для каждого из выбранных сечений ремня выполним три варианта* расчета с диаметрами шкивов d ₁ и d ₂′ = 1,83 d ₁  (с округлением d ₂ пос округлением ого из выьранных сечений ремня выполним три варианта с диаметрами в пределах  ГОСТ):

    4. Результаты кинематического и геометрического расчетов передачи даны в табл. 3.2.

       Таблица 3.2. Результаты кинематического и геометрического расчетов

___________________________________

       * Выбрано для сокращения объема и времени расчета, так как в пределах d ₁ и d ₂ можно дополнить еще несколько вариантов.

Окончание табл. 3.2

    5. Перемещение натяжного устройства. Двигатель установлен на салазки [2, c. 289]. Ход регулирования D обеспечивается перемещением двигателя (ведущего шкива) в горизонтальной плоскости: натяжение D₁ (рис. 3.3, а) – перемещением D_{1 х} оси О ₁ влево. При этом проекция а _у = 340 мм остается постоянной.

Начальный угол наклона ψ уточняется по фактическому а nom: ψ = arcsin(a y / a). Угол ψ1 при перемещении D1 х можно определить по формуле ψ1 = = arcsin[ a y / (a + D1)]. Необходимое перемещение натяжного устройства D1 х для компенсации вытяжки ремня при эксплуатации определяется по формуле

D_{1 х} = (а + D₁)cosψ₁ – а _х или D_{1 х} = a _y / tgψ₁ – а _х, где проекция а _х уточняется как а _х  =

= а cosψ.

    Результаты расчета по приведенным формулам сведены в табл. 3.3.

       Таблица 3.3. Результаты расчета передачи

    При сборке передачи ось О ₁ шкива перемещается вправо (рис. 3.3, б) на величину D_{2 х}, которая определяется по формуле D_{2 х} = а _х – (а – D₂) cosψ₂, где угол ψ₂ =

= arcsin[ a _y / (a – D₂)].

    Результаты расчета D_{2 х} приведены в табл. 3.4.

       Таблица 3.4. Результаты расчета перемещения  D_{2 х}

    6. Расчет передачи по тяговой способности и долговечности.

    Последовательность расчета и его результаты представлены в табл. 3.5.

Анализ результатов расчета

    1. Отношение L_h / T _P ≥ 1 показывает, что из ремней нормального сечения только ремни сечения А удовлетворяют условию долговечности (1250 ч для тяжелого режима). Следовательно, ремни В (Б) в дальнейшем не рассматриваются.

    2. Хотя для узких ремней μ < [μ], но напряжения σ_max у них в 1,4…1,3 раза выше, чем у ремней сечения А. При этом по условиям компоновки нет необходимости уменьшать диаметры шкивов до пределов допускаемых узкими ремнями.

    3. При d ₁ = 140 и 160 мм количество ремней сечения А К = 3, но при разности диаметров D d ₁ всего 20 мм (D d ₂ = 30 мм) долговечность передачи при d ₁ =

= 160 мм возрастает в 4245 / 1921 = 2,21 раза. во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней при d ₁ = 160 мм в работе.

    4. Вследствие получившегося отрицательного результата расчетов для всех сечений ремней в вариантах со шкивами d ₁ = 140 и 160 мм пришлось увеличивать размер а _х (рис. 3.2) на 50 мм (с 395 до 445 мм) с целью обеспечения хода D_{2 х} натяжного устройства при монтаже ремней.

    5. Сравнивая результаты табл. 3.5, можно сделать вывод, что из принятых для расчета параметров преимущество имеет узкий ремень сечения SPZ(УО), хотя напряжения σ_max у них в 1,4…1,3 раза выше, чем у ремней сечения А. При d ₁ / d ₂ =

= 125 / 224 мм и L _P = 1600 мм число узких ремней К = 2 (против четырех ремней сечения А или трех, но уже при d ₁ / d ₂ = 160 / 280 мм и L _P = 1800 мм); а = 489…

594 мм против а = 535…625 мм.

    По статистике отношение μ < [μ] (5,77 < 30 с^-1) гарантирует в среднем ресурс узких ремней 2000…3000 ч.

Таблица 3.5. Результаты расчета передачи по тяговой способности и на долговечность

    6. Таким образом, окончательно выбираем ременную передачу с параметрами:

    d ₁ = 125 мм; d ₂ = 224 мм; u _РП = 1,81; D u ₀ = 1,09 %; v = 9,23 м/с; α = 170⁰; L _P =

= 1600 мм; a _nom = 524 мм; D = 105 мм (D₁ = 70 мм, D₂ = 35 мм); D_{1 х} = 89 мм, D_{2 х} =

= 47 мм; К = 2; F ₀ = 209 Н; F _В = 833 Н (F _{В х} = 633 Н, F _{В у} = 541 Н); σ_max = 9,5 МПа;

РЕМЕНЬ SPZ (УО) – 1600 ТУ 38-105161-84.

    Указания по конструированию шкивов ременных передач приведены в [2, c. 285], [4, c. 18], [5, c. 165], [6, c. 21].

    Наиболее распространенные конструкции натяжных устройств см. в [2, c. 289], [5, c. 158], [6, c. 31].

    Примеры расчетов ременных передач различных типов представлены в [7].

Список литературы к примеру расчета

1. Энергетический и кинематический расчеты приводов: метод. указания по дисциплине "Детали машин" для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; сост.: А.А. Ульянов.– Н. Новгород, 2000, 1999. 27 с.

2. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для техн. спец. вузов. 7-е изд. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.– М.: Высшая школа, 2001. 447 с.

3. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. Т.3 - 8-е изд. / В.И. Анурьев.– М.: Машиностроение, 2001. 864 с.

4. Ременные передачи: метод. указания по дисциплине "Детали машин"

для студентов машиностроительных спец. в 2 ч. Ч.1 / НГТУ; сост.: А.А. Ульянов, Н.В. Дворянинов, Ю.П. Кисляков.– Н. Новгород, 1999. 31 с.

           5. Детали машин: атлас конструкций: в 2 ч. Ч.1 – 5-е изд.; под ред. Д.Н. Решетова.– М.: Машиностроение, 1992. 352 с.

       6. Курмаз, Л.В. Детали машин. Проектирование: справочное учебно-метод. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда.– М.: Высшая школа, 2004. 308 с.

7. Ременные передачи: метод. указания по дисциплине "Детали машин"

 для студентов машиностроительных спец. в 2 ч. Ч.2 / НГТУ; сост.: А.А. Ульянов, Н.В. Дворянинов, Ю.П. Кисляков.– Н. Новгород, 1999. 16 с.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману