Энергетический и кинематический расчёт привода

Содержание

Слайд 2

1.Энергетический и кинематический расчёт привода Исходные данные: Окружное усилия Ft=4,5 кН

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

Исходные данные:
Окружное усилия Ft=4,5 кН
Скорость конвейера v=1

м/c

Кинематическая схема привода ленточного конвейера

Слайд 3

1.Энергетический и кинематический расчёт привода ;

1.Энергетический и кинематический расчёт привода


;

Слайд 4

1.Энергетический и кинематический расчёт привода Полученные данные в ходе расчётов

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

Полученные данные в ходе расчётов

Слайд 5

1.Энергетический и кинематический расчёт привода Полученные данные в ходе расчётов

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

Полученные данные в ходе расчётов

Слайд 6

1.Энергетический и кинематический расчёт привода Электродвигатель АИР132M8 ТУ 16-525.564-84

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

Электродвигатель АИР132M8 ТУ 16-525.564-84

Слайд 7

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

1.Энергетический и кинематический расчёт привода

Слайд 8

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ * Ременная передача относится к

2 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

* Ременная передача относится к

передачам трением с гибкой связью
*Нагрузка передается силами трения, возникающим между шкивом и ремнем вследствие натяжения ремня
Слайд 9

3. Клиноременная передача Применяются для приводов общего назначения Обладает повышенной тяговой

3. Клиноременная передача

Применяются для приводов общего назначения
Обладает повышенной тяговой способностью по

сравнению с плоскоременной
Имеет меньшие габаритные размеры
Может передавать вращение одновременно на несколько валов
Допускают передаточное отношение 6…8 без натяжного ролика

Менее быстроходны (скорость до 30 м/с)
Имеют более низкий КПД ( на 1-2%)

Слайд 10

Сравнение клинового и поликлинового ремней Самые компактные Работают со скоростью до

Сравнение клинового и поликлинового ремней
Самые компактные
Работают со скоростью до 40

м/с
Передаточные числа до 10
Чувствительны к непараллельности валов и
осевому смещению шкивов
Поликлиновые ремни
Бесконечные плоские ремни с продольными клиновыми выступами на внутренней поверхности Несущий слой выполняют в виде кордшнура из химических волокон
Выпускают сечений К, Л, М
Сочетают достоинства плоских (монолитность, гибкость) и клиновых (повышенное сцепление со шкивами) ремней

Ремень 4000-Л-12-ТУ 38105.763-84
Поликлиновой ремень с расчетной длиной 4000 мм, сечением Л, с числом клиньев 12

Слайд 11

Сравнение основных характеристик поликлинового ремня и клинового ремня

Сравнение основных характеристик поликлинового ремня и клинового ремня

Слайд 12

Кинематика ременных передач Ведущая ветвь Ведомая ветвь Окружные скорости шкивов Передаточное отношение

Кинематика ременных передач

Ведущая ветвь

Ведомая ветвь

Окружные скорости шкивов

Передаточное отношение

Слайд 13

Геометрические характеристики ременных передач Основные геометрические характеристики Диаметры шкивов, Межосевое расстояние,

Геометрические характеристики ременных передач

Основные геометрические характеристики

Диаметры шкивов,

Межосевое расстояние, а

Расчетная длина ремня,


Угол обхвата на малом
шкиве,

Слайд 14

Длина ремня определяется как сумма длин дуг шкивов на углах обхвата

Длина ремня определяется как сумма длин дуг шкивов на углах обхвата

и длин прямолинейных участков ремня

Клинового и поликлинового

Принимается стандартное значение длины по таблице

Слайд 15

Угол обхвата на малом шкиве в град.: Для клиноременной передачи:

Угол обхвата на малом шкиве в град.:

Для клиноременной передачи:

Слайд 16

Силы и напряжения в ремнях Окружная сила на шкивах Из условий

Силы и напряжения в ремнях

Окружная сила на шкивах

Из условий равновесия ремня

при передаче Т:

Соотношение натяжений ветвей ремня:

Нагрузочная способность ременной передачи возрастает с увеличением

Равенство суммарных натяжений ветвей в нагруженной и ненагруженной передаче:

Следовательно

Нагрузочная способность ременной передачи понижается
в результате действия центробежных сил, которые уменьшают силы
нормального давления ремня на шкив и, следовательно, понижают
максимальную силу трения, одновременно увеличивая натяжение ветвей

Слайд 17

Предварительное напряжение в ремне от предварительного натяжения: Отношение окружного усилия к

Предварительное напряжение в ремне от предварительного натяжения:

Отношение окружного усилия к площади

поперечного сечения ремня называется полезным напряжением

Напряжения в ветвях ремня от рабочей нагрузки:

Слайд 18

Напряжение в ремне от действия центробежных сил: Напряжения изгиба: Максимальные напряжения в ремне: - плотность ремня

Напряжение в ремне от действия центробежных сил:

Напряжения изгиба:

Максимальные напряжения в ремне:

-

плотность ремня
Слайд 19

Допускаемое полезное напряжение* при * полезное напряжение соответствует определенным условиям испытания:

Допускаемое полезное напряжение* при

* полезное напряжение соответствует определенным условиям испытания:

Расчетное

допускаемое полезное напряжение в ремне с учетом фактических параметров передачи и условий ее работы:

- коэффициенты, учитывающие влияние соответственно угла обхвата ремнем малого шкива, скорости ремня, угла наклона передачи, характера нагрузки на тяговую способность ремня

Условие работоспособности:

Слайд 20

Расчет клиноременных ременных передач по тяговой способности Требуемое количество ремней -

Расчет клиноременных ременных передач по тяговой способности

Требуемое количество ремней

- коэффициенты, учитывающие

влияние соответственно угла обхвата ремнем малого шкива, числа ремней в передаче, длины ремня, динамической нагрузки и режима работы

- мощность на ведущем шкиве, кВт

- мощность, передаваемая одним ремнем, кВт

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями в комплекте 0,85…1

Слайд 21

Долговечность ремня – способность сопротивляться усталостному разрушению Частота пробегов ремня в

Долговечность ремня – способность сопротивляться усталостному разрушению

Частота пробегов ремня в секунду,

-

скорость ремня, м/с

- расчетная длина плоского ремня, м; для клиновых и поликлиновых передач – стандартная длина ремня

- допускаемая частота пробега ремня,

Для плоских резинотканевых и кожаных ремней

Для клиновых, поликлиновых и синтетических плоских

Слайд 22

15. Нагрузка на валы и опоры Равнодействующая натяжения ветвей: Приближенно: У

15. Нагрузка на валы и опоры

Равнодействующая натяжения ветвей:

Приближенно:

У передач трением нагрузка

на валы в 2…3 раза больше окружного усилия.
У зубчатоременных передач требуется незначительное начальное
натяжение ремня, поэтому нагрузка на валы немного больше окружного
усилия, что является существенным достоинством этих передач
Слайд 23

Шкивы ременных передач обод ступица диск

Шкивы ременных передач

обод

ступица

диск

Слайд 24

Конструкции шкивов Без диска Со спицами С диском

Конструкции шкивов

Без диска

Со спицами

С диском

Слайд 25

Общие сведения о зубчатых передачах Зубчатые передачи относятся к передачам зацеплением

Общие сведения о зубчатых передачах

Зубчатые передачи относятся к передачам зацеплением

с непосредственным контактом между ведущим и ведомыми звеньями
Слайд 26

Достоинства Компактность Высокий КПД Сохраняют постоянство передаточного отношения Относительно небольшие нагрузки

Достоинства

Компактность
Высокий КПД
Сохраняют постоянство передаточного отношения
Относительно небольшие нагрузки на валы и опоры
Большая

долговечность и надежность в широких диапазонах
мощностей
Простота обслуживания
Слайд 27

Недостатки Сложность изготовления точных передач Возможность возникновения шума и вибраций при

Недостатки

Сложность изготовления точных передач
Возможность возникновения шума и вибраций при недостаточной точности

изготовления и сборки
Невозможность бесступенчатого регулирования частоты вращения ведомого вала
Слайд 28

Цилиндрическая прямозубая передача Применяют при небольших окружных скоростях (до 5 м/с),

Цилиндрическая прямозубая передача

Применяют при небольших окружных скоростях (до 5 м/с), в

закрытых и открытых передачах

ГОСТ 1643-81 на допуски для цилиндрических зубчатых колес и передач устанавливает 12 степеней точности
Для каждой степени точности установлены нормы кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев колес
В машиностроении зубчатые передачи общего назначения изготовляют по 6 -9 степеням точности
Цилиндрические прямозубые: 6-й степени точности при V до 15 м/с; 7-й – до 10м/с; 8-й – до 6 м/с; 9-й – до 2 м/с

Слайд 29

Основные кинематические характеристики Передаточное отношение Передаточное число

Основные кинематические характеристики

Передаточное отношение

Передаточное число

Слайд 30

Геометрические характеристики зубчатых колес Делительными называют окружности, по которым в процессе

Геометрические характеристики зубчатых колес

Делительными называют окружности, по которым в процессе изготовления

зубчатых колес производится деление цилиндрических заготовок на число частей, равное числу зубьев:

Шаг зубьев
толщина зубьев s
ширина впадины e

Слайд 31

Слайд 32

Силы в зацеплении - нормальная сила, действующая по линии зацепления -

Силы в зацеплении

- нормальная сила, действующая по линии зацепления
-

окружная сила, действующая по касательной к окружностям
- радиальная сила, действующая по радиусу к центру
- угол зацепления, 20 град
Слайд 33

Цилиндрическая косозубая передача Достоинства : плавность зацепления меньший шум снижение динамических

Цилиндрическая косозубая передача

Достоинства :
плавность зацепления
меньший шум
снижение динамических нагрузок
Недостаток:
наличие

осевой силы, стремящейся сдвинуть зубчатое колесо с валом вдоль оси
Слайд 34

Сравнение прямозубой и косозубой передач

Сравнение прямозубой и косозубой передач

Слайд 35

Расчёт быстроходного и тихоходного валов Вал – деталь машин и механизмов,

Расчёт быстроходного и тихоходного валов

Вал – деталь машин и механизмов, предназначенная

для передачи крутящего момента и поддержания вращающихся на них деталей
Слайд 36

1 1 2 2 3 1 – посадочная поверхность (посадочный участок)

1

1

2

2

3

1 – посадочная поверхность
(посадочный участок)
2 – цапфа
3 – переходная

поверхность
(переходный участок)

Посадочными поверхностями называют поверхности, на которые насаживают ступицы шкивов, зубчатых колес, звездочек. Бывают цилиндрическими и коническими.

Конический участок

Цилиндрический участок

Шпонки

Вращающий момент от ступицы к валу и наоборот может передаваться с помо-щью шпоночного соединения, шлиц или посадки с натягом

Конструктивные элементы валов

Слайд 37

Расчёт быстроходного и тихоходного валов На валах устанавливают вращающиеся элементы: зубчатые

Расчёт быстроходного и тихоходного валов

На валах устанавливают вращающиеся элементы: зубчатые

колёса, шкивы, звёздочки и т.д. Редукторные валы рассчитывают в два этапа. На первом этапе проводят проектный расчет, в результате которого определяют длины отдельных участков вала, диаметры в характерных сечениях и приложенные к ним нагрузки. На втором этапе определяют фактический коэффициент запаса прочности в предположительно опасных сечениях.
Слайд 38

T1 - вращающий момент на валу Ft1 - окружные силы, действующие

T1 - вращающий момент на валу
Ft1 - окружные силы, действующие в

зацеплении;
Fr1 - радиальные силы, действующие в зацеплении;
d1 – диаметр делительной окружности зубчатого колеса;
b1 – ширина зубчатого венца зубчатого колеса;
Fн - сила давления со стороны клиновых ремней на вал.

Расчёт быстроходного и тихоходного валов

Исходные данные для конструирование валов

Слайд 39

Расчёт быстроходного и тихоходного валов Расчетные ориентировочные геометрические размеры каждой ступени вала



Расчёт быстроходного и тихоходного валов

Расчетные ориентировочные геометрические размеры каждой

ступени вала
Слайд 40

Эпюры моментов действующих на вал

Эпюры моментов действующих на вал

Слайд 41

Эскиз вала с указанием основных конструктивных размеров.

Эскиз вала с указанием основных конструктивных размеров.

Слайд 42

Эскиз вала с указанием основных конструктивных размеров.

Эскиз вала с указанием основных конструктивных размеров.

Слайд 43

Проверочный расчёт вала Проверочный расчёт вала является уточнённым, так как учитывается

Проверочный расчёт вала

Проверочный расчёт вала является уточнённым, так как учитывается

характер динамической нагрузки, концентрацию напряжений, влияние абсолютных размеров вала, качество обработки поверхностей. Расчёт сводится к определению запаса прочности n. Условие прочности выполнено, если Требуемый коэффициент запаса прочности принимается Меньшие значения относятся к приводам менее ответственных механизмов. Проверочный расчёт вала выполняется для сечений, наиболее нагруженных и имеющих концентратор напряжения( шпоночный паз, галтель, канавку).
Слайд 44

ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ Подшипники, работающие по принципу трения скольжения называются подшипниками скольжения

ПОДШИПНИКИ СКОЛЬЖЕНИЯ

Подшипники, работающие по принципу трения скольжения называются подшипниками скольжения

Слайд 45

Подшипники являются опорами вращающихся осей и валов. При проектировании той или

Подшипники являются опорами вращающихся осей и валов. При проектировании той или

иной машины их подбирают из числа выпускаемых типоразмеров.

мы выбрали радиально – упорный шариковые подшипники типа 46305
Грузоподъемность:

долговечность наиболее нагруженного подшипника
рассчитавыется по формуле:

, значит подшипник подобран правильно

Слайд 46

малые габариты в радиальном направлении бесшумность работы хорошая восприимчивость ударных и

малые габариты в радиальном направлении
бесшумность работы
хорошая восприимчивость ударных

и вибрационных нагрузок
возможность применения разъемных подшипников
допускают высокую частоту вращения (100 000 об/мин и более)
возможность работы в воде и других агрессивных средах
большая долговечность в условиях жидкостного трения
применяют при повышенных требованиях к стабильности точности положения валов;
отсутствие подшипников качения требуемых диаметров (миниатюрные и особо крупные валы).

Достоинства:

Слайд 47

Высокие потери на трение и в связи с этим пониженные КПД;

Высокие потери на трение и в связи с этим пониженные

КПД; КПД 0,95 –0,99
Необходимость систематического наблюдения и непрерывного смазывания
Тяжелонагруженные подшипники, работающие при высоких частотах вращения нуждаются в принудительном подводе под давлением смазочного материала (масла, воды и др.) для поддержания режима жидкостного трения и отвода выделяющейся теплоты
Подшипники с обычными маслами надежно работают до температур не выше 150 градусов
Неравномерный износ подшипника и цапфы
Применение для изготовления подшипников дорогостоящих материалов
Относительно большая длина в осевом направлении

Недостатки

Слайд 48

Области рационального применения подшипников скольжения Опоры быстроходных узлов, работающих при вибрационных

Области рационального применения подшипников скольжения

Опоры быстроходных узлов, работающих при вибрационных
и

ударных нагрузках

Опоры тихоходных малоответственных механизмов

Подшипники, выполняемые по условиям сборки разъемными
(опоры коленчатых валов)

Опоры при стесненных радиальных габаритах

Подшипники, работающие в абразивных и агрессивных средах

Опоры быстроходных узлов, работающих при вибрационных
и ударных нагрузках

Подшипники, работающие при особо высоких частотах вращения –
газовые и электромагнитные

Опоры уникальных конструкций, для которых стандартный
подшипник качения подобрать невозможно

Слайд 49

Классификация подшипников: По виду воспринимаемой нагрузки Радиальные Радиально-упорные Упорно-радиальные Упорные Предназначены

Классификация подшипников:

По виду воспринимаемой нагрузки

Радиальные

Радиально-упорные

Упорно-радиальные

Упорные

Предназначены для восприятия
радиальной нагрузки и частично

осевой

Предназначены для комбинированного
восприятия радиальной и осевой нагрузок
Предназначены для восприятия в
основном осевой нагрузки и частично
небольшой радиальной

Предназначены для восприятия осевой
нагрузки

Слайд 50

ВИДЫ ТРЕНИЯ В ПОДШИПНИКАХ Положение вала в состоянии покоя и при разгоне Положение вала после разгона

ВИДЫ ТРЕНИЯ В ПОДШИПНИКАХ

Положение вала в состоянии покоя и при разгоне

Положение

вала после разгона
Слайд 51

Смазочные материалы Жидкие Пластичные (густые) Газообразные Твердые

Смазочные материалы

Жидкие

Пластичные
(густые)

Газообразные

Твердые

Слайд 52

СМАЗКА ПОДШИПНИКОВ Смазка подшипников может выполнять следующие функции: уменьшать потери на

СМАЗКА ПОДШИПНИКОВ
Смазка подшипников может выполнять следующие функции: уменьшать потери на трение,

снижать износ рабочих поверхностей, отводить теплоту, предохранять от коррозий, снижать шум, обеспечивать герметизацию подшипниковых узлов.

Диаметры подшипников:25 и 45 мм, средний диаметр 35 мм.
Частоты вращения подшипников 300 и 95 оборотов в минуту, средняя частота вращения подшипников 200 оборотов в минуту.
Рабочая температура редуктора 60 градусов Цельсия.
По номограмме определяем, что вязкость масла при рабочей температуре подшипника должна быть 60 мм2/с.
Вязкость 60 мм2/с при рабочей температуре будет у масла, имеющего при температуре 40 градусов Цельсия вязкость 190 мм2/с.
Под эти параметры подходит масло Shell Helix 70W90, стоимостью 532 рубля за литр.

Слайд 53

Подбор соединительной муфты

Подбор соединительной муфты

Слайд 54

Муфты – это устройства, служащие для соединения соосных деталей, например труб,

Муфты – это устройства, служащие для соединения соосных деталей, например труб,

валов, стержней и т.д.
Выбираем муфту для соединения выходного вала редуктора и вала привода конвейера между собой по назначению, номинальному крутящему моменту и диаметру выходного конца вала редуктора

Подбор соединительной муфты

Слайд 55

Исходные данные для расчета муфты: мм (Приложение Б3[1]–«выходной вал редуктора»1 ЦУ-200-4

Исходные данные для расчета муфты:
мм (Приложение Б3[1]–«выходной вал редуктора»1

ЦУ-200-4 12)
Н⋅м – крутящий момент, передаваемый выходным валом редуктора

Подбор соединительной муфты

Слайд 56

Расчетный крутящий момент определяется по формуле: ; где – коэффициент режима

Расчетный крутящий момент определяется по формуле:
;
где – коэффициент режима работы;


Для ленточных конвейеров
Принимаем
Н⋅м
Выбираем кулачково-дисковую муфту типа 630-36-1У3 ГОСТ Р 20720-93

Подбор соединительной муфты

Слайд 57

Эскиз кулачково-дисковой муфты. Подбор соединительной муфты

Эскиз кулачково-дисковой муфты.

Подбор соединительной муфты

Слайд 58

Подбор соединительной муфты Основные параметры муфты (ГОСТ 20720-93)

Подбор соединительной муфты

Основные параметры муфты (ГОСТ 20720-93)

Слайд 59

Подбор шпоночных соединений Подбор шпонки под муфту: мм. T=450Н·м. По таблице

Подбор шпоночных соединений

Подбор шпонки под муфту: мм. T=450Н·м.
По таблице 1.10[3] выбираем

размеры шпонки: b=10мм,h=8 мм,
мм, мм, l=70мм.
Проверочный расчет шпонки на смятие:
,
где - сила смятия,
Н,
МПа.
.
Слайд 60

Расчет рамы под привод Приводы машин, состоящие из электродвигателя и передач,

Расчет рамы под привод

Приводы машин, состоящие из электродвигателя и передач, устанавливают

на сварных рамах или литых плитах.
При единичном производстве машин в основном применяют сварные рамы, изготовленные из листовой стали и профильного проката – швеллеров или уголков.
Конструкция и размеры рамы зависят от типов и размеров электродвигателя и редуктора.
Размер L округляется до ближайшего большего стандартного Lф . Принимаем L= 1000 мм
Высоту рамы определяют в зависимости от её длины H=(0,08…0,10)L, и подбирают размер швеллера.
Принимаем швеллер №10
Слайд 61