РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №1

“Кінематичний та силовий розрахунок привода електромеханічного тягла з двоступінчастим циліндричним косозубим редуктором”

 

1. Завдання на проектування електромеханічного тягла:

тягове зусилля на линві

довжина траси транспортування

швидкість переміщення вантажу

режим роботи привода  (важкий);

коефіцієнт перевантаження

ресурс,

 

Рис. Д.1. Схема тягла

На схемі показано: 1 – електродвигун; 2 – муфта пружна; 3 – гальмо; 4 – редуктор циліндричний двоступінчастий за розгорнутою схемою; 5 – муфта компенсна (зубчаста); 6 – барабан тяговий; 7 – линва; 8 – вантаж.

 

2. Вибір линви та визначення діаметра барабана 6.

Максимальний натяг на вітці линви, що намотується на барабан при транспортуванні вантажу,

Тут не враховується вага вантажозахватного органу. Найменше допустиме розривне зусилля линви

де     - коефіцієнт запасу міцності линви (додаток 7), ;

За табл. (додаток 8) вибираємо линву сталеву, подвійного сукання типу ЛК діаметром  маркувальної групи  з розривним зусиллям , тобто з деяким недовантаженням, бо ж .

Діаметр барабана по його поверхні

де     - коефіцієнт, що залежить від режиму роботи (додаток 7).

Округлюємо до більшого значення (додаток 6):

Довжина одного витка линви на барабані буде

а довжина траси транспортування  (задано). На барабані має бути укладено  витків, тобто  витків, де 5 – загальна кількість витків, що йде на закріплення і про запас (для надійності!). Оскільки , то довжина барабана буде не меншою за , враховуючи, що укладання витків буде один до одного (без проміжків); тоді

Умова , що свідчить про жорсткість барабана і додаткового розрахунку проводити немає сенсу.

 

3. Визначення потрібної потужності двигуна

,

де       - ККД передачі;

 - вихідна потужність на валі барабана;

 - потрібна потужність двигуна.

де       (із ) згідно цього посібника, с. 40, табл. 14:

 

4. Вибір двигуна:

Вибираємо двигун (додаток 9): 4А 180М4/1470 потужністю .

.

Рис. Д.1, а. Ескіз двигуна 4А 180М4/1470

 

5. Кінематичні параметри привода; передатне число привода

Розподілимо передатне число привода на передатні числа ступенів редуктора, бо інших передач у схемі немає. Визначимо  за формулою

де       - передатне число тихохідної передачі (за посібником:
Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высш. шк., 1990,с.9, табл. 1.3).

Зауваження. Якщо  в межах , то  знаходять за графіком на рис.11 цього НМП.

Передатне число швидкохідної передачі

Приймаємо остаточно  (стандартне, максимальне) при твердості коліс , а передатне число швидкохідної передачі

при такій же твердості, як і тихохідної передачі (табл. 13 цього НМП).

 

6. Частота обертання валів та їхні кутові швидкості

 

7. Обертові моменти на валах

8. Зведемо знайдені параметри в таблицю

 

Знайдені параметри	Двигун 4А180М4/1470	Швидко-хідний вал	Проміж-ний вал	Тихохід-ний вал	Вал барабана
Обертовий момент,	173,5	170,1	1258,6	7691,7	7537,8
Кутова швидкість,	153,86	153,86	20,16	3,2	3,2
Частота обертання,	1470	1470	192,7	30,6	30,
Передатні числа	Редуктор                                           Швидкохідний вал                          Тихохідний вал
Діаметр линви,
Діаметр барабана,	500

 

 

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №2

“Кінематичний та силовий розрахунок електромеханічного тягла з циліндричним двоступінчастим співвісним редуктором” за схемою 2

Рис. Д.2. Кінематична схема тягла електричного:

1 – двигун електричний; 2 – муфта пружна з гальмом; 3 – редуктор співвісний циліндричний косозубо-прямозубий; 4 – муфта компенсаційна (зубчаста); 5 – барабан тяговий; 6 – линва; 7 – вантаж; 8 – радіальна дворядна кулькова сферична само установка.

 

Потрібно: запроектувати тягло електромеханічне за такими даними:

тягове зусилля на линві

довжина траси транспортування

швидкість переміщення вантажу

режим роботи привода  (легкий);

коефіцієнт перевантаження

ресурс (тривалість роботи)

Твердість коліс погодити з викладачем.

1.1. Вибір діаметра барабана

Розривне зусилля на линві

де       - легкий режим роботи (додаток 7),

 - зусилля на линві від заданого вантажу.

Отже,

За ГОСТ 7665 (додаток 8) вибираємо діаметр линви , а маркувальну групу 1568  (друга колонка цієї таблиці).

Розраховуємо діаметр барабана

де       (додаток 7).

Згідно ГОСТ 6616 приймаємо діаметр барабана .

Довжина витка линви на барабані .

Кількість витків  витків.

де       - довжина траси транспортування.

Довжина барабана буде

де       враховуючи запасні витки і витки, що йдуть на закріплення линви на барабані.

Визначаємо відношення що дає можливість намотувати на барабан линву в один шар. Для економії матеріалу барабана і більшої жорсткості його будемо намотувати линву на барабані в 2 шари. Приймемо довжину барабана  Тоді

 Остаточно

1.2. Вибір електродвигуна

Обертовий момент на валі барабана

Кутова швидкість на валі барабана

Потужність на валі барабана

Потужність потрібного двигуна

де       - ККД привода;

де       - відповідно ККД першої і другої муфт;

 - ККД редуктора;

Тоді

де       - середнє значення ККД зубчатої передачі (а їх 2!) (див. цей посібник на с.40, табл. 14).

Тоді

Вибираємо електродвигун (додаток 9) асинхронний 4А160S2/2940 потужністю 15 кВт, що працюватиме з недовантаженням (очевидно), але меншої потужності не можна брати, бо буде перевантажений. Наприклад,  Тоді

а це недопустимо.

Остаточно

Подамо ескіз двигуна (додаток 9) з усіма параметрами із додатку 9, що належить вибраному двигуну 4А160S2/2940.

.

Рис. Д.2, а. Ескіз двигуна 4А160S2/2940

Визначимо частоту обертання барабана  із залежності  

Знайдемо передатне число редуктора тягла за залежністю

Згідно цього посібника, табл. 16, д, передатне число тихохідної передачі співвісного редуктора

Передатне число швидкохідної передачі співвісного редуктора

Приймемо стандартне значення  а  знайдемо за формулою

що є нестандартним.

Отже, маємо:  - остаточні значення передатних чисел ступенів редуктора.

Знайдемо частоти обертання, кутові швидкості і обертові моменти на кожному з валів і зведемо одержані значення в таблицю:

 

2940	307,72	2940	307,72	735	76,93	191	20
43,57	42,66	167,32	613,82	600

 

 

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА № 3

“Кінематичний та силовий розрахунок електромеханічного тягла з конічно-циліндричним редуктором” за схемою 3

1. Дано: тягове зусилля на линві

довжина траси транспортування

швидкість переміщення вантажу

режим навантаження

коефіцієнт перевантаження

ресурс

 

Рис. Д.3. Кінематична схема тягла:

1 – двигун; 2 – муфта пружна; 3 – гальмо; 4 – редуктор;

5 – муфта зубчата; 6 – барабан; 7 – линва; 8 – вантаж.

 

Обертовий момент від електродвигуна 1 через пружну муфту 2 передається редуктору 4, який через зубчасту муфту 5 приводить в рух барабан, а він, в свою чергу, линву 7 з вантажем 8. Зубчаста муфта 5 служить для компенсації неспіввісності валів.

2. Максимальний натяг у вітці линви, що намотується на барабан при транспортуванні вантажу,  Тут не враховується вага вантажозахватного органу.

Найменше допустиме розривне зусилля на линві

де     - коефіцієнт запасу міцності линви при режимі  (додаток 7).

За значенням  знаходимо в додатку 8 потрібну линву сталеву подвійного сукання, типу ЛК діаметром  маркувальної групи 1568  з розривним зусиллям

Діаметр барабана по його поверхні

де       - коефіцієнт, що залежить від режиму роботи (додаток 7).

Округлюємо до більшого значення згідно додатку 6 і приймаємо

3.1. Частота обертання барабана

де     

3.2. Для привода з конічно-циліндричним редуктором ККД буде:

де       - ККД муфти;

 - ККД конічної передачі;

 - ККД циліндричної зубчастої передачі.

Середні значення коефіцієнта корисної дії (ККД) передач з врахуванням витрат в опорах (вальниць) взяті з цього посібника (табл. 14).

3.3. Потужність на валі барабана електромеханічного тягла

де       - тягове зусилля на линві;

 - швидкість переміщення вантажу.

Потрібна потужність двигуна (на валі двигуна)

Вибираємо електричний двигун асинхронний потужністю  моделі 4А160S6/975 (додаток 9).

.

Рис. Д.3, а. Ескіз електродвигуна

 

Параметри двигуна:

асинхронна частота обертання

потужність

момент інерції ротора

діаметр вала двигуна

4.1. Передатне відношення редуктора

а передатні числа ступеней редуктора визначаємо за табл. 16, е цього посібника:

Приймаємо  - стандартне.

Тоді

Приймаємо  - стандартне.

Тоді  а відхилення від фактичного передатного числа

що в межах допустимого відхилення (п.9.8. цього посібника).

Тут  - передатне число  швидкохідної конічної передачі, а  - передатне число тихохідного ступеня редуктора. Передатні числа взяті з цього посібника, с. 56.

 

4.2. Для швидкохідного вала:

 - кутова швидкість швидкохідного вала.

Проміжний вал:

Тихохідний вал:

 - кутова швидкість тихохідного вала

5. Потужність на швидкохідному валі

,

а обертовий момент

На проміжному валі:

На тихохідному валі:

 

6. Занесемо всі обчислені параметри в таблицю:

 

Параметри
Числові значення		9,7	0,28	61,39	0,9035	7,97·103	4		4
16	975	60,94	243,75	102,1	6,38	25,52	76,89	295,26		1145,6

 

 

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №4

“Кінематичний та силовий розрахунок електромеханічного тягла з черв’ячно-циліндричним редуктором” за схемою 4

1. Дано:

тягове зусилля на линві

довжина траси транспортування

швидкість переміщення вантажу

режим навантаження  (легкий);

коефіцієнт перевантаження

ресурс

Рис. Д.4. Кінематична схема привода тягла:

1 – двигун; 2 – муфта пружна; 3 – гальмо; 4 – редуктор черв’ячно-циліндричний; 5 – муфта зубчаста (компенсна);

6 – барабан; 7 – линва; 8 – вантаж.

Обертовий момент від електродвигуна 1 через пружну муфту 2 передається редуктору 4, який через зубчасту муфту 5 приводить в рух барабан, а він, в свою чергу, линву 7 з вантажем 8. Зубчаста муфта 5 є компенсною, бо компенсує неспіввісності валів (тихохідного вала редуктора і вала барабана): осьову, радіальну і кутову.

2. Максимальний натяг у вітці линви, що намотується на барабан при транспортуванні вантажу,

Тут не враховується вага вантажозахватного органу, який може складати максимум 3% від .

Найменше допустиме розривне зусилля линви

де     - коефіцієнт запасу міцності линви (додаток 7 цього посібника).

За табл. додатку 7 вибираємо линву сталеву, подвійного сукання, типу ЛК діаметром  маркувальної групи 1568  з розривним зусиллям

Діаметр барабана по його поверхні

де      е=16 - коефіцієнт, що залежить від режиму роботи (додаток 6).

Округлюємо одержане значення  до більшого значення згідно додатку 6 і приймаємо діаметр барабана

3.1. Частота обертання барабана

де     

3.2. Відомо, що для черв’ячно-циліндричного редуктора його ККД становить:

де       - ККД муфти;

 - ККД черв’ячної передачі;

 - ККД циліндричної передачі.

Середні значення коефіцієнта корисної дії (ККД) передач з врахуванням витрат в опорах (вальниць) взяті з табл. 14 цього посібника.

3.3. Потужність, яка необхідна для привода електромеханічного тягла

де       - тягове зусилля на линві, Н;

 - швидкість переміщення вантажу, м/с.

Потрібна потужність двигуна (на валі двигуна)

Вибираємо електричний двигуна синхронний потужністю  моделі 4А160S2У3/2940 (додаток 9).

.

Рис. Д.4, а. Ескіз електродвигуна

Параметри двигуна:

асинхронна частота обертання

потужність

момент інерції ротора

діаметри валів двигуна

4.1. Передатне відношення редуктора

а передатні числа ступеней черв’ячно-циліндричного редуктора визначаємо за табл. 16, д цього посібника:

 - стандартне;

Приймаємо (с.47 цього посібника).

Тоді  а відхилення від фактичного передатного числа

що в межах допустимого відхилення (п.9.7, с.47 цього посібника).

Тут  - передатне число швидкохідної черв’ячної передачі, а  - передатне число тихохідного ступеня редуктора.

4.2. Для швидкохідного вала:

 - кутова швидкість швидкохідного вала.

Проміжний вал:

 - кутова швидкість проміжного вала.

Тихохідний вал:

 - кутова швидкість тихохідного вала.

5. Потрібна потужність на швидкохідному валі

,

а обертовий момент

На проміжному валі:

На тихохідному валі:

6. Одержані в розрахунках параметри вносимо в таблицю

Параметри
Числове значення		13	0,32	41,78	0,7529	13,02	11,2		6,3
70,56	2940	41,7	262,5	307,9	4,37	27,49	42,29	378,9		2315,46

 

 

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №5

“Кінематичний та силовий розрахунок електромеханічного тягла з циліндрично-черв’ячним редуктором” за схемою 5

1. Запроектувати електромеханічне тягло з циліндрично-черв’ячним редуктором, якщо задано:

тягове зусилля на линві

довжина траси транспортування

швидкість переміщення вантажу

режим навантаження  (легкий);

коефіцієнт перевантаження

ресурс

Рис. Д.5. Кінематична схема привода тягла:

1 – двигун; 2 – муфта пружна; 3 – гальмо; 4 – редуктор циліндрично-черв’ячний; 5 – муфта зубчаста (компенсна);

6 – барабан; 7 – линва; 8 – вантаж.

 

Обертовий момент від електродвигуна 1 через пружну муфту 2 передається редуктору 4, який через зубчасту муфту 5 приводить в рух барабан, а він, в свою чергу, линву 7 з вантажем 8. Зубчаста муфта 5 є компенсною, бо компенсує неспіввісності валів (тихохідного вала редуктора і вала барабана): осьову, радіальну і кутову.

2. Максимальний натяг у вітці линви, що намотується на барабан при транспортуванні вантажу,

Тут не враховується вага вантажозахватного органу, який може складати максимум 3% від .

Найменше допустиме розривне зусилля линви

де     - коефіцієнт запасу міцності линви при режимі (додаток 7).

За значенням  знаходимо у табл. додатку 8 потрібну сталеву линву, подвійного сукання, типу ЛК, діаметром  маркувальної групи 1568  з розривним зусиллям

Діаметр барабана по його поверхні

де       - коефіцієнт, що залежить від режиму роботи (додаток 7).

Округлюємо одержане значення  до більшого значення згідно додатку 6 і приймаємо діаметр барабана

3.1. Частота обертання барабана

де     

3.2. ККД привода електромеханічного тягла:

де       - ККД муфти, а їх дві, тому;

 - ККД зубчатої циліндричної передачі;

 - ККД черв’ячної передачі.

Середні значення коефіцієнта корисної дії (ККД) передач з врахуванням витрат в опорах (вальниць) взяті з табл. 14 цього посібника.

3.3. Потужність, яка необхідна для привода електромеханічного тягла

де       - тягове зусилля на линві, Н;

 - швидкість переміщення вантажу, м/с.

Потрібна потужність двигуна

Вибираємо електричний двигуна синхронний потужністю  моделі 4А160S2У3/2940 (додаток 9).

.

Рис. Д.5, а. Ескіз електродвигуна

Параметри двигуна:

асинхронна частота обертання

потужність

момент інерції ротора

діаметр вала двигуна

З додатку 9 виписуємо необхідні розміри.

4.1. Передатне відношення редуктора

передатні числа ступеней циліндрично-черв’ячного редуктора визначаємо за табл. 16, ж цього посібника:

 - стандартне;

Приймаємо  - стандартне.

Тоді

Приймаємо  - стандартне.

Тоді  а відхилення від фактичного передатного числа

що в межах допустимого відхилення (п.9.7 цього посібника).

Тут  - передатне число швидкохідної циліндричної передачі, а  - передатне число тихохідного ступеня редуктора (черв’ячної передачі).

4.2. Частоти обертання валів і кутові швидкості

Швидкохідний вал:

 - кутова швидкість швидкохідного вала.

Проміжний вал:

 - кутова швидкість проміжного вала.

Тихохідний вал:

 - кутова швидкість тихохідного вала.

5. Обертові (крутні) моменти на валах:

Потрібна потужність на швидкохідному валі

,

а обертовий момент

На проміжному валі:

На тихохідному валі:

6. Зведена таблиця шуканих параметрів

 

Параметри
Числове значення		11,5	280	54,60	0,753	12,75	2,8		20
56	2940	52,50	1050	307,9	5,50	109,9	41,43	112,53		1800,48