Практическое занятие №9. Практическое занятие 9

• Название: Практическое занятие 9
• Дата: 15.11.2021
• Размер: 458.62 Kb.
• Имя файла: Практическое занятие №9.docx
• Тип: Занятие; #272911

Практическое занятие №9

Основные положения детали машин. Понятия о надежности машин. Критерий работоспособности и расчета детали машин. Основные понятия о передачах. Назначение передач. Кинематические и силовые соотношения в передачах.

Цель Научиться решать задачу на определение основных кинематических параметров привода. Расчет геометрических характеристик зубчатых передач.
9.1 Привод состоит из электродвигателя мощностью Р_дв с угловой скоростью вала _дв, и трех передач, характеристики которых указаны на кинематических схемах (рисунок16). Угловая скорость выходного вала _вых. Требуется определить: а) общий КПД и передаточное отношение привода; б)вращающие моменты и угловые скорости для всех валов. При расчете значения КПД передач принять в соответствии с рекомендуемыми значениями таблицы 8. Данные для расчета взять из таблицы 7.

Таблица 7- Исходные данные.

Величина	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Рдв, кВт	1,5	2,2	3,0	4,0	5,5	7,5	11,0	15,0	18,5	22,0
дв, рад/с	148	149	150	150	151	152	153	153	153	154
вых, рад/с	4,5	4,0	3,5	3,0	2,5	2,2	2,0	1,5	3,5	2,0

Таблица 8- Значения КПД механических передач.

Передача	КПД
Зубчатая в закрытом корпусе (редуктор): с цилиндрическими колесами с коническими колесами Зубчатая открытая Червячная в закрытом корпусе при: Z = 1 Z = 2 Z = 4 Цепная открытая Клиноременная Потери на трение в опорах каждого вала	0,97- 0,98 0,96- 0,97 0,95- 0,96 0,70- 0,75 0,80- 0,85 0,85- 0,90 0,90- 0,95 0,95- 0,97 0,99- 0,995

9.2 Пример выполнения задания 8

Исходные данные:

Р_дв= 4 кВт

_дв= 150 рад/с

_вых= 4 рад/с
Решение:

а) Общий КПД привода (рисунок 17)



По таблице 8

КПД ременной передачи _рем= 0,96

КПД конической передачи _кп= 0,97

КПД открытой зубчатой

передачи _зп= 0,95

КПД одной пары подшипников

качения _подш= 0,99

Рисунок 17

Число пар подшипников качения к=3

 = 0,960,970,950,99³= 0,86

Передаточное отношение привода U_пр=_дв /_р=150/4 = 37,5

Передаточное отношение ременной передачи U_рем=d₁/d₂=200/100 =2

Передаточное отношение конической передачи U_кп=Z₂/Z₁= 66/22 = 3

Передаточное отношение открытой зубчатой передачи

U_озп=U_пр/ U_ремU_кп=37,5/23 = 6,25

б) Вращающие моменты на валах и их угловые скорости:

момент на валу двигателя

Т_дв=Т₁=Р_дв/_дв= 4010³/150 =26,66 Нм

угловая скорость _дв=₁= 150 рад/с
момент на втором валу

Т₂=Т₁U_рем _рем_подш = 26,6620,960,99 = 50,68 Нм

угловая скорость ₃=₁/U_рем=150/2 = 75 рад/с
момент на третьем валу

Т₃=Т₂U_кп _кп_подш = 50,6830,970,99 = 146 Нм

угловая скорость ₃=₂/U_кп= 75/3 = 25рад/с
момент на четвертом (выходном) валу

Т₄= Т₃ U_озп _озпп_подш = 1466,250,950,99 = 858 Нм

угловая скорость ₄=_вых=₃/U_озп= 25/6,25 = 4 рад/с
10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ (ЗАДАНИЕ 9)
10.1 Выполнить геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи, если известно её передаточное число U, межосевое расстояние а_ и коэффициент ширины зубчатого колеса _ва. Данные для расчета взять из таблицы 9.
Таблица 9- Исходные данные.

Величина	Задачи
	1	2		3		4		5		6		7		8		9		10
Передаточное число U	6,3	5,6		5,0		4,5		4,0		3,55		3,15		2,8		2,5		2,0
Величина	Варианты
	1		2		3		4		5		6		7		8		9	10
Межосевое расстояние а, мм	80		100		112		125		140		160		180		200		250	300
Коэффициент ва	0,25		0,315		0,5		0,2		0,4		0,63		0,315		0,25		0,5	0,315
Тип зуба	П		К		Ш		П		К		Ш		П		К		Ш	П
П- прямой, К-косой, Ш- шевронный

* Модули m_n для зубчатых передач, мм:

1. 
   ряд: 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10; 12;16;
   
2. 
   ряд: 1, 375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 7,0; 9,0; 11; 14.
   

10.2 Пример выполнения задания 9
Исходные данные:

передаточное число передачи U= 4; межосевое расстояние а_ω = 140 мм; коэффициент отношения ширины зубчатого венца к межосевому расстоянию ψ_ba= 0,315; К- передача косозубая.

Решение:Нормальный модуль зубчатого зацепления примем по следующей рекомендации [3]:
m_n= (0,01÷0,02) · a_ω = (0,01÷0,02) ·140 = 1,4÷2,8 мм.
Принимаем в соответствии со стандартным рядом (*)m_n= 2,0 мм.

При твердости поверхности зубьев меньше НВ 350 - m_n≥ 1,0 мм, при HRC > 40 - m_n≥1,5.

Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес:
β_min =arcsin(3,5· m_n/b₂),
где b₂ – ширина венца зубчатого колеса, которая равна :

b₂ = ψ_ba· a_ω= 0,315 · 140 = 44,1 мм, принимаем b₂ = 45 мм.

Тогда угол наклона

β_min= arcsin (3,5 · 2 / 45) = 9 ⁰.
Для прямого зуба β_min= 0⁰, для шевронного зуба принимают β_min= 25⁰.

Далее определяем суммарное число зубьев зубчатых колес передачи
z_∑= 2 · a_ω·cos β_min/ m_n = 2 ·140·cos 9 ⁰/ 2 =138,2.
Принимаем z_∑ = 138 (z_∑ округляется в меньшую сторону до целого числа).

Действительное значение угла наклона зубьев определим по формуле:
β = arcos( z_∑·m_n /2· a_ω) = arcos (138·2 /2·140) = 9,67 ⁰.
Рекомендуемое значение угла наклона косого зуба β = 8 ⁰….18 ⁰.

Число зубьев шестерни z₁= z_∑ /(U +1)≥ z_1min ; для прямозубых z_1min = 17, для косозубых z_1min = 17 · cos³β. В нашем случае z₁ = 138 /(4+1) = 27,6 округляем в ближайшую сторону до целого числа z₁ =28.

Число зубьев колеса z₂= z_∑- z₁=138-28 = 110.

Определим фактическое передаточное отношение и его отклонение от заданного:

U = z₂ / z₁=110 / 28 = 3,93; ∆ = < 4%.

Основные размеры шестерни и колеса:

- делительный диаметр шестерни d₁=m_n· z₁ / cos β=2·28 / cos9,67⁰ = 56,81 мм;

- делительный диаметр колеса d₂ =m_n· z₂ / cos β=2·110 /cos9,67⁰ = 223,19 мм;

- диаметр вершин зубьев шестерни d_а1 =d₁+2·m_n=56,81 + 2·2 = 60,81 мм;

- диаметр вершин зубьев колеса d_а2 = d₂+2·m_n =223,19 + 2·2 =227,19 мм;

- диаметр впадин зубьев шестерни d_f1 =d₁ – 2,5·m_n =56,81 – 2,5·2 =51,81 мм;

- диаметр впадин зубьев колеса d_f2 =d₂ – 2,5·m_n =223,19 – 2,5·2 =218,19 мм;

- ширина шестерни b₁ = b₂ + 5мм = 45 + 5 = 50 мм.

Действительное межосевое расстояние:
a_ω = (d₁ + d₂) / 2 = (56,81 + 223,19) / 2 = 140 мм.