Masinu elementai
5 (100%) 1 vote

Masinu elementai

A. Elektros variklio parinkimas ir pavarų kinematinis skaičiavimas

Pavaros mechanizmas paprastai pradedamas skaičiuoti, parenkant elektros variklį. Pradiniai duomenys pas mane yra duoti tokie (lentelė 1):

Lentelė 1: Pavaros duomenys

PARAMETRAI

Galingumas P, kW 3,0

Kampinis greitis W, rad/s 3,8

Pagal šiuos duomenis aš vygdau kitus skaičiavimus variklio parinkimui.

I. Elektros variklio parinkimas.

1. Pasirenkame perdavimo skaičius. Sliekiniai pavarai parenku u1 = 30; atvirai krumplinei pavarai u2 = 2 .

2. Tada kampinis greitis (w) velenuose apskaičiuojamas:

w = w1 • u; (1.1)

mūsų atveju gauname:

trečiojo veleno: (duota) w3 = 3,8 rad/s;

antrojo veleno:

w2 = w3 • u2 = 3,8 ∙ 2 = 7.6 rad/s;

pirmojo veleno:

w1 = w2 • u1 = 7,6 ∙ 30 = 228 rad/s;

3. Suradę kampinį greitį , paskaičiuojame n – apsisukimų skaičių per minutę.

1 aps/min = 2π rad/min

tai w3 = 4 rad/s = 3,8 ∙ 60 = 240 rad/min.

w2 = 7,6 rad/s = 7,6 ∙ 60 = 480 rad/min.

w1 = 228rad/s = 228 ∙ 60 = 13680 rad/min.

Paskaičiuojame apsisukimų skaičių:

n = (1.2)

n3 = 240 / 2 ∙ 3,14 =38,3 aps/min

n2 = 480 / 2 ∙ 3,14 = 76,4 aps/min

n1 = 13680 / 2 ∙ 3,14 = 2840 aps/min

4. Toliau pasiskaičiuojama reikalingą variklio galią :

(1.3)

η = ηiš.pav ηred ηm = ( 0,94 • 0,99) • ( 0,70 • 0,994 ) • ( 0,98) = 0,65

Movos – tampri pirštinė mova.

Guolių poros naudingumo koeficientas lygus 0,99

Sliekinės pavaros su 1 pradžia η = 0,70 ( tepalo vonioje );

Krumplinės atviros pavaros η = 0,94.

Taigi turime trečio veleno galingumą N3 = 3 kw;

Reikalingas variklio galingumas bus

N1 = w.

5. Pasirenkame variklį, kuris labiausiai atitinka mūsų pavaros reikalavimus.

Tai yra bendros paskirties asinchroninis elektros variklis su trumpai sujungtu rotoriumi. Jo techniniai duomenys (lentele 2):

Lentelė 2

Elektros variklio tipas Nominalinis galingumas Nvar, kW nvar, aps/min Mprad/Mnom

A 42-2 4.5 2870 1.8

6. Toliau viska skaičiuosime pagal pasirinkto variklio charakteristikas.

Pavaros velenų apsisukimų skaičius per minutę:

Pirmo veleno n1 = nv = 2870 aps/min;

Antro veleno n2 = aps/min ;

Trečiojo veleno n3 = 95,6 / 2 = 47,8 aps/min.

7. Apsiskaičiuojame kiekvienam velenui perduodamą galingumą:

Pirmam velenui N1 = Nv = 4,5 kw;

Antram velenui N2 = Nv η1 = 4,5 • 0,65 = 3,58 kw;

Trečiam velenui N3 = N2 η2 = 3,58 • 0,92 = 3,29 kw;

η1 – pirmo ir antro veleno naudingumo koeficientas;

η2 – trečio veleno naudingumo koeficientas;

η1 = 0,70 • 0,994• 0,98 • 0,99 = 0,65

η2 = 0,94 • 0,99 = 0,92

8. Sukamojo momento ( T ) skaičiavimas:

(1.5)

T1,T2,T3 – pirmo, antro ir trečio velenų sukimo momentai.

9. Visus gautus duomenis surašau į 3 lentelę

3 lentelė Skaičiuojamos pavaros pagrindiniai duomenys

Velenai Apsisukimų skaičius

n (aps/min) Sukamasis momentas

T (Nm) Galingumas

N (kw) Kampinis greitis

w (rad/s) Perdavimo sk.

u

1 2840 19,7 4,5 228 30

2 76,4 471 3,58 7,6

3 38,3 865,7 3,29 3,8 2

B. Atviros cilindrinės krumplinės pavaros skaičiavimas

I. Pavaros skaičiavimas

1. Reduktoriaus perdavimo skaičius pagal GOSTą 2185-55 (16P lent.) parenku u¬2 = 2.

2. Pavaros velenų kampiniai greičiai :

Varančiojo

aps/min;

varamojo z4

aps/min.

3. Atviros krumplinės pavaros tipas: lėtaeigė – tiesiakrumplė .

4. Krumplinės medžiagos pasirinkimas. Mažajam krumpliaračiui pasirenku plieną 50 Γ, terminis apdirbimas – pagerinimas , kietumas HB 241.

Didžiajam krumpliaračiui – plienas 40, terminis apdirbimas – normalizavimas, kietumas HB 152 .

Iš lentelių parenku metalų mechanines charakteristikas: mažajam krumpliaračiui (z3) σB= 686 MN/m2, σT= 392 MN/m2 ( santykinis ruošinio skersmuo bus iki 200 mm ); didžiajam krumpliaračiui (z4) σB= 530 MN/m2, σT= 265 MN/m2 ( santykinis ruošinio skersmuo bus iki 300 mm ).

5. Tai medžiagų patvarumo ribą pagal formulę σ-1= 0.43 σB gauname:

mažajam krumpliaračiui

σ-1= 0,43 ∙ 686= 294,98 MN/m2

didžiajam krummpliaračiui

σ-1= 0,43 ∙ 530= 227,9 MN/m2

6. Leistini įtempimai lenkiant mažąjo krumpliaračio z3 krumpliams, paėmus [n] = 1,5, kσ= 1.6 ir

krl= 1,

[σ0]’l = MN/m2

didžiojo krumpliaračio (z4) krumpliams, paėmus [n] = 1,5, kσ= 1.5 ,

[σ0]”l = MN/m2

7. Mažojo krumpliaračio (z3) leistini kontaktiniai įtempimai, kai rėžimo koeficientas krl= 1 (82

psl.)

[σ]k= 2,75HBkrk = 2,75 ∙ 241 = 662,75 MN/m2

8. Reduktoriaus velenų sukimo
momentai:

varantysis velenas

MG= N2/w2 = 3580/7,9 = 453,2Nm;

Varomasis velenas

ML= N3/w3 = 3290/4= 822,5Nm.

Atviros krumplinės pavaros laipsnio skaičiavimas

1. Nustatome tarp ašinį atstumą A, vadovaudamiesi krumplių paviršių kontaktiniu stiprumu.

Tarp ašinį atstumą nustatome pagal formulę

;

čia u2= 2 – perdavimo skaičius;

Msk1 = MGK – Mažajo krumpliaračio skaičiuojamasis momentas;MG – mažojo krumpliaračio

nominalinis momentas; K – apkrovimo koeficientas, iš anksto paėmę K= 1.5, gausime

Msk1 =453,2 ∙1,5= 679,8Nm;

[σ]k – leistinas kontaktinis įtempimas;

ΨA=B/A – pločio koeficientas; imame ΨA= 0,4;

kp= 1 – tiesekrumplei pavarai, kontaktinės linijos suminio ilgio padidėjimo sąskaita.

Įrašę reikšmes į formulę , gausime

m.

Pagal GOSTą 2185-55 priimu AL=180 mm (13P lent.).

2. Krumpliaračių skaičius (z) ir kabinimo modulis (m) . Pagal (3.14) formulę

m= (0,01 – 0,02)A = (0,01 – 0,02) ∙ 180 =1,8 – 3,6 mm;

priimu m= 3 (pagal GOSTą 9563-60, 54 psl., 3.2 lent.).

Krumpliaračio z3 krumplių skaičius

.

Krumpliaračio z4 krumplių skaičius

z4= u2 ∙ z3 = 2∙40 = 80.

3. Krumpliaračių poros pagrindiniai matmenys mm:

dd3 = mz3 = 3 ∙ 40= 120 mm;

dd4 = mz4 = 3 ∙ 80= 240 mm;

B3 = B4 + 5 = 72 +5 = 77 mm;

B4 = ψLA = 0.4 ∙ 180 = 72 mm;

De3 = dd3 + 2m = 120 + 2 ∙3 =126 mm;

De4 = dd4 + 2m = 240 +2 ∙ 3 = 246 mm;

Di3 = dd3 – 2.5m = 120 – 2.5 ∙ 3 = 112,5 mm;

Di4 = dd4 – 2.5m = 240 – 2.5 ∙ 3 = 232,5.

Čia dd3,dd4 – dalijamųjų apskritimo skersmenys (mažojo ir didžiojo krumpliaračių);

De3 , De4 – viršūnių apskritimų skersmenys ;

Di3 , Di4 – pašaknų apskritimų skersmenys;

B3 , B3 – krumpliaračių plotis.

4. Krumpliaračio z3 apskritiminis greitis v

m/s.

Kai yra toks greitis ir krumpliaračių medžiagų kietumas mažesnis kaip HB 350, lėtaeigės

krumpliaračių poros krumplių gamybai imame 9 tikslumo laipsnį (žr. 3.11 lent.).

5. Patiksliname apkrovimo koeficientą

K= KkoncKd;

Kur čia Kkonc – apkrovimo koncentracijos koficientas;

Kd – dinaminis koficientas;

Kai ir krumpliaračiai išdėstyti nesimetriškai, tai pagal 3.12 lent., turint

galvoje (3.56) formulę, K‘konc=1,55 , tai

Kkonc= ;

Be to , kai v2= 0,46 m/s ir pavaros 9 tikslumo laipsnis, Kd= 1,1 (3.8 lent.)

K= 1,1 ∙ 1,3= 1,43.

6. Patikriname skaičiajuomuosius kontaktinius įtempimus priimtiems pavaros matmenims ir patiksliname apkrovimo koeficientą.

,

kur A= 0.18 m;

Msk3= MT ∙ K = 453,2 ∙ 1,43 = 648Nm

u= u2 = 2

B= B4 = 72

kp= 1.

Įstatę skaičius turime

N/m2= 659 MN/m2<[σk].

Viršijantys įtempimai sudaro

Neviršijamas kontaktinis įtempimas, tai visiškai priimtina.

7. Jėgos veikiančios sukabinime:

Apskritiminė jėga

N;

MT – mažojo krumpliaračio nominalinis momentas;

dd3 – mažojo krumpliaračio dalijamasis apskritimo skersmuo;

radijalinė jėga

T2=P2 ∙ tg α = 7553 ∙ tg 20 = 2749 N.

8. Patikriname krumplių stiprumą pagal įtempimus lenkiant

.

Krumplio formos koeficientai pagal 3.4 lent.: krumpliaračiui z3, kai z3= 40, y3 = 0,442;

krumpliaračiui z4, kai z4 = 80, y4 = 0,478.

Krumpliaračių z3 ir z4 krumplių stiprumo lenkiant palyginimasis įvertinimas:

krumpliaračiui z3

y3[σ0]l’= 0,442 ∙ 184.4 = 81,5 MN/m2;

krumpliaračiui z4

y4[σ0]l”= 0,478 ∙ 152 = 73 MN/m2;

Toliau skaičiuojame pagal krumpliaračio z3 krumplį, kaip ne tokį stiprų. kpl= 1 –

tiesiakrumpliams krumpliaračiams, koeficientas, įvertinantis apkraunamojo pajėgumo

padidėjimą;

Skaičiuojamoji apskritiminė jėga

Psk= P2 sk = P2K = 7553 ∙ 1,43 = 10800 N

B=B4= 0.072 m;

Skaičiuojamasis (darbinis) įtempimas lenkiant krumpliaračio z3 pavojingame krumplio

pjūvyje

MN/m2< [σ0]l`.

Pagrindinius atviros krumplinės pavaros parametrus suvedu į 3 lentelę.

3 lentelė

Parametrai Lėtaeigis laipsnis

Varančiojo veleno galingumas ……………….

Laipsnių perdavimo skaičius ………………….

Kampinis greitis:

varančiojo veleno ……………………………….

varomojo veleno …………………………………

Pavaros tipas …………………………………………

Tarpašinis atstumas ………………………………..

Mažajo krumpliaračio krumplių skaičius …..

Didžiojo krumpliaračio krumplių skaičius …

Krumplių įstrižumo kampas …………………….

Modulis ………………………………………………..

Krumplų pločio koeficientas ………………….

Dalijamųjų apskritimų skaesmuo:

mažojo krumpliaračio ………………………..

didžiojo krumpliaračio ………………………

Krumpliaračių
………………………………

Jėgos, veikiančios sukabinime:

apskritiminė jėga ……………………

radialinė jėga …………………………

ašinė jėga ……………………………… N1 = 4,5 kW

u2 = 2

nG = n2 = 76,3aps/min

nL = n3 = 38,3aps/min

tiesiakrumplė

A = 0,18 m

z3 = 40

z4 = 80

m = 3

ψA = 0,4

dd3 = 120 mm

dd4 = 240 mm

B3 = 77 mm

B4 = 72 mm

P2 = 7553 N

T2 = 2749 N

Q2 = 0

III. Orientacinis reduktoriaus velenų skaičiavimas

Sukimo momentai:

varančiojo veleno skerspjūviuose

Ms2 = MG = 453,2 Nm;

varomojo veleno skerspjūviuose

Ms3 = ML = 822,5Nm.

Varantysis velenas

Kadangi varantysis krumpliaratis yra užmautas ant sliekračio veleno, tai nieko papildomai ir neskaičiuosime, tik patikrinsime ar pasirinkras veleno diametras, nėra per mažas..

Patikriname veleną ar atlaikys apkrovimą . Paėmę [τ]s = 24 MN/m2 , nustatome veleno išeinančio galo minimalų skersmenį pagal atsparumo sukimui skaičiavimą:

m;

Varomasis velenas

Paėmę [τ]s = 24 MN/m2 ,gauname:

d3 = mm;

Priimu veleno skersmenį d3 = 60 mm., ties guoliais dG = 65 mm.

Krumpliaračio konstrukciniai matmenys

Orientuodamasis pagal duomenis pateiktus 256 psl., (11,1 pav.), ir pagal konstrukcinius matmenis, nustatau krumpliaračio z3 ir z4 pagrindinius konstrukcinius matmenis.

Krumpliaračiui z4 :

Stebulės skersmuo dst = 1,6 ∙ d2” = 1,6 ∙ 60 = 96 mm,

priimu dst = 100 mm.

Stebulės ilgis lst = 1,2 ∙ d2” = 1,2 ∙ 60 = 72 mm,

priimu lst = 70 mm;

Ratlankio storis δr = 2,5 ∙ mn = 2,5 ∙ 3 = 7,5 mm

priimu δr = 8 mm;

Disko storis C = 0,3 ∙ B4 = 0,3 ∙ 72 = 21,6 mm,

priimu C = 25 mm;

Krumpliaračiui z3 :

Stebulės skersmuo dst = 1,6 ∙ d2” = 1,6 ∙ 60 = 96 mm,

priimu dst = 95 mm.

Stebulės ilgis lst = 1,2 ∙ d2” = 1,2 ∙ 60 = 72 mm,

priimu lst = 80 mm;

Kadangi krumpliaračio skersmuo yra mažas, tai jis neturės ratlankio, bus ištisinis (vienodo storio) .

Guolių parinkimas

Greitaeigiam velenui guoliai buvo parinkti skaičiuojant sliekinę pavarą ( 5,1 punkte).

Lėtaeigiam velenui parenku guolius rutulinius radialinius vienaeilius guolius 313 vidutinės serijos , kurių , darbingumo koeficientas C = 106000. Jie statomi vienas šalia kito.Tepimas

Guoliams ir krumpliaračiams ir krumpliaračiams parenku konsistencinį tepalą, nes krumplinė pavara yra neuždengta. Parenku sintetinį solidolą УСc-2 (GOSTas 4366-56).

Krumplinę pavarą, kas tam tikrą laiką bus sutepama. Guoliai bus sutepami išardžius pavarą.

C. Sliekinės pavaros skaičiavimas

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1389 žodžiai iš 4617 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.