Расчет параметров работы двигателя и его частей
Контрольная работа - Транспорт, логистика
Другие контрольные работы по предмету Транспорт, логистика
Задача №123.
Подобрать прессовую посадку, обеспечивающую соединение зубчатого колеса с валом (шпонку не учитывать). Соединение нагружено вращающим моментом М и осевой силой Fа. Диаметр d и длина l посадочной поверхности, условный наружный диаметр ступицы d2, вал сплошной (d1 = 0). Материал зубчатого колеса и вала - сталь 45. Сборка прессованием. Коэффициент запаса сцепления К = 1,5, коэффициент трения f = 0,08.
М = 180 Н•м, Fа = 1200 Н,
d = 65 мм, d2 = 100 мм,
l = 85 мм.
Решение.
Условие прочности соединения при нагружении осевой силой и крутящим моментом:
,
где Ft = 2M/d - окружная сила,
Fa - осевая сила,
К = 1,5 - коэффициент запаса сцепления,
f = 0,08 - коэффициент трения,
р - давление на поверхность контакта,
d - диаметр посадочной поверхности,
l - длина посадочной поверхности.
Получаем:
Ft = 2180/0,065 = 5539 Н
Условие прочности:
Зависимость удельного давления от натяга:
р = N/[d(C1/E1+C2/E2)],
где N - расчетный натяг,
С1 и С2 - коэффициенты:
;
Для стали 45:
Е1 = Е2 = 22104 МПа - модули упругости,
?1 = ?2 = 0,3 - коэффициенты Пуассона.
Находим натяг:
,12 = N/[0,065(0,7/22104 +2,76/22104)]
N = 6,310-6 м = 6,3 мкм.
Сборку выполним с охлаждением вала, тогда u = 0 и N = Nmin = 6,3 мкм.
Выберем посадку: 65 с Nmin = 7 мкм.
Задача №132.
Определить основные размеры открытой цилиндрической косозубой передачи привода конвейера, если мощность на валу шестерни Р1, угловая скорость вала шестерни ?1. Передаточное число передачи u. Передача нереверсивная. Срок службы и габариты передачи неограниченны. Нагрузка постоянная.
Р1 = 4 кВт,
?1 = 25 рад/с,
u = 4.
Решение.
КПД открытой цилиндрической передачи: ?о.п. = 0,95.
Мощность на выходном валу: Р2 = Р1 ? = 4 0,95 = 3,8 кВт.
Частота вращения выходного вала: ? 2 = ? 1 / u = 25 / 4 = 6,25 рад/с.
Вращающие моменты на валах:
Т1 = Р1 / ?1 = 4000 / 25 = 160 Нм;
Т2 = Р2 / ?2 = 3800 / 6,25 = 608 Нм.
Выбираем материал зубчатых колес и термообработку.
Материал зубчатых колес и термообработка: Сталь 40Х с термообработкой до твердости НВ 235…262.
Средняя твердость зубьев зубчатых колес:
НВСР = (235+262)/2 = 248,5;
Допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба для шестерни и колеса принимаем:
[?]H = 1,8HBCP + 67 = 248,5 1,8 + 67 = 514,3 МПа
[?]F = 1,03HBCP = 248,5 1,03 = 256 МПа
Межосевое расстояние:
?? = К?(u + 1) = 430 (4 + 1) = 164,2 мм.
К? = 430 - для косозубых передач.
?ba = 0,4-0,5, берем: ?ba = 0,4.
Примем: КН = КН?
?bd = 0,5?ba (u + 1) = 0,5 0,4 (4+1) = 1
По ?bd = 1 и соотношений твердости материалов колеса и шестерни принимаем: КН? = 1,24.
Принимаем ?? = 160 мм.
Модуль зацепления: m = (0,01-0,02) ?? = 1,6 - 3,2 мм, принимаем m = 2 мм.
Ширина колеса: b2 = ?ва ?? = 0,4 160 = 64 мм
b1 = b2 + 5 = 64 + 5 = 69 мм - ширина шестерни.
Минимальный угол наклона зубьев:
?min = arcsin = arcsin = 6,28
При ? = ?min сумма чисел зубьев zc = z1 + z2 = (2??/m)cos ?min = (2 160/2)cos 6,28= 159
Угол наклона зубьев:
? = arccos = arccos = 6,4,
при нем zc = (2 160/2)cos 6,4 = 159
Число зубьев шестерни:
z1 = zc / (u + 1) = 159 / (4 + 1) ? 32
z2 = 159 - 32 = 127 - колеса.
Передаточное число:
Uф = 127 / 32 = 3,969, отклонение ?U = 0,02U - допустимо.
Диаметры делительных окружностей:
d1 = m z1 /cos ? = 2 32 / cos 6,4 = 64,4 мм - шестерни;
d2 = m z2 /cos ? = 2 127 / cos 6,4 = 255,5 мм - колеса.
Торцевой (окружной) модуль:
mt = m /cos ? = 2 / cos 6,4 = 2,012
Диаметры вершин зубьев:
dа1 = d1 + 2m = 64,4 + 2 2 = 68,4 мм;
dа2 = d2 + 2m = 255,5 + 2 2 = 259,5 мм.
Диаметры впадин:
df1 = d1 - 2,5m = 64,4 - 2,5 2 = 59,4 мм;
df2 = d2 - 2,5m = 255,5 - 2,5 2 = 250,5 мм.
Задача №146.
Рассчитать ременную передачу узкими клиновыми ремнями от электродвигателя к редуктору привода конвейера. Передаваемая мощность Р1 = 15 кВт, частота вращения малого шкива n1 = 900 об/мин.
Передаточное число передачи u = 2. Работа двухсменная. Характер нагрузки: спокойный.
Решение.
Частота вращения малого шкива: n1 = 900 об/мин
Передаваемая мощность: Р1 = 15 кВт.
По номограмме принимаем ремень типа УА. d1 ? 180 мм
Принимаем: d1 = 180 мм
Диаметр ведомого шкива:
d2 = d1 u (1 - ?), где ? = 0,015 - коэффициент скольжения.
d2 = 180 2 (1 - 0,015) = 354,6 мм
Принимаем: d2 = 355 мм из стандартного ряда.
Фактическое передаточное число:
UФ = d2 / d1(1 - ?) = 355 / (180 (1 - 0,015)) = 2,002
?U = 100% = 0,1% < 3%
Ориентировочное межосевое расстояние:
? ? 0,55(d1 + d2) + h(H),
где h(H) = 10
? ? 0,55(180 + 355) + 10 = 304,25 мм
Расчетная длина ремня:
колесо вал конвейер редуктор
L = 2? + (d1 + d2) + (d2 - d1)2 / 2? =
= 2 304,25 + (180 + 355) + (355 - 180)2 / 2 304,25 = 1498,78 мм
Принимаем: L = 1500 мм.
Уточнение значения межосевого расстояния:
? = (2L - ?(d1 + d2) + ) =
= (2 1500 - 3,14 535 + ) = 318 мм
Угол обхвата ремнем ведущего шкива:
?1 = 180 - 57 = 180 - 57 = 148,6
Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнем: [Pn] = [P0] Cp C? Cl Cz ,
где [P0] = 4,82 кВт определяем из условия:
v = ? d1 n / 60 103 = 3,14 180 900 / 60 103 = 8,48 м/с
Cp = 1; C? = 0,86; Cl = 1,04; Cz = 0,98.
[Pn] = 4,82 1 0,86 1,04 0,98 = 4,22 кВт.
Количество клиновых ремней:
Z = Pном / [Pn] = 15 / 4,22 = 3,55, принимаем: Z =4.
&