Практический расчет ременной передачи

Федеральное агентство по образованию

Глазовский инженерно-экономический институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

"Ижевский государственный технический университет"

Реферат

по учебной дисциплине: "Основы конструирования и проектирования"

на тему: "Практический расчет ременной передачи"

Выполнила студентка

II курса, гр.3212у А.В. Макарова

Проверил Ф.И. Плеханов

Глазов, 2008

Введение

Курс "Детали машин и основы конструирования" представляет собой дисциплину по теории, расчету и конструированию составных частей машин.

В последнее время при проектировании машин широко используется вычислительная техника, благодаря чему возросла точность расчетов, снизились сроки проектирования, стал возможность выбор оптимальных параметров изделия, элементом проектирования стало экономическое обоснование. Использование математических моделей позволяет существенно снизить затраты на экспериментальное исследование изделий машиностроения.

С конструированием машин связаны следующие проблемы производства: обеспечение требуемых ресурса и надежности машин, уменьшение материалоемкости конструкций, снижение энергозатрат, повышение производительности, проектирование технологических деталей.

Цель данной работы: изучить ременную передачу, рассмотреть методы расчета данной передачи и приобретение навыков конструирования и технического творчества.

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и надетого с натяжением бесконечного ремня. Нагрузка передается силами трения. По форме сечения ремня передачи бывают плоскоременными, клиноременными, круглоременными, поликлиновыми, зубчатоременными.

При подготовке данной работы использованы учебные пособия, нормативные материалы и Интернет.

I. Пояснительная записка

Расчет ременной передачи.

Задание на курсовую работу:

Дано:

m=100 кг;

v= 4 м/с;

D=0,2 м.

1. Подобрать электродвигатель.

2. Рассчитать плоскоременную передачу.

3. Начертить шкив передачи.

1. Подбор электродвигателя осуществляется по величине передаваемой мощности.

Р = F×v = T×ω; (1.1)

F = m×g, (1.2)

где F - сила натяжения;

v - скорость;

Т - момент на быстроходном валу;

ω - угловая скорость;

m - масса груза;

g - ускорение свободного падения.

F = 100×9,8 = 980 Н;

P = 980×4 = 3920 Вт = 3,92 кВт

ω = ω₂= (1.3)

где ω - угловая скорость ведущего шкива;

ω_{2 -} угловая скорость ведомого шкива;

D - диаметр шкива, м.

ω =; n₂=30∙ω₂/π (1.4)

где π = 3,14;

n - частота вращения ведущего вала;

n_{2 -} частота вращения ведомого вала.

n₂ = 30∙40/3,14 = 382,2 мин^-1

Р_дв.= Р/η = Р/0,9 (1.5)

где η - коэффициент полезного действия = 0,9.

Р = 3920/0,9 = 4355 Вт = 4,355 кВт

Подбираем двигатель по табл.2.1 [Приложение 1]

n_дв.= n₁ = 965 мин - ¹

Р_дв.= 5,50 кВт, i = ω₁/ω₂ = n₁/n₂ = 965/382,2 = 2,5

Тип двигателя 4А1326УЗ

2. Рассчитываем плоскоременную передачу

Определяем диаметр быстроходного шкива в мм:

D₁ = 60³√T₁ (2.1)

где Т_{1 -} момент на быстроходном валу.

Т₂ = F∙D/2 (2.2)

Т₂ = 980∙0,2/2 = 98 Н∙м

Т₁ = Т₂/i∙η (2.3)

Т₁ = 98/2,5∙0,9 = 43,5 Н∙ м ≈ 44 Н∙м

D₁ = 60³√44 ≈ 212 мм.

Подбираем диаметр по табл.2.2 [Приложение 1]

D₁ = 200 мм = 0,2 м

i = D₂/D₁ (1-ε); D₂ = i∙D₁ (1-ε) (2.4)

где D_{2 -} диаметр тихоходного шкива;

ε - D₂ = 2,5∙200 (1-0,02) = 490 мм.

Подбираем диаметр тихоходного шкива по табл.2.2

D₂ = 500 мм = 0,5 м.

i_Т= 0,5/0,2 (1-0,02) = 2,6

∆I == ≈ 3 % (2.5)

Определяем межосевое расстояние:

а = 2 (D₁+D₂) (2.6)

а = 2 (0,2+0,5) = 1,4 м.

Выбираем допускаемую рабочую нагрузку прокладки ремня р₀ Н/мм из табл.2.3 [Приложение 1] в зависимости от материала ремня:

Р₀=3 Н/мм

[Р₀] =Р₀∙к_α∙к_ν∙к_ө ∙к_н (2.7)

где, к_{α -} коэффициент;

к_{ν -} коэффициент;

к_ө - коэффициент;

к_н - коэффициент выбираем из табл.2.4 [Приложение 1]

Т_n/T_н = 2; к_н = 0,8

[Р] = 3∙1∙1∙0,8 = 2,4 Н/мм.

Определяем число прокладок ремня (обычно z=3÷6). Z=3

Определяем ширину ремня b (мм):

B =61,1 мм. (2.8)

По табл.2.5 [Приложение 1] выбираем стандартную ширину ремня

b = 60 мм.

Определяем длину ремня. Длина ремня может быть найдена по приближенной зависимости:

l = 2a + (D₁+D₂) + (2.9)

l = 2∙1,4 +3,14+ = 3,9 м.

ω = ω₂ = 40 рад/с.

D₂ =0,5 м; ν = ω₂∙D₂/2 = 40∙0,5/2 = 10 м/с.

Допускаемая частота пробега [V] = 3÷5 с^-1 = 4

Расчет передачи на долговечность ведется по формуле:

l ≥V/ [ν] (2.10)

где V - допускаемая частота пробега;

[ν] - скорость.

l = 10/4 = 2,5 м.

Определяем допускаемое значение касательного напряжения [τ]

τ_max ≤ [τ]

[τ] = 15-20 МПа = 15∙10⁶ Па - 20∙10⁶ Па

τ_max = T/w_p = T∙16/П∙d³ (2.11)

где Т - момент на выходном валу;

d - диаметр.

w_p = πd/16 (2.12)

[τ]; Т = Т₂ = 98 Н∙м.

Определяем диаметр выходного вала:

d≥³√³√³√25= = 0,0292 м = 29,2 мм. (2.13)

Из табл.2.2 [Приложение 1] уточняем d шкива: d=40 мм.

Определяем ширину шкива. Ширину шкива выбираем из табл.2.5 [Приложение 1] на один размер больше, чем ширина ремня:

В = 65 мм.

Рассчитываем ширину шпоночного паза:

По табл.5.3 [Приложение 1]

b = 12 мм; h = 8 мм; S = 0,4…0,6 мм.

3. В соответствии с расчетными данными выполняем чертеж шкива.

В качестве материала выбирается обычно серый чугун, например. СЧ 15.

Чертеж шкива

Таблица 2.1

Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А основного исполнения (закрытые обдуваемые) по ГОСТ 19523-74

Таблица 2.2

Стандартный ряд диаметров шкивов, мм (ГОСТ 17383-73^*)

Таблица 2.3

Допускаемая рабочая нагрузка прокладки резинотканевого ремня , Н/мм (ГОСТ 23831-79)

Таблица 2.4

Значения коэффициента

Таблица 2.5

Стандартный ряд значений ширины ремня, мм (ГОСТ 23831-79)

Список используемой литературы

1. Чернилевский Д.В. "Детали машин и основы конструирования". М.: 2006.

2. Иванов В.П. и Финогенов В.А. "Детали машин". М.: 2007.

3. Рощин Г.И. "Детали машин и основы конструирования". М.: 2006.

4. "Детали машин и основы конструирования": учебно-методическое пособие. - 2-ое изд. - Глазов: ГИЭИ, 2007.