 |
Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач
|
|
|
|
Введение
Пресс [1,с.3], предназначен для сжатия пакета бумаги. Он состоит из соосного двухступенчатого редуктора с внутренним зацеплением, электродвигателя, ременной передачи, передачи винт-гайка и рамы. Масштаб выпуска – массовый.
Энергетический и кинематический расчеты привода
КПД привода
Общий КПД привода [1,с.7] в соответствии с рисунком 1 (ТЗ):
, (1.1)
где согласно [5,с.7; 6, с 310] представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – КПД кинематических пар привода
| Ременная передача | Зубчатая закрытая передача с цилиндрическими колесами | Винт-гайка скольжения | Подшипники качения траверсы |
| 
| 
| 
|
Подбор электродвигателя
При заданной циклограмме нагружения режим технологического процесса фиксирован, двигатель работает в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения под нагрузкой [1,с.7], при которой не происходит перегрева двигателя.
Потребная мощность двигателя, кВт,
, (1.2)
где 
– эквивалентный вращающий момент, Нм;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ДМ – 15.05 – 03.16.05 |
– номинальный длительный (число циклов N>104…105) момент, равный моменту на винте.
Определяем средний диаметр винта:
(1.3)
Где ψ - коэффициент высоты профиля резьбы. Для трапецеидальной резьбы равен 0,5.
ΨH=1,2-2,5 – коэффициент высоты гайки;
[p] – допускаемое давление на резьбе. Выбираем винт из закаленной стали 40Х, а гайка из бронзы БрО10Ф1. Для закаленной стали по бронзе - 11...13 МПа.
Для обеспечения максимально возможного КПД передачи назначаем более крупный шаг резьбы. Выбираем резьбу М48, с d3 = 42 мм и шагом Р=12.
Проверка винта на статическую устойчивость. Вычисляют значение критической силы Fкр, Н, по Эйлеру[6, с.340]:
|
|
|
(1.4)
Где d3 – внутренний диаметр винта; Е – модуль упругости материала винта, МПа (для стали Е = 2,1·105 МПа); S – коэффициент запаса (1,5…4); µ - коэффициент, зависящий ото способа закрепления винта, µ=0,7 – один конец заделан, другой закреплен шарнирно, [6, с.315]; l – длина нагруженного участка винта, мм.
Статическая устойчивость обеспечена, если
Где Famax– наибольшая осевая сила, нагружающая винт на длине l.
Famax= 70000 Н
Статическая устойчивость обеспечивается.
Момент на винте равен:
Нм, (1.5)
– коэффициент привидения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному [1,с.8]:
Нм
- частота вращения винта, мин-1:
мин-1; (1.6)
Тогда 
кВт.
Возможные к применению двигатели [1,с.23,24] приведены в таблице 1.2.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ДМ – 15.05 – 03.16.05 |
| Вариант | Марка двигателя |  , кВт
|  , мин-1
| 
| 
| Масса, кг |
| АИР 100L2 | 5,5 | 2,1 | 2,4 | |||
| АИР 112M4 | 5,5 | 2,0 | 2,5 | |||
| АИР 132S6 | 5,5 | 2,0 | 2,2 | 68,5 | ||
| АИР 132M8 | 5,5 | 1,8 | 2,2 |
Форма исполнения двигателя – IM 3081 (на фланце)
Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач
Общее передаточное число привода 
, где 
- передаточное число одной i-ой ступени передач.
Для удобства запишем: 
,
где 
- передаточное число редуктора;
- передаточное число всех прочих передач привода.
Разбивка общего передаточного числа по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей приведены в таблице 1.3, где отдельные передаточные числа обозначены:
- редуктора: 
- быстроходной ступени редуктора;
- тихоходной ступени.
При разбивке 
были использованы рекомендации [1, с.11]:
uрем = 2 …3, uремmax=5
uТ =2,5...5 – наиболее употребляемые
uТmax =6,3
uБ =4...6,3 – наиболее употребляемые
uБmax =8
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ДМ – 15.05 – 03.16.05 |
=12,5…25 (
=(7,1…40)): 
, 
. Округление 
проводилось по ГОСТ 12289-76, 
- по ГОСТ 2185-66. Отклонение общего передаточного числа при округлении [1,с.14]:|
|
|
.
Таблица 1.3 - Разбивка 
по ступеням передач
| № | Двигатель | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|  %
|
| АИР 100L2 | 20,35 | 10,17 | 4,23 | 2,24 | 3,55 | 2,8 | 9,94 | 2,05 | 20,37 | -0,09 | ||
| АИР 112M4 | 10,21 | 1,4 | 7,29 | 3,59 | 1,61 | 3,55 | 7,1 | 1,45 | 10,29 | -0,79 | ||
| АИР 132M6 | 6,85 | 6,85 | 3,47 | 1,51 | 3,55 | 7,1 | 1,0 | 7,1 | -3,54 | |||
| АИР 132M8 | 5,1 | 5,1 | 3,35 | 1,4 | 3,15 | 1,6 | 5,04 | 1,0 | 5,04 | 1,31 |
Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учётом того,что при равных условиях двигатели с n=2850 мин-1 имеют хорошие эксплуатационные характеристики,для заданного привода выбираем:
Двигатель АИР100L2 УЗ ТУ 16 – 525.564-84.
Рисунок 1.1 – Размеры двигателя
Таблица 1.4 – Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей
| Число полюсов | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| М12 |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1.2.4 Частоты вращения и моменты на валах ДМ – 15.05 – 03.16.05
Частота вращения i-го (
вала [3,с.14]: 
, (1.7)
где 
- передаточное число между валом двигателя (i=1) и i-м валом привода.
Вращающий момент на j-м валу (j=5,4…1): 
, (1.8)
где 
, 
- соответственно передаточное число и КПД между валом барабана (j=5) и j-м валом привода.
Рисунок 1.2 – Кинематическая схема привода
Результаты расчета по формулам (1.6), (1.7) представлены в таблице 1.5.
Таблица 1.5 – Частоты вращения и моменты на валах
| Вал | Параметры | ||||
|  , 
| 
| 
| 
| |
| I II III IV V | 1,0 2,05 7,27 20,37 20,37 | 1390,2 391,6 139,8 139,8 | 20,37 9,94 2,8 1,0 1,0 | 0,31 0,329 0,339 0,35 1,0 | 21,17 40,86 140,71 382,17 133,76 |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1.3 Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора ДМ – 15.05 – 03.16.05
Зубчатые передачи обоих ступеней закрытые. Основной характер разрушения – усталостное выкрашивание активных поверхностей зубьев под действием контактных напряжений. Проектировочный расчет следует начинать с определения межосевого расстояния 
из условия сопротивления контактной усталости.
|
|
|
