Формула угловых скоростей валов

2. Угловую скорость каждого вала определяем по формуле

, с -1 (1.5)

где n –число оборотов на соответственном валу, об/мин.

Угловая скорость на I валу равна

с -1

Угловая скорость на II валу равна

с -1

Угловая скорость на III валу равна

с -1

Угловая скорость на IV валу равна

с -1

3. Крутящий момент на валах определяем по формуле

, Н·м (1.6)

где Р – мощность соответствующего вала, кВт

ω- угловая скорость соответствующего вала, с -1 .

, Н·м

Н·м

Видео:Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.Скачать

Крутящий момент на I валу равен

Н·м

Крутящий момент на II валу равен

, Н·м

Н·м

Крутящий момент на III валу равен

, Н·м

Н·м

Крутящий момент на IV валу равен

, Н·м

Н·м

Все расчеты для удобства записываем в сводную таблицу

Таблица 1.1. – силовые и скоростные параметры привода

Р в приводе уменьшилось не значительно из-за потерь в подшипниках. Число оборотов и угловая скорость в приводе сильно уменьшились из-за больших передаточных отношений.

2 Расчет конической передачи 2.1 Задача

Провести проектный расчет, подобрать материал, определить основные геометрические параметры и проверить на контакт.

2.2 Расчетная схема

Рисунок 2.1 – Расчетная схема зацепления колес конической передачи

Данные для расчета передачи берем из кинематического расчета.

Таблица 2.1 — силовые и скоростные параметры для расчета промежуточной передачи

2.4 Условие расчета

Проектный расчет ведем на контакт, так как основной вид разрушения закрытых зубчатых передач — поверхностное выкрашивание зубьев в зоне контакта. Проверяем на контакт и изгиб.

2.5 Выбор материала и расчет допускаемых напряжений

Видео:угловая СКОРОСТЬ формула угловое УСКОРЕНИЕ 9 классСкачать

Материалы для изготовления конических зубчатых колес подбирают по таблице 3.3 [1]).Для повышения механических характеристик материалы колес подвергают термической обработке. В зависимости от условий эксплуатации и требований к габаритным размерам передачи принимаем следующие материалы и варианты термической обработки (Т.О.).

Примем для колеса и шестерни сталь 40ХН и вариант термообработки ( таблица 3.3 [1]);

колесо—улучшение и закалка ТВЧ по контуру, НRC 48…53;

шестерня—улучшение и закалка ТВЧ по контуру, НRC 48…53.

Определяем допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба отдельно для колеса [σ]_н2 и [σ]_F2 и шестерни [σ]_н1 и [σ]_F1 по формулам (с.10 [2])

[σ]_н=·[σ]_н0 ; [σ]_F=·[σ]_F0

где — коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям, так как редуктор рассчитан на долгий срок службы, то =1 (с.11 [2])

— коэффициент долговечности при расчете по изгибу , так как редуктор рассчитан на долгий срок службы, то =1 (с.11 [2]).

Определяем среднюю твердость зубьев колес НRC_ср=0,5(48+53)=50,5 Мпа

По таблице 2.2 [2] находим формулу для определения допускаемого контактного напряжения

2.6 Проектный расчет передачи 1. Определяем внешний делительный диаметр окружности колеса по формуле (с. 19 [2]) :

где — коэффициент вида конических колес, (с. 20 [2]) ;

— передаточное число быстроходной передачи;

Т₂ — вращающий момент на 1 промежуточном валу, Н·м;

Читайте также: Компрессор от холодильника для покраски своими руками краскопультом

— коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев = 1,45 (таблица 2.3 [2]);

— допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, н/мм 2 .

Полученное значение внешнего делительного диаметра колеса округляем до ближайшего стандартного значения .

Кинематический расчет привода. Угловая скорость вала электродвигателя

Угловая скорость вала электродвигателя

Общее передаточное число привода

Производим разбивку U_O по отдельным ступеням привода

где передаточные числа отдельных ступеней.

Определяем угловые скорости валов привода (рис. 1):

Определяем частоты вращения валов привода:

Определяем мощности на валах привода:

Видео:Шарнир равных угловых скоростейСкачать

Определяем крутящие моменты на валах привода:

Результаты расчета сводим в табл. 1.

Сводная таблица результатов кинематического расчета привода.

3. Расчет открытых передач

3.1. Расчет ременной передачи

Основными критериями работоспособности и расчета ременных передач являются: тяговая способность, определяемая величиной передаваемой окружной силы, и долговечность ремня, которая в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

Основным расчетом ременных передач является расчет по тяговой способности. Расчет на долговечность ремня выполняется как проверочный.

Промышленностью серийно выпускаются плоские приводные ремни: тканые с полиамидным покрытием и прорезиненные с кордошнуровым несущим слоем. Благодаря прочности, эластичности, низкой чувствительности к влаге и колебаниям температуры, малой стоимости прорезиненные ремни получили большое распространение. Поэтому ниже приводится проектировочный расчет применительно к прорезиненным ремням. Расчет выполняется в следующей последовательности:

1. Определяем диаметры шкивов (рис. 2).

где Р₁ – мощность на валу малого шкива, кВт;

п₁ – частота вращения малого шкива, мин -1 .

где U – передаточное число;

е = (0,01–0,02) – коэффициент скольжения ремня.

Расчетные диаметры шкивов округлены до стандартных значений по ГОСТ 17282–73 [1].

2. Уточняем передаточное число

Согласно требованиям расчета значение U не должно отличаться от исходного более чем на 10%.

3. Определяем скорость ремня

где D₁ – диаметр ведущего шкива, мм;

п₁ – частота вращения ведущего шкива, мин -1 ;

ω₁ – угловая скорость вращения ведущего шкива, с -1 .

4. Выбираем тип ремня в зависимости от скорости V [1]:

Тип В – спирально-завернутые

5. Определяем межосевое расстояние по формуле

6. Определяем угол обхвата ремнем малого шкива

Угол обхвата ремнем малого шкива удовлетворяет необходимым условиям.

8.Проверяем ремень на долговечность по числу пробегов за 1 с

Соотношение условно выражает долговечность ремня и его соблюдение гарантирует срок службы 1000–5000 ч.

8. Определяют толщину ремня σ.

Для прорезиненных ремней σ рекомендуется определять по условию:

Исходя из стандартной толщины σ₁ прокладок, из которых состоит ремень (см. [1]), определяют число прокладок z:

Полученное значение z округляют до меньшего целого числа:

По округленному z определяют фактическую толщину ремня:

Видео:Как рассчитать диаметр шкивов и линейную скорость?Скачать

9. Определяем допускаемое полезное напряжение:

где G_FO – номинальное полезное напряжение при стандартных условиях, т.е. для горизонтальной передачи, при угле обхвата α = 180°, скорость V = 10 м/с, спокойной односменной работе. Значение G_FO для прорезиненных ремней при напряжении от предварительного натяжения G_O =1,8 МПа в зависимости от отношения D₁/σ следующее:

С_О – коэффициент, учитывающий расположение передачи. Для горизонтальных и наклонных (до 60°) передач С_О = 1, при наклоне от 60° до 80° С_О = 0,9, от 80° до 90° С_О = 0,8.

С_α – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на малом шкиве:

α = 166°, найдем коэффициент, соответствующий данному углу методом интерполяции:

С_V – коэффициент, учитывающий влияние напряжения от центробежной силы, уменьшающей сцепление ремня со шкивом:

V = 27,36 м/с, найдем коэффициент, соответствующий данной скорости методом интерполяции:

С_Р – коэффициент, учитывающ ий влияние режима работы: при спокойной работе С_Р = 1, при умеренных колебаниях нагрузки С_Р = 0,9, при значительных колебаниях нагрузки С_Р = 0,8, при ударных нагрузках С_Р = 0,7.

10. Определяем окружное усилие

где Т₁ – крутящий момент на ведущем валу, Нм;

11. Определяем ширину ремня

Окончательную ширину ремня принимают по стандарту [1].

12. Определяем силу предварительного натяжения ремня

13. Определяем усилие, действующее на вал

Расчет зубчатой передачи

Расчет цилиндрических прямозубых передач производится в соответствии с ГОСТ 21354–75. Основными видами расчетов являются расчеты на контактную выносливость активных поверхностей зубьев и расчет зубьев на выносливость при изгибе. Так как основной причиной выхода из строя зубьев закрытых передач, работающих при хорошей смазке, является усталостное контактное выкрашивание, то проектный расчет закрытых передач выполняется на контактную выносливость с последующей проверкой зубьев на контактную выносливость и выносливость при изгибе. Открытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по напряжениям изгиба.

В данном проекте расчет зубьев на контактную выносливость и выносливость при изгибе ведется при нулевом смещении ( ). В расчетах принят постоянный режим нагрузки, для которого при длительной работе эквивалентное число циклов перемены напряжений больше базового числа циклов ( ). Для этого случая коэффициент долговечности , учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки, принимается равным

1. Выбираем материал для изготовления зубчатых колес.

Зубчатые колеса в большинстве случаев изготавливают из углеродистой или легированной стали. При выборе марок стали учитывают назначение и тип передачи, требования к габаритам и массе, технологию изготовления, экономическую целесообразность.

2. Ориентировочное значение модуля m вычисляют по формуле:

где – вспомогательный коэффициент, который для цилиндрических прямозубых передач равен

– крутящий момент на валу шестерни, Нм, который принимают из таблицы 1:

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, который находится из соответствующего графика в зависимости от значения [2].

– число зубьев шестерни

где z₂ – число зубьев колеса;

U_III – передаточное число зубчатой передачи.

– коэффициент, учитывающий форму зуба, который определяется по графику в зависимости от эквивалентного числа зубьев Z_V [2]:

– коэффициент ширины зубчатого венца [1]

– допускаемые напряжения изгиба зубьев, МПа, который определяется по формуле:

где – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий эквивалентному числу циклов перемены напряжений, МПа, который вычисляется согласно формуле

– предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа, который определяют в зависимости от способа химико-термической обработки [1].

– коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба. Для зубьев с нешлифованной переходной поверхностью зуба , а для прочих случаев определяют в зависимости от термической или химико-термической обработки: при закалке = 0,9; нормализации, улучшении = 1,1; цементации и нитроцементации = 0,7.

– коэффициент, учитывающий вл ияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности. Для зубьев колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зубьев принимают

– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки. При одностороннем приложении нагрузки

Видео:Угловая скорость. Вращение телаСкачать

– коэффициент долговечности. Для длительно работающих передач принимается

Учитывая все найденные коэффициенты определим :

– коэффициент безопасности, который равен

– коэффи циент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений. При проектном расчете открытых зубчатых передач принимаем

– коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности. Для шлифования и зубофрезерования при шероховатости не ниже R_Z40 принимают = 1. при полировании в зависимости от способа термического упрочнения принимают: при цементации, нитроцементации, азотировании = 1,05; при нормализации и улучшении = 1,2.

– коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса. Определяют в зависимости от диаметра вершин зубчатого колеса по специальному графику [1].

Определив все величины и коэффициенты, входящие в формулу, находим :

Определяем ориентировочное значение модуля m:

Полученное значение округляем до стандартного в соответствии c ГОСТ 9563–60 [1]:

3. Определяем диаметры начальных (внешних) делительных окружностей шестерни и колеса.

Диаметр начальной делительной окружности шестерни:

Диаметр начальной делительной окружности колеса:

4. Определяе м межосевое расстояние.

5. Определяем окружную скорость.

где ω₁ – угловая скорость на валу шестерни, с -1 ,

6. Определяем степень точности передачи.

Степень точности выбирают в зависимости от назначения передачи, условий ее работы и возможности производства. Открытые цилиндрические зубчатые передачи обычно выполняют по 9-ой степени точности.

7. Определяем рабочую ширину венца шестерни и колеса.

8. Проведем проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе

Расчетное напряжение изгиба зубьев определяют по формуле

где – удельная расчетная окружная сила.

Для цилиндрических прямозубых передач

где – крутящий момент на валу шестерни, который берется из таблицы 1:

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Расчет зубчатых колес первоначально производят, предполагая, что в зацеплении находится одна пара зубьев. Тогда

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. См. п. 2.

– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении:

– коэффициент, учитывающий форму зуба. См. п. 2.

– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев:

– коэффициент, учитывающий наклон зуба:

Определив все величины и коэффициенты, входящие в формулу, находим напряжение изгиба зубьев:

Найденное значение напряжения изгиба зубьев соответствует условиям расчета.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  Видео:Вывод формулы угловой скоростиСкачать

  
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  Механика © 2023
  Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/formula-uglovyh-skorostey-valov

  💡 Видео

  6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

  

  КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ - Угловое Перемещение, Угловая Скорость, Центростремительное УскорениеСкачать

  

  Детали машин 10 11 2020Скачать

  

  Кинематический расчет привода ч 1Скачать

  

  Лекция Механические передачиСкачать

  

  Ременная передача. Урок №3Скачать

  

  Вращательное движение. 10 класс.Скачать

  

  Лекция 6.2 | Угловая и линейная скорость | Александр Чирцов | ЛекториумСкачать

  

  Кинематика планетарного механизмаСкачать

  

  Работа самодельного шарнира неравных угловых скоростей (кардана)Скачать

  

  Лекция 10. Угловая скорость и угловое ускорение │Физика с нуляСкачать

  

  Детали машин 10 11 2020Скачать

  

  Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать

  

  Физика с нуля. Угловая скорость, период и частота вращения.Скачать