AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA
w BYDGOSZCZY
Projekt nr 1
Temat : Układ napędowy odbiornika .
Wykonał :
gr . D
semestr IV
studium inż
Zaprojektować układ napędowy odbiornika o mocy N = 15 kW , pracującego z prędkościami n 1 = 100 obr/min , n 2 = 200 obr/min i n 3 = 300 obr/min . Odbiornik pracuje w układzie silnik - przekładnia pasowa - skrzynka prędkości . W skrzynce przekładniowej umieszczona jest nawrotnica , oś wejścia napędu jest prostopadła do osi wyjścia , zmiana prędkości odbywa się za pomocą sprzęgieł elektromagnetycznych , korpus jest spawany a koła posiadają zęby skośne .
1 . Realizowana koncepcja .
2 . Dobór silnika .
a) sprawność łańcucha kinematycznego ( bez uwzględnienia strat mocy w ruchu jałowym )
η = η p.. η zn . η τm
η p. - sprawność przekładni pasowej ,
η z - sprawność przekładni zębatej ,
η τ - sprawność łożysk ,
n - ilość zazębionych par kół zębatych przenoszących moment ,
m. - ilość par łożysk ,
η = 0,96 0,98 5 0,99 5
η = 0,825
b) straty mocy na pokonanie oporów ruchu niezależnie od obciążenia
N i = 0,12 N s.
N i = 0,12 . 15 kW
N i = 1,8 kW
c) współczynnik sprawności mechanicznej
η m. = η ( 1 - )
η m. = 0,825 0,88
η m. = 0,726
d) moc silnika ( wejściowa )
N w =
N w =
N w = 20,66 kW
Z katalogu silników dobieram silnik typu Sf - 225 M.- 8 o następujących parametrach :
moc nominalna N n = 22 kW
prędkość obrotowa n n = 735 obr/min
moment nominalny MN = 285,8 Nm
moment rozruchowy Mr = 743,1 Nm
moment maksymalny Mm = 600,1 Nm
sprawność η = 0,895
moment bezwładności I = 0,712 kgm2
Jest to silnik trójfazowy asynchroniczny zwarty budowy zamkniętej dla którego :
napięcie U = 380 V
prąd rozruchowy I r = 246 A
prąd nominalny I n = 48 A
Wymiary czopa silnika :
średnica wału D = 60 mm
długość wału E = 140 mm
szerokość wpustu F = 18 mm
3 . Obliczenia przekładni pasowej .
Obliczenia przekładni pasowej przeprowadziłem na podstawie PN - 67/ M.- 85203 .
Przyjmuje :
średnice koła osadzonego na wale silnika d 1= 315 mm ,
średnica koła osadzonego na wale skrzyni d 2 = 560 mm ,
prędkość obrotowa silnika wynosi n 1 = 735 obr/min ,
odległość między osiami a = 980 mm ,
Zakładam , że przekładnia pracuje 15 godzin na dobę i przeciążenie wynosi 50 %
( obrabiarki do metali , prasy , tłocznie ) .
Dobieram współczynnik trwałości pasa C T = 1,3
Obliczam przełożenie przekładni
i =
Obliczam średnicę równoważną
Dobieram współczynnik przełożenia przekładni C i = 1,10
d e = d 1 . C i = 315 . 1,10 = 346,5 mm
Obliczam prędkość pasa
V =
Kąt opasania mniejszego koła
α = 180 o - 57,3o = 180 o - 57,3 o = 165,67 o
Dobór pasa
Dla prędkości pasa V = 12,12 m/s. i średnicy równoważnej d e = 346,5 mm przyjmuje pas typu D . Moc przenoszona przez jeden pas N i = 11,48 kW .
Długość pasa
Wyznaczam kąt γ
γ = arc sin
L= 2a. cos γ + ( d 2 - d 1)+ (d 2 - d 1 )= 3349,77 mm
Przyjmuję najbliższą znormalizowaną długość pasa , która wynosi L n = 3350 mm .
Według normy dla długości L n = 3350 mm przyjmuje współczynnik C l = 0,87 oraz kąt opasania α 1= 165,67 o dobieram współczynnik C α = 0 ,96
Obliczam liczbę pasów
j = = 2,98
Przyjmuję j = 3
Odległość między osiami kół powinna zawierać się w następujących granicach
a min = mm = 487,5 mm
a max =2 ( d 1 + d 2) = 1750 mm
Wymiary charakterystyczne koła rowkowego do pasa klinowego typu D
średnica skuteczna d 1 = 560 mm
kąt zarysu α = 38 o
podziałka e = 37 mm
odległość od krawędzi f = 26 mm
liczba rowków j = 3
Szerokość wieńca koła rowkowego
B = ( j - 1 ) e + 2 f = ( 3 - 1 ) 37 + 2 . 26 = 126 mm
Obliczenia przełożenia .
Przełożenie przekładni pasowej
i p. =
wartość obrotów na wale pierwszym
n 1 =
n s. - obroty silnika
Przełożenie przekładni stożkowej
i s. =
n 2 =300 ( prędkość na wale drugim )
Dobieram dla przełożenia i s. = 1,37 przekładni stożkowej łączną liczbę zębów S. = 70
Liczba zębów koła pierwszego z 1 =
Liczba zębów koła drugiego z 2 = S.- z 1 = 70 - 30 = 40
Przełożenie nawrotnicy o kołach walcowych
Nawrotnica z dwoma kołami .
Przyjmuję przełożenie nawrotnicy i n = 1
Obroty na wale n 3
n 3 =
Dobieram dla przełożenia i n = 1 kół walcowych nawrotnicy łączną liczbę zębów S. = 92
Liczba zębów koła z3 =
Liczba zębów koła z 4 = S. - z 3 = 46
Nawrotnica z trzema kołami
Przełożenie przekładni wynosi i n = 1
Obroty na wale n 3 = 300 obr / min
Dobieram dla przełożenia i n = 1 kół walcowych nawrotnicy łączną liczbę zębów S. =76
Liczba zębów koła z 5 = 30
Liczba zębów koła z 6 = 16
Liczba zębów koła z 7 = 30
Przełożenie pierwszego biegu
i 1 =
n 4 = 100 ( obroty na wale czwartym )
Dobieram dla przełożenia i 1 = 3 kół walcowych łączną liczbę zębów S. = 92
Liczba zębów koła z 8 =
Liczba zębów koła z 9 = S. - z 8 = 92 - 23 = 69
Przełożenie drugiego biegu
i 2 =
Dobieram dla przełożenia i 2 = 1,5 kół walcowych łączną liczbę zębów S. = 92
Liczba zębów koła z 10 =
Liczba zębów koła z 11 = S. - z 10 = 92 - 37 = 55
Przełożenie trzeciego biegu
Trzecie przełożenie realizowane jest bezpośrednio . Prędkość obrotowa przekazywana jest z wału trzeciego poprzez sprzęgło na wał wyjściowy .
Prędkość obrotowa na wale trzecim n 3 = 300 obr / min
Przełożenie kół z 12 i z 13
Przełożenie tych kół przyjąłem i = 1
Dobieram dla przełożenia i = 1 kół walcowych liczbę zębów S. = 92
Liczba zębów kół z 12 = z 13 =
Obliczanie błędów przełożenia
Na pierwszym biegu
prędkość rzeczywista n r1 =
błąd przełożenia Δ i 1 =
Na drugim biegu
prędkość rzeczywista n r2 =
błąd przełożenia Δ i 2 =
Na trzecim biegu
prędkość rzeczywista n r3 =
błąd przełożenia Δ i 3 =
i p. - przełożenie przekładni pasowej
i s. - przełożenie przekładni stożkowej
i n - przełożenie nawrotnicy
i 1 - przełożenie pierwszego biegu
i 2 - przełożenie drugiego biegu
Błędy przełożenia mieszczą się w granicach dopuszczalnych .
Obliczenia modułu
Na koła zębate przyjmuję stal chromową 15H dla której w stanie nawęglonym ,hartowanym i odpuszczonym k gj = 140 MPa i p. J = 90 MPa .
Obliczam moduł kół stożkowych ( przyjmuje koła stożkowe o zębach prostych )
Stosunek szerokości wieńca zębatego
ψ =
b - szerokość wieńca
l - długość tworzącej stożka podziałowego
Przyjmuje ψ =
Koło z 1
Współczynnik szerokości zęba
λ s. = = 10,085
Obliczam zastępczą liczbę zębów
zz =
Dla zastępczej liczby zębów zz =37,40 dobieram współ. kształtu zęba q z = 1,82
Obliczam moduł z warunku na zginanie
m1 = == 3,547 mm
Wartość wskazania y 1 dla zazębienia zerowego w zależności od stosunku
i zastępczej liczby zębów z z = 37,40 ma wartość y 1 = 3,24
Obliczam moduł z warunku na naciski
m. = =
= 2,11 mm
Koło 2
Współczynnik szerokości zęba
λ s. =
Obliczam zastępczą liczbę zębów