Projekt PKM – Układ napędowy mieszalmika do produktów spożywczych.
Moment oporowy – Mob= 50 Nm
Prędkość obrotowa mieszadła – n m=45 obr/min
Prędkość obrotowa silnika – ns=1500 obr/min
Przełożenie i=ns/nm= 1500/45=33.33333(3)… przyjmujemy i=36
Przekładnia dwustopniowa
i1=6 i i2=6
Moment na silniku Ms=Mob/i=1,3888(8)…Nm
Moc na wale (przy mieszadle) Nm=Mob*nm/9550= 0,2356 kW
Moc na silniku Ns=Ms*ns/9550=0,218 kW
Moc jaką należy wziąć na silniku N=Ns/ᶯ=0,340631kW
ᶯel=0,75
ᶯł=0,97
ᶯpz0,98
ᶯ=ᶯelᶯł6ᶯpz2=0,639989
Przełożenie 1.
Materiał – stal st 5
i1=6
z1=17 z2=102
Moment obliczeniowy:
Mo=Ms*(kvk)/kϵ=2,604 Nm
kv=1,5 k=1,25 kϵ=1
kgj=190MPa
Obliczanie modułu:
Q=3,48 – współczynnik kształtu zęba
λ=b/m=10 – współczynnik szerokości wieńca
$$m \geq \sqrt[3]{\frac{2Mo*q}{kgj*\lambda}} = 0,08$$
Dobieramy moduł m=1
Średnica podziałowa: dp1=m*z1=17mm
Siła obwodowa: F0=(Mo/5dp)*(kv*k)/kϵ=57,44N
Wyznaczenie moduły z siły:
$$m \geq \sqrt[2]{\frac{Fo*q}{kgj*\lambda}} = 0,32$$
Szerokość wieńca b=λ*m=10 mm
Naciski powierzchniowe:
$$pmax = C*\sqrt[2]{\frac{10Fo}{b*dp}*(1 + \frac{1}{i})} \leq ko$$
k0=312.5MPa C=478
pmax=949MPa>k0
Zwiększamy moduł wieńca: m=3
Średnica podziałowa: dp1=m*z1=51mm
Siła obwodowa: F0=(Mo/5dp)*(kv*k)/kϵ=19,15N
Wyznaczenie moduły z siły:
$$m \geq \sqrt[2]{\frac{Fo*q}{kgj*\lambda}} = 0,19$$
Szerokość wieńca b=λ*m=30 mm
Naciski powierzchniowe:
$$pmax = C*\sqrt[2]{\frac{10Fo}{b*dp}*(1 + \frac{1}{i})} \leq ko$$
k0=312.5MPa C=478
pmax=182MPa<k0
Koło 2:
m=3
Średnica podziałowa dp2=306mm
Moment na wale: M1=Mo*i=15,624 Nm
Siła obwodowa: Fo1=19,15N
Naciski powierzchniowe: pmax=74,57MPa
Wymiary:
Koło I:
m=3mm, dp1=51 mm, b=30 mm
Wysokość zęba: h=2,25*m=6,75mm
Wysokość głowy:ha=m=3mm
Wysokość stopy : hf=1,25*m=3,75mm
Koło II:
m=3mm, dp1=306 mm, b=30 mm
Wysokość zęba: h=2,25*m=6,75mm
Wysokość głowy:ha=m=3mm
Wysokość stopy : hf=1,25*m=3,75mm
Przełożenie 2:
Materiał – stal st 5
i1=6
z1=17 z2=102
Moment obliczeniowy:
Mo1=M0*i=15,624 Nm
kv=1,5 k=1,25 kϵ=1
kgj=190MPa
Obliczanie modułu:
Q=3,48 – współczynnik kształtu zęba
λ=b/m=10 – współczynnik szerokości wieńca
$$m \geq \sqrt[3]{\frac{2Mo*q}{kgj*\lambda}} = 0,39$$
Dobieramy moduł m=1
Średnica podziałowa: dp1=m*z1=17mm
Siła obwodowa: F0=(Mo1/5dp)*(kv*k)/kϵ=344,65N
Wyznaczenie moduły z siły:
$$m \geq \sqrt[2]{\frac{Fo*q}{kgj*\lambda}} = 0,79$$
Szerokość wieńca b=λ*m=10 mm
Naciski powierzchniowe:
$$pmax = C*\sqrt[2]{\frac{10Fo}{b*dp}*(1 + \frac{1}{i})} \leq ko$$
k0=312.5MPa C=478
pmax=1452MPa>k0
Zwiększamy moduł wieńca: m=3
Średnica podziałowa: dp1=m*z1=51mm
Siła obwodowa: F0=(Mo/5dp)*(kv*k)/kϵ=114,88N
Wyznaczenie moduły z siły:
$$m \geq \sqrt[2]{\frac{Fo*q}{kgj*\lambda}} = 0,46$$
Szerokość wieńca b=λ*m=30 mm
Naciski powierzchniowe:
$$pmax = C*\sqrt[2]{\frac{10Fo}{b*dp}*(1 + \frac{1}{i})} \leq ko$$
k0=312.5MPa C=478
pmax=447,38MPa>k0
Zwiększamy moduł wieńca: m=4
Średnica podziałowa: dp1=m*z1=68mm
Siła obwodowa: F0=(Mo/5dp)*(kv*k)/kϵ=86,16N
Wyznaczenie moduły z siły:
$$m \geq \sqrt[2]{\frac{Fo*q}{kgj*\lambda}} = 0,4mm$$
Szerokość wieńca b=λ*m=40 mm
Naciski powierzchniowe:
$$pmax = C*\sqrt[2]{\frac{10Fo}{b*dp}*(1 + \frac{1}{i})} \leq ko$$
k0=312.5MPa C=478
pmax=290,6MPa<k0
Koło 2:
m=4
Średnica podziałowa dp2=408mm
Moment na wale: M2=Mo1*i= 93,744Nm
Siła obwodowa: Fo1=86,16N
Naciski powierzchniowe: pmax=118,63MPa
Wymiary:
Koło I:
m=4mm, dp1=68 mm, b=40 mm
Wysokość zęba: h=2,25*m=9mm
Wysokość głowy:ha=m=4mm
Wysokość stopy : hf=1,25*m=5mm
Koło II:
m=4mm, dp1=408 mm, b=40 mm
Wysokość zęba: h=2,25*m=9mm
Wysokość głowy:ha=m=4mm
Wysokość stopy : hf=1,25*m=5mm