125106 (Проектирование механизмов и узлов оборудования электрических станций), страница 2

Полученные в результате построения отрезки векторов умножаем на масштаб для получения действительного значения сил:

;

;

.

Для определения рассмотрим условие равновесия третьего звена:

;

;

.

Для определения во внутренней паре (шарнир) рассмотрим условие равновесия третьего звена:

;

.

Найдем графически из построения:

; .

Из условия равновесия первого звена определяем уравновешивающую силу :

;

;

.

Для определения направления и численного значения используют условие равновесия первого звена:

;

.

Выберем новый масштаб:

.

; ;

.

4. Расчет уравновешивающих сил методом рычага Жуковского

Используя теорему «О рычаге Жуковского» переносим с поворотом на все силы, действующие на механизм, на план скоростей в соответствующие точки:

– уравновешивающая сила, действующая в точку ;

– сила, действующая на второе звено в точку ;

– сила, действующая на третье звено в точку ;

– действующий момент представляем как пару сил, которые равны:

.

Из плана скоростей определяем уравновешивающую силу, исходя из условия равновесия плана скоростей для каждого положения механизма:

.

Положение 1, 13:

Положение 2:

Положение 3:

Положение 4:

Положение 5:

Положение 6:

Положение 7:

Положение 8:

Положение 9:

Положение 10:

Положение 11:

Положение 12:

Полученные результаты сведем в таблицу 3.

Таблица 3

5. Расчет элементов привода

Исходные данные:

5.1 Выбор электродвигателя

Номинальная мощность электродвигателя:

.

Требуемая мощность электродвигателя:

,

где – коэффициент полезного действия привода;

– номинальная мощность, .

По каталогам выбираем электродвигатель с ближайшей большей номинальной мощностью и номинальной частотой вращения ротора .

Характеристики выбранного электродвигателя:

• Двигатель асинхронный трехфазный, марки 4А90В8УЗ;

• ;

• ;

• ;

• .

Передаточное отношение привода:

, где .

Принимаем , тогда .

5.2 Расчет диаметра вала

Диаметр вала передаточного или исполнительного механизма определяется по следующей зависимости:

, где ;

.

Полученное значение округлим до ближайшего большего значения стандартного ряда диаметров. Принимаем .

5.3 Расчет фланцевой муфты

Расчетный вращающий момент

где – коэффициент режима работы.

Соотношения между размерами муфты

• наружный диаметр:

. Тогда выберем ;

• диаметр ступицы:

;

• общая длина:

.

Тогда выберем ;

Материал муфты при окружной скорости на наружных поверхностях фланцев выбираем Сталь 45.

Расчет болтового соединения

Окружная сила на болты от действия вращающего момента:

где – диаметр окружности центров болтов.

.

Сила, приходящаяся на один болт:

где – назначенное число болтов.

Допускаемые напряжения устанавливаем в зависимости от выбранного материала:

• допускаемые напряжения на срез:

;

• допускаемые напряжения на смятие:

.

Рассчитываем диаметр болта по следующей зависимости:

,

где – число плоскостей среза болта.

Принимаем болт с ближайшим большим стандартным диаметром . Выбираем болт по ГОСТу 7796-70, а именно болт М6:

Выбираем соответствующую гайку и шайбу:

Назначаем посадочный диаметр болта в отверстие полумуфты (рекомендуемая посадка – ):

.

Толщину дисков полумуфты фланцевой муфты принимаем из конструктивных соображений: .

Вычисляем напряжения смятия и сравниваем с допускаемыми: