14122 (585361), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

4 - ведущее опорное колесо; 5 - ведомое опорное колесо.

Привод и крепление узлов и деталей стенда в основном заимствуют со списанной сельскохозяйственной техники и машин. В частности, заимствованными узлами в конструкции являются: вариатор оборотов (скорости вращения), кулачковая муфта. Узлы заимствованы соответственно с жатки (регулятор оборотов мотовила или подборщика) комбайна СК-5М и с выгрузного зернового шнека комбайна СКД-6. Вариатор применён без переделок, кроме регулировки (гидравлическая заменена на механическую). Сборочный чертёж механизма регулирования приводится на листе РМДП .

Кулачковая муфта берётся без фрикционных дисков. Муфту при помощи шести болтов крепят к опорному катку.

Опорный каток изготавливается из тонкостенной трубы, диаметром 300мм, длиной 400мм. С торцов заваривается листом из железа толщиной 3мм. На торцах просверливаются отверстия под крепления для подшипниковых узлов и кулачковой муфты. Внутри катка проходит вал, вращающийся на подшипниках. Сам каток вращается на подшипниках относительно вала.

При включении кулачковой муфты, каток фиксируется с валом и они вращаются как одно целое.

Рисунок 5.2 Опорный каток с узлами:

1 -опорный каток; 2 -кулачковая муфта; 3 -подшипниковый узел катка; 4 -подшипниковый узел вала; 5 - вал; 6 -болт крепления муфты к катку; 7 -болт крепления подшипникового узла к раме; 8 -крепление подшипникового узла катка к корпусу катка; 9 -рама.

Ведущая полумуфта кулачковой муфты перемещается и фиксируется от проворачивания относительно вала при помощи двух шпонок, одна из которых служит для фиксации, другая для перемещения по валу.

Один из подшипников узлов опорного катка вмонтирован в ведомую полу муфту при помощи втулки и стакана.

Рама стенда состоит из сварных соединений, уголков на которых монтируются рамы катков. Основание двигателя приварено к одной из рам катков и нижней частью крепится к раме стенда. Рама катка крепится к раме стенда при помощи болтов, для чего внутрь рамы стенда привариваются с подтаем нарезные гайки. Рама стенда при помощи анкерных болтов, залитых в фундамент, крепится гайками.

Для крепления подшипниковых узлов в раме просверливают отверстия под диаметр болта.

5.4 Кинематический расчёт и расчёт основных деталей конструкции

5.4.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Искомую мощность электродвигателя определяем по формуле [12]:

P=F/, квт (5.2)

где F - сила тяги, необходимая для вращения колёс сеялки, H;

- максимальная скорость движения сеялки, м/с;

- коэффициент полезного действия привода

=₁₂₃⁴, (5.3)

где ₁ - коэффициент полезного действия цепной передачи, 0,96

₂- коэффициент полезного действия ремённой передачи, 0,98

₃- Коэффициент полезного действия подшипниковых узлов в

валах, кратность обозначает количество опор, где возможны

потери мощности на трение, 0,99.

Сила тяги F=1410H [24]. Скорость движения сеялки при севе по агротребованиям 8...12км/ч или 2,2...3,3м/с. Расчёт производится на максимальной скорости

=0,960,980,99⁴=0,89.

P=14103,3/0,89=5,2кВт

5.4.2 Выбор электродвигателя

При выборе электродвигателя учитывается определённая по расчётам мощность.

Мощность выбранного для привода электродвигателя должна быть не менее расчётной.

В ряду нестандартных мощностей электродвигателей выше расчётной мощности подходит электродвигатель мощностью P=5,5кВт с синхронной частотой вращения n_н=750 мин^-1.

При больших частотах вращения возникают затруднения с реализацией передаточного отношения. Двигатель марки ЧА132М8УЗ с частотой вращения, с учётом скольжений, n_c=720 мин^-1.

5.4.3 Расчёт передаточного отношения

Расчёт передаточного отношения производится, используя данные по сеялке С3-3,6.

Определение частоты вращения колеса сеялки:

n_p=60/D (5.4

где - скорость движения сеялки, м/с

D - диаметр колеса сеялки, м (D=1,245)

n_р = 603,3/3,141,245=50,6 мин^-1

Определение передаточного отношения привода

i_о=n_ном/n_р, (5,5

где n_ном - номинальная частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

n_р - частота вращения колеса сеялки, мин^-1

i_о=720/50,6=14,2

Общее передаточное отношение разбивается на передаточные отношения цепной, ременной и передачи с опорного катка на колесо сеялки

Передаточное отношение опорного катка на колесо сеялки:

i_к=D/D₁, (5,6)

где D₁ - диаметр опорного катка, м.

i_к=1,245/0,3=4,15.

Передаточное отношение ременной передачи i_р=1...2.

Передаточное отношение цепной передачи:

i_ц=i₀/i_к, (5.7)

где i₀- передаточное отношение привода;

i_к - передаточное отношение опорного катка на колесо сеялки.

i_ц=14,2/4,15=3,4.

Определение общего передаточного отношения:

i_общ.=i_кi_рi_ц (5.8)

i_общ=4,1523,4=28,2

Таким образом, наименьшая скорость на стенде получается:

_min=n_номD/60i_общ . (5.9)

_min=7203.141.245/6028.2=1.7м/с (6,2 км/ч).

5.4.4 Расчёт цепной передачи

По передаточному отношению цепной передачи определяем число зубьев малой ведущей звёздочки:

Z₁=Z/i_ц, (5.10)

где Z - число зубьев ведомой звёздочки, число зубьев применяемой

звёздочки z=50;

i_ц - передаточное число цепной передачи.

Z₁=50/3.4=14.7.

За ведущую звёздочку берём звёздочку с числом зубьев z₁=15. Цепь берём с шагом i=19,05 с условием, что допускает работу звёздочки с числом зубьев не менее 15 и частотой вращения 900 мин^-1.

Проверка коэффициента запаса прочности цепи:

S=Q/к₀F_t+F_v+F_f, (5.11)

где Q - разрушающая нагрузка, Н (Q=31,810³);

к₀ - динамический коэффициент, к₀=1,25;

F_t - окружная сила, Н;

F_v - центробежная сила, Н;

F_f - сила от провисания цепи, Н.

F_t=P/V, H (5.12)

где Р - мощность электродвигателя, Вт;

V - скорость движения цепи, м/с.

V=Z₁tn₁/6010³, м/с , (5.13)

где z₁ - число зубьев ведущей звёздочки;

t - шаг цепи, мм;

n₁ - частота вращения ведущей звёздочки, мин^-1.

V=1519,05720/6010³=3,43 м/с .

F_t=5,510³/3,43=1604Н .

F_v=qV², Н (5.14)

где q - масса одного метра цепи, кг/м (1,9 кг/м).

F_v=1,93,43²=22,4Н.

F_f=9,81k_fqa, Н. (5.15)

где k_f - коэффициент, учитывающий расположение цепи, k_f=1,5;

а- межосевое расстояние звёздочек, а=0,35.

F_f=9,811,51,90,35=9,78Н,

S=31,810³/(1,251604+22,4+9,78)=15,6.

Допустимое значение коэффициента запаса прочности S=10,7 при n_с=750 мин^-1, следовательно подобранная цепная передача применима в данном приводе.

5.4.5 Проверка ременной передачи

Для привода вариатора используется клиноремённая передача (Г-1700Ш ГОСТ 12841-80).

Рисунок 5.3 Ремень клиновой:

Дано:

Размеры ремня:

высота h=19мм;

ширина a=32мм.

Межосевое расстояние шкивов 370мм.

Максимальный диаметр шкива 400мм.

Скорость вращения ведущего шкива 212мин^-1.

Сравнивая данные с табличными и монограммой выбора сечения клинового ремня видно, что выбранный вариатор с ремнём позволяет использовать его на стенде.

Ремень способен работать при вращении 800мин^-1, передавать мощность до 8,3кВт.

5.4.6 Расчёт валов

Проектирование валов начинается с определения реакций в точках опор. Силу, действующую на валы считают распределённой, величину силы определяют по массе сеялки.

Рисунок 5.4 Эпюры моментов:

Уравнение реакций в опорах:

М_А=0; R_b(a+b)-P₁a=0. (5.16)

М_b=0; - R_A(a+b)+P₁b=0. (5.17)

Выражаем и определяем величины реакций:

R_b=P₁a/(a+b), (5.18)

R_a=P₁b/(a+b), (5.19)

где P₁ - сила давления сеялки на валы катков, равная половине массы сеялки С3=3,6, равная 7,25кH.

R_b=7,250,225/(0,225+0,345)=2,86kH.

R_a=7,250,345/(0,225+0,345)=4,38kH.

Приступим к определению диаметра вала опорного катка:

(5.20)

где - эквивалентный момент, Hм;

- предел выносливости для Ст 45, 240МПа.

, кНм , (5.21)

где -крутящий момент, кНм;

- изгибающий момент, кНм.

=10N/n, кНм (5.22)

где N - мощность электродвигателя, кВт;

n - число оборотов двигателя, мин^-1.

=105,5/720=0,076 кНм.

=R_aa, кНм . (5.23)

=4,380,225=0,986.

По данным расчётов строятся эпюры изгибающих и крутящих моментов.

По эпюрам видно, что опасное сечение находится в точке приложения силы P₁.

Определение величины эквивалентного момента в опасном сечении:

кНм

Определение минимального диаметра вала катков:

.

Диаметр вала принимается равным 35мм.

5.4.7 Расчёт подшипников под валы

Номинальную долговечность подшипника определяем по формуле [9]:

L=(C/P)^P, (5.24)

где C - динамическая грузоподъёмность для подшипника однорядного,

средней серии с внутренним диаметром кольца под вал 35мм,

C=33,2 кН;

p - показатель степени для шарикоподшипников, p=3;

P - эквивалентная нагрузка, кН.

При отсутствии осевой нагрузки:

P=F_rkk_T, (5.25)

где -коэффициент равный 1,2;

F_r - радиальная нагрузка, Н;

k - коэффициент, учитывающий условия работы подшипника, k=1,2;

k_T - температурный коэффициент, k_T=1,05.

Радиальная нагрузка на подшипник определяется весом сеялки С3-3,6 и весом катков и подшипников катков. С учётом выше перечисленных фактов F_r принимается равной F_r=4550Н.

P=1,245501,21,05=6879,6Н.

L=(33,2/6,9)³=111,4 млн. оборотов.

Определение номинальной долговечности:

L_n=10⁶L/60n, (5.26)

где n - частота вращения кольца подшипника, n=105,8 мин^-1.

L_n=10⁶111,4/60105,8=17548,84.

По результатам расчётов выбирается шариковый радиальный подшипник однорядный 80307 ГОСТ 7242-81, который удовлетворяет условиям работы.

5.4.8 Расчёт сварочного шва

Рассчитывается сварочный шов рамы для крепления электродвигателя. Сварка произведена ручная электродуговая, в нахлёст.

Толщина свариваемой рамы 5мм, следовательно толщина шва, т.е. его катет будет не менее 4мм.

При расчёте предлагается условие, что относительный поворот деталей свариваемых вокруг центра тяжести фигуры, образованной сечениями швов, происходит только за счёт деформации швов.

В этом случае:

_max=М_рР_max/J_р['] (5.27)

где М_р - приложенный момент, нм;

р_max - максимальное расстояние оси центра тяжести до точки максимального напряжения, создаваемое в швах, м;

J_р - полярный момент инерции;

[] - допускаемые напряжения в сварных швах.

J_р =J_y+J_z, (5,28)

где J_y, J_z - осевые моменты инерции, м⁴.

Рисунок 5.5 Схема рамы под электродвигатель, загруженная моментом при передаче крутящего момента цепной передаче:

Рисунок 5.6 Поперечное сечение сварного шва:

J_y=0,12n(a³+12ac₂²+6hc₁²), (5.29)

где к - катет шва, м;

h - суммарная длина сварных швов, м;

а - длина перпендикулярного шва, м;

с₁,с₂ - коэффициенты.

с₁=а(а+0,7к)/2(2а+h), (5.30)

с₁=0,2(0,2+0,70,003)/2(20,2+0,4)=0,03.

с₂=h(а+0,7к)/2(2а+h), (5.31)

с₂=0,4(0,2+0,70,003)/2(20,2+0,4)=0,05.

J_y=0,120,003(0,2³+120,20,05²+60,40,003)=0,5810^-5м⁴.

J_z=0,06к[6a(h+0,7к)²+h³] . (5.32)

J_z=0,060,003[60,2(0,4+0,70,003)²+0,4³]=4,6410^-5м⁴.

J_р=0,5810^-5+4,6410^-5=5,2210^-5м⁴.

'_max=5610,05/5,2210^-5=5,410³н/м².

Характеристики

Список файлов ВКР