7. Привод с коробкой скоростей
В коробках скоростей различные частоты вращения выходного вала получаются в результате зацепления различных пар зубчатых колес. Ряд частот
вращения выходного вала обычно составляет геометрическую прогрессию со знаменателем :
n2 = n1; n3 = n2 = n12 ... nj = nj-1 = n1j-1.
Стандартные значения : 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2.
Разбивку u0 в приводах с коробкой скоростей следует производить для наименьшей частоты вращения выходного вала.
При этом u1 = umax = nдв / nmin .
Передаточные числа последовательно зацепляемых пар колес на остальных ступенях получают как u2 = u1 / ; u3 = u1 / 2 ... uj = u1 / j-1 .
Предельные значения передаточного отношения передвижных колес коробки скоростей 0,5 uj 4. Чтобы выбрать более крупный модуль зубьев, а также получить диаметры шестерен, достаточно большие по отношению к диаметру вала, для передвижных колес следует принимать u 2,5.
Пример разбивки общего передаточного числа для привода с коробкой скоростей
Для привода (рис.13), состоящего из 3-скоростной коробки скоростей и конического редуктора, заданы :
мощность двигателя АИР112М4У3 Рдв = 5,5 кВт и частота вращения nдв = 1430 мин-1; минимальная частота вращения выходного вала редуктора
nр.min = 200 мин-1; знаменатель ряда скоростей = 1,25.
Обозначено;
|
Рис.13. Схема привода с коробкой скоростей |
Решение
Наибольшее общее передаточное число привода
u0max = nдв / np.min = 1430 / 200 = 7,15.
Принимаем наибольшее передаточное число при включении ступени «а» (рис.13) коробки u1 = 2,24 (по ряду чисел Ra20).
Тогда передаточное число редуктора uред = u0max / u1 = 7,15 / 2,24 = 3,19, что в пределах рекомендаций. По ГОСТ 12289-76 (для конической передачи) уточняем uред = 3,15. Отсюда u1 = 7,15 / 3,15 = 2,27.
Передаточное число зацепления «б»
u2 = u1 / = 2,27 / 1,25 = 1,82;
передаточное число зацепления «в»
u3 = u1 / 2 = 2,27 / 1,252 = 1,45.
КПД на выходном валу III коробки скоростей
III = 12 = 0,970,98 = 0,95,
где 1 = 0,97 - КПД цилиндрической ступени «а» с учетом потерь в
подшипниках;
2 = 0,98 - КПД муфты.
КПД на выходном валу V редуктора
V = III2р = 0,950,980,96 = 0,89,
где р = 0,96 - КПД конического редуктора.
Наибольший момент на выходном валу III коробки скоростей при зацеплении «а»
Т3 = 9550 РдвIII / n3 = 9550 Pдвu1III / nдв =
95505,52,270,95 / 1430 = 79,2 Н.м ;
наибольший момент на выходном валу V редуктора
Т5 = Т3uредV = 79,23,150,89 = 222 H.м.
Расчет на прочность коробки скоростей следует вести по моменту Т3; редуктора - по моменту Т5.
Расчет привода, включающего вариатор, см. в [6,c.25].
Литература
1.Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины.- М.: Машиностроение, 1983.
2. Курсовое проектирование деталей машин / В.Н.Кудрявцев и др. - Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1983.
3. Двигатели переменного тока мощностью 0,06 до 100 кВт единых серий. Сводный отраслевой каталог / Информэлектро.- М.: Информэлектро, 1993.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: 5-е изд. - М.: Высш. шк., 1998.
5. Проектирование механических передач / С.А.Чернавский и др.- М.: Машиностроение, 1984.
6. Энергетический и кинематический расчеты приводов: Метод. указания по курсу «Детали машин и основы конструирования».- 3-е изд. / ННПИ; Сост.А.А.Ульянов.- Н.Новгород, 1991.
П Р И Л О Ж Е Н И Е
Таблица П1 - Технические данные электродвигателей серии АИР
( марка АИР...У3,
асинхронная частота вращения nдв., мин-1 / масса, кг )
Мощность, Рдв., кВт |
Синхронная частота вращения nс, мин-1
|
|||
|
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
0,25 |
56В2 |
63А4 |
63В6 |
71В8 |
|
2730 / 3,9 |
1320 / 4,7 |
860 / 5,4 |
690 / 8,9 |
0,37 |
63A2 |
63B4 |
71A6 |
80A8 |
|
2730 / 4,7 |
1320 / 5,6 |
915 / 8,1 |
700 / 12,1 |
0,55 |
63B2 |
71A4 |
71B6 |
80B8 |
|
2730 / 5,5 |
1350 / 8,3 |
915 / 9,7 |
700 / 13 |
0,75 |
71A2 |
71B4 |
80A6 |
90LA8 |
|
2820 / 8,6 |
1350 / 9,4 |
920 / 12,3 |
705 / 18,5 |
1,1 |
71B2 |
80A4 |
80B6 |
90LB8 |
|
2805 / 9,3 |
1395 / 11,9 |
920 / 15,3 |
700 / 22 |
1,5 |
80A2 |
80B4 |
90L6 |
100L8 |
|
2850 / 12,4 |
1395 / 13,5 |
925 / 19 |
705 / 23,5 |
2,2 |
80B2 |
90L4 |
100L6 |
112MA8 |
|
2850 / 15 |
1395 / 18,6 |
945 / 26,5 |
710 / 43,5 |
3,0 |
90L2 |
100S4 |
112MA6 |
112MB8 |
|
2850 / 19 |
1410 / 23 |
950 / 43 |
700 / 48,5 |
4,0 |
100S2 |
100L4 |
112MB6 |
132S8 |
|
2850 / 25,5 |
1410 / 28,5 |
950 / 48 |
720 / 68,5 |
5,5 |
100L2 |
112M4 |
132S6 |
132M8 |
|
2850 / 38 |
1430 / 49 |
960 / 68,5 |
715 / 82 |
7,5 |
112M2 |
132S4 |
132M6 |
160S8 |
|
2895 / 49 |
1440 / 70 |
960 / 81,5 |
730 / 125 |
11,0 |
132M2 |
132M4 |
160S6 |
160M8 |
|
2910 / 77,5 |
1450 / 83,5 |
970 / 125 |
730 / 155 |
15,0 |
160S2 |
160S4 |
160M6 |
180M8 |
|
2910 / 100 |
1455 / 130 |
970 / 155 |
730 / 180 |
18,5 |
160M2 |
160M4 |
180M6 |
200M8 |
|
2910 / 116 |
1455 / 146 |
980 / 180 |
730 / 225 |
22,0 |
180S2 |
180S4 |
200M6 |
200L8 |
|
2920 / 160 |
1465 / 170 |
980 / 225 |
730 / 250 |
Примечание. Двигатели выпускают по следующим техническим условиям:
АИР 50. . . АИР 63 - ТУ 16-521.649-85;
АИР 71 . . .АИР 100 - ТУ 16-525.564-84;
АИР 112... АИР 132 - ТУ 16-525.571-84;
АИР 160... АИР 180 - ТУ 16-526.621-85.
Пример обозначения двигателя :
АИР 112М4У3 ТУ 16-525.571-84
Таблица П2 - Отношения пускового и максимального моментов
к номинальному для двигателей серии АИР
Мощ-ность |
(Тпуск./Т)дв.; (Тmax / T)дв. при nc мин-1 |
|||||||
Рдв, кВт |
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
||||
0,25 |
2,2 |
2,2 |
2,3 |
2,2 |
2,0 |
2,2 |
1,8 |
1,9 |
0,37 |
2,2 |
2,2 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
2,3 |
2,0 |
2,3 |
0,55 |
2,2 |
2,2 |
2,3 |
2,4 |
1,9 |
2,2 |
2,0 |
2,1 |
0,75 |
2,6 |
2,7 |
2,5 |
2,6 |
2,1 |
2,2 |
1,4 |
2,0 |
1,1 |
2,2 |
2,4 |
2,2 |
2,4 |
2,2 |
2,3 |
1,4 |
2,0 |
1,5 |
2,2 |
2,6 |
2,2 |
2,4 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
2,0 |
2,2 |
2,1 |
2,6 |
2,2 |
2,4 |
1,9 |
2,2 |
1,8 |
2,2 |
3,0 |
2,0 |
2,2 |
2,0 |
2,2 |
2,0 |
2,2 |
1,8 |
2,2 |
4,0 |
2,0 |
2,4 |
2,1 |
2,4 |
2,0 |
2,2 |
1,8 |
2,2 |
5,5 |
2,1 |
2,4 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,2 |
1,8 |
2,2 |
7,5 |
2,0 |
2,2 |
2,0 |
2,5 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
2,4 |
11,0 |
1,8 |
2,2 |
2,2 |
3,1 |
2,0 |
2,7 |
1,6 |
2,4 |
15,0 |
1,8 |
2,7 |
1,9 |
2,9 |
2,0 |
2,7 |
1,6 |
2,2 |
18,5 |
2,0 |
2,7 |
1,9 |
2,9 |
1,8 |
2,4 |
1,6 |
2,3 |
22,0 |
2,0 |
2,7 |
1,7 |
2,7 |
1,6 |
2,4 |
1,6 |
2,3 |
Таблица П3 - Электродвигатели серии АИ, основные размеры, мм
Тип |
Число |
Г а б а р и т н ы е |
У с т а н о в о ч н ы е и п р и с о е д и н и т е л ь н ы е |
|||||||||||||||||||
двига- теля |
полю- сов |
l30 |
h31 |
d30 |
d24 |
h37 |
d1 |
l1 |
b1 |
h1 |
l10 |
l31 |
d10 |
b10 |
h |
h10 |
l20 |
l21 |
d20 |
d22 |
d25 |
|
63 А,В |
2 - 6 |
227 |
154 |
135 |
160 |
74 |
14 |
30 |
5 |
5 |
80 |
40 |
7 |
100 |
63 |
8 |
3 |
9 |
130 |
10 |
110 |
|
71 A,B |
2 - 8 |
273 |
188 |
170 |
200 |
88 |
19 |
40 |
|
|
90 |
45 |
7 |
112 |
71 |
9 |
|
|
|
|
|
|
80 A |
2 - 8 |
295 |
194 |
178 |
200 |
114 |
22 |
50 |
6 |
6 |
100 |
50 |
|
125 |
80 |
10 |
3,5 |
10 |
165 |
12 |
130 |
|
80 B |
2 - 8 |
320 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
M10 |
|
|
90 L |
2 - 8 |
337 |
225 |
210 |
|
100 |
24 |
50 |
|
|
125 |
56 |
|
140 |
90 |
11 |
|
12 |
|
|
|
|
100 S |
2 - 4 |
350 |
247 |
240 |
250 |
122 |
28 |
60 |
8 |
7 |
112 |
63 |
|
160 |
100 |
|
4 |
14 |
215 |
15 |
180 |
|
100 L |
2 - 8 |
391 |
|
|
|
|
|
|
|
|
140 |
|
|
|
|
12 |
|
|
|
М12 |
|
|
112 M |
2 - 8 |
435 |
285 |
246 |
300 |
160 |
32 |
|
|
|
140 |
70 |
12 |
190 |
112 |
|
|
16 |
265 |
|
230 |
|
132 S |
4 - 8 |
460 |
325 |
288 |
|
193 |
38 |
80 |
10 |
8 |
|
89 |
|
216 |
132 |
13 |
|
18 |
300 |
|
|
|
132 M |
2 - 8 |
498 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 S |
2 |
630 |
|
|
|
|
42 |
|
12 |
8 |
178 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 S |
4 - 8 |
|
385 |
334 |
350 |
225 |
48 |
|
14 |
9 |
|
108 |
|
254 |
160 |
18 |
|
15 |
|
|
|
|
160 M |
2 |
660 |
|
|
|
|
42 |
|
12 |
8 |
210 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
19 |
250 |
|
160 M |
4 - 8 |
|
|
|
|
|
48 |
110 |
14 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
350 |
M16 |
|
|
180 S |
2 |
630 |
|
|
|
|
48 |
|
14 |
9 |
203 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 S |
4 |
|
448 |
375 |
400 |
260 |
55 |
|
16 |
10 |
|
121 |
|
279 |
180 |
20 |
|
18 |
|
|
|
|
180 M |
2 |
680 |
|
|
|
|
48 |
|
14 |
9 |
241 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 M |
4 - 8 |
|
|
|
|
|
55 |
|
16 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
Примечания. 1. Встречающееся иногда отличие габаритных размеров от [4,c.415] уточнено по проспекту Владимирского электромоторного завода. 2. Фланцы изготовляют с отверстиями d22 гладкими (числитель) или резьбовыми (знаменатель).
3. Выступающие концы валов двигателей изготовляют цилиндрическими и коническими с различными элементами крепления посаженных на них деталей.
СОДЕРЖАНИЕ