Расчёт передаточного отношения

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×n/p×D (5.4

где n - скорость движения сеялки, м/с

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

n_р = 60×3,3/3,14×1,245=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_к×i_р×i_ц (5.8)

i_общ=4,15×2×3,4=28,2

Таким образом, наименьшая скорость на стенде получается:

n_min=n_ном×p×D/60×i_общ . (5.9)

n_min=720×3.14×1.245/60×28.2=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=31,8×10³);

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=Z₁×t×n₁/60×10³, м/с , (5.13)

где z₁ - число зубьев ведущей звёздочки;

t - шаг цепи, мм;

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

V=15×19,05×720/60×10³=3,43 м/с .

F_t=5,5×10³/3,43=1604Н .

F_v=q×V², Н (5.14)

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

F_v=1,9×3,43²=22,4Н.

F_f=9,81×k_f×q×a, Н. (5.15)

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

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

F_f=9,81×1,5×1,9×0,35=9,78Н,

S=31,8×10³/(1,25×1604+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:

åМ_А=0; R_b(a+b)-P₁a=0. (5.16)

åМ_b=0; - R_A(a+b)+P₁b=0. (5.17)

Выражаем и определяем величины реакций:

R_b=P₁×a/(a+b), (5.18)

R_a=P₁×b/(a+b), (5.19)

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

R_b=7,25×0,225/(0,225+0,345)=2,86kH.

R_a=7,25×0,345/(0,225+0,345)=4,38kH.

Приступим к определению диаметра вала опорного катка:

 (5.20)

где  - эквивалентный момент, H×м;

 - предел выносливости для Ст 45, 240МПа.

 , кН×м , (5.21)

где  -крутящий момент, кН×м;

 - изгибающий момент, кН×м.

=10N/n, кН×м (5.22)

где N - мощность электродвигателя, кВт;

n - число оборотов двигателя, мин^-1.

=10×5,5/720=0,076 кН×м.

=R_a×a, кН×м . (5.23)

=4,38×0,225=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:

 кН×м

Определение минимального диаметра вала катков:

.

Диаметр вала принимается равным 35мм.