Calculul transmisiei mecanice pentru descojitor

Calculul transmisiei mecanice pentru descojitor

1.Schema cinematica a transmisiei

Ca date de intrare cunoscute avem:

puterea motorului, P = 7,5 KW = 7500 W

diametrele primitive (care sunt standardizate)

Dp₁ = 225 mm

Dp₃ = 160 mm

Dp₅ = 160 mm

turatia motorului,    n₁ = 1000 rot/min

turatia tobei,    n₂ = 600 rot/min

turatia arborelui de alimentare, n₄ = 107 rot/min

Raportul de transmitere al celor trei transmisii si raportul de transmitere total se calculeaza cu relatiile:

i₁- raportul de transmitere al primei transmisii

i₁ =

i₁ = 1,6

i₂- raportul de transmitere al celei de-a doua transmisii

i₂

i₂ = 5,6

i₂₁ = 2,24

i₂₂ = 2,5

i_t- raportul de transmitere total

i_t = i₁ i₂ = 1,42 2

i_t = 2,84

Turatia n₃ se calculeaza cu relatia:

i₂₁ =

rezulta:

n₃ = 267,85 rot/min

Diametrele primitive necunoscute, se calculeaza in felul urmator:

D₂ = 360 mm

D₄ = 358,4 mm

Adopt D₄ = 360 mm

D₆ = 400 mm

Toate diametrele primitive sunt adoptate din STAS.

2. Alegerea curelei trapezoidale si dimensionarea transmisiei

Grauntarul este actionat de catre un motor electric prin intermediul a trei transmisii cu curele trapazoidale.

Tipul curelelor este ales de catre firmele producatoare. In functie de tipul curelei alegem, pe baza unor tabele, dimensiunile si lungimile primitive.

In acest exeplu de calcul curelele sunt de tip C, care fac parte din categoria curelelor clasice.

Dimensiunile si lungimile primitive sunt:

l_p= 19 mm

h = 14 mm

a = 22 mm

h + Δh = 14 0,5 mm

b_max = 4,8 mm

L_p = 2500 mm

D_pmin = 200 mm

A_c = 237 mm²

Vitezele periferice ale rotilor conducatoare se considera egale cu vitezele de deplasare ale curelelor.

V₁ = 11,78 m/s

V₁ = 11780 mm/s

V₂ = 5,026 m/s

V₂ = 5026 mm/s

V₃ = 2,24 m/s

V₃ = 2240 mm/s

Distanta dintre axe A₁₂ si A₃₄ se calculeaza cu ajutorul lungimii primitive, Lp, a curelei.

Aleg A₁₂ = 800 mm

Aleg A₃₄ = 840 mm

Aleg A₅₆ = 800 mm

Unghiurile dintre ramurile curelelor γ₁ si γ₂

= 9,68 [grade]

γ₁ = 9,68 = 0.168 [radiani]

= 13,67 [grade]

γ₂ = = 0,238 [radiani]

= 17,25 [grade]

γ₃ = = 0,3 [radiani]

Unghiurile de infasurare ale curelei pe rotile conducatoare respectiv conduse, β₁, β₂, β₃, β₄ [radiani].

β₁ = 2,97 [radiani]

β₂ = 3,09 [radiani]

β₃ = 2,9 [radiani]

β₄ = 3,379 [radiani]

β₅ = 2,841 [radiani]

β₆ = 3,44 [radiani]

Calculul preliminar al numarului de curele - Z₀₁, Z₀₂ si Z₀₃

unde:

P - puterea pe arborele rotii conducatoare, [W];

c_f - coeficientul de functionare, se adopta din tabel;

c_f = 1,7

c_L - coeficientul de lungime al curelei, se adopta din tabel;

c_L = 0,93

c_β1,2,3 - coeficient de infasurare al curelei pe roata conducatoare;

c_β1 = 1 - 0,003(180 - )

c_β1 = 1 - 0,003(180 - 170,32)

c_β1 = 0,97

c_β2 = 1 - 0,003(180 - )

c_β2 = 1 - 0,003(180 - 166,33)

c_β2 = 0,958

c_β3 = 1 - 0,003(180 - )

c_β3 = 1 - 0,003(180 - 162,75)

c_β3 = 0,948

P₀₁, P₀₂, P₀₃ - puterea transmisa de o curea, [W];

unde:

v_1,2,3 - viteza curelei, [mm/s];

v₁ = 11,78 m/s

v₁ = 11780 mm/s

v₂ = 5,026 m/s

v₂ = 5026 mm/s

v₃ = 2,24 m/s

v₃ = 2240 mm/s

a₁, b₁, c₁, D_e - constante cu valori indicate in tabel, in functie de tipul curelei;

a₁ = 1,494

b₁ = 13,96

c₁ =

D_e = 31,5

Rezulta:

P₀₁ = 8,49 [KW]

P₀₁ = 8490 [W]

P₀₂ = 4,23 [KW]

P₀₂ = 4230 [W]

P₀₃ = 2,12 [KW]

P₀₃ = 2120 [W]

Rezulta in final numarul preliminar de curele Z₀₁ si Z₀₂

Z₀₁ = 1,66

Aleg Z₀₁ = 2 curele

Z₀₂ = 3,38

Aleg Z₀₂ = 4 curele

Z₀₃ = 6,82

Aleg Z₀₃ = 7 curele.

In functie de Z₀₁, Z₀₂ si Z₀₃ se determina numarul final de curele Z₁, Z₂ si Z₃:

, Z_max = 8 curele

unde:

C_z - coeficientul numarului de curele, se alege din tabel in functie de Z₀₁, Z₀₂ si Z₀₃;

C_z = 0,95

Rezulta:

= 2,1

Adopt Z₁ = 3 curele

= 4,21

Adopt Z₂ = 5 curele

= 7,36

Adopt Z₃ = 8 curele.

Verificarea frecventei indoirilor

in care:

x - numarul de roti de curea ale transmisiei;

f_a - frecventa maxima admisa;

f_a = 40 Hz

rezulta:

f₁ = 9,424 Hz

f₂ = 4,021 Hz

f₃ = 1,792 Hz

f_1,2,3 < f_a

Fortele de intindere initiale F₀₁, F₀₂, F₀₃ si fortele de apasare pe arbori F_a1, F_a2 si F_a3 se determina cu relatiile:

in care: F_u1,2,3 - fortele utile ce trebuie transmise [N], se determina cu relatia:

F_u1 = 636,67 N

F_u2 = 1492,24 N

F_u3 = 3348,21 N

Rezulta:

F₀₁ = F_a1 = 1273,34 N

F₀₂ = F_a2 = 2984,48 N

F₀₃ = F_a3 = 6696,42 N

4.7. Calculul de predimensionare a arborilor transmisiei mecanice

Arborii sunt solicitati la torsiune (prin intermediul lor se transmit momente de torsiune de la o roata la alta) si incovoiere, ca urmare a fortelor introduse de angrenaje si de transmisiile prin element intermediar.

Materialele recomandate in constructia arborilor sunt: otelurile carbon de uz general OL 42, OL 50, OL 60, oteluri carbon de calitate OLC 25, OLC 35,

OLC 45, oteluri aliate pentru piese tratate termic sau termochimic 13 CrNi 30, 15Cr 08. De obicei, in cazul pinioanelor arborii se confectioneaza din acelasi material cu acestea, pinionul fiind dintr-o bucata cu arborele. Intr-o astfel de situatie, materialul arborelui este impus implicit de cel folosit la angrenaj.

In faza de predimensionare, momentele de incovoiere nu pot fi determinate, intrucat nu se cunoaste pozitia fortelor fata de reazeme si nici valorile acestora. Intr-o astfel de situatie, predimensionarea arborilor se face la torsiune, singurul element cunoscut fiind momentul de torsiune M_t. In acest caz, se admit valori reduse ale tensiunilor admisibile de torsiune, τ_at = 15 30 Mpa, ca urmare a faptului ca arborele este solicitat si la incovoiere.

Mt₁ = 71619,72 [N mm]

d₁ = 26,322 [mm]

Mt₂ = 119366,21 [Nmm]

d₂ = 31,21 [mm]

Mt₃ = 267387,43 [Nmm]

d₃ = 40,834 [mm]

Mt₄ = 668468,58 [Nmm]

d₄ = 55,421 [mm]