2 Вибір електродвигуна
Проектування передаточного механізму стрілочного приводу починається з вибору електродвигуна. Його потужність визначається за заданими зусиллями на шибері і швидкостями переміщення шибера
, (1)
де – загальний коефіцієнт корисної дії (ККД) передаточного механізму
, (2)
де ,,– ККД зубчастих пар, включаючи втрати в підшипниках (при розрахунках приймаються);
– ККД шибера (при розрахунках приймається, тому що він переміщується у клинових направляючих).
.
Вт.
Частоту обертання електродвигуна визначаємо за заданою швидкістю шибера та параметрами передаточного механізму .
Кутова швидкість головного вала
,(3)
де – радіус ділильного кола шиберної шестерні
, (4)
рад/с.
Частота обертання головного (вихідного) валу стрілочного приводу
об/хв. (5)
Частота обертання валу двигуна
. (6)
де – загальне передаточне число передаточного механізму,
, (7)
де ,,– передаточні числа кожного ступеня визначаються через кількість зубців зубчастих коліс,
; (8)
; (9)
. (10)
Тоді uзаг=4,78·4,36·3,4=70,85
nдв = 23,98·70,85= 1698 об/ хв.
За отриманими значеннями Р і пдв підбираємо електродвигун. Далі у розрахунках буде використовуватись слідуючи параметри електродвигуна постійного струму МСП– 0,25 з напругою 100/160 В, потужністю 250 Вт і частотою обертання 1700 об/хв.
Кінематичний і силовий розрахунок передаточного механізму
Число обертів першого колеса
n1=nдв=1700хв-1. (11)
Число обертів другого та третього зубчастих коліс, розташованих на одному валу, однакові і дорівнюють
хв-1 (12)
хв-1 (13)
хв-1 (14)
Кутова швидкість шиберної шестерні
с-1 (15)
Максимальна швидкість шиберу
. (16)
Середня швидкість переміщення шиберу
. (17)
Час спрацьовування стрілочного електроприводу
. (18)
Визначаємо крутні моменти на валах
на валу електродвигуна
, (19)
де – потужність електродвигуна ();
на другому проміжному валу
T2 =T1 · u12 · η12 =1,406·4,78·0,96 =6,45H·м (20)
на валу фрикціону
T3 =T2 · u34 · η34 =6,45·4,36·0,96 =27 Н·м; (21)
на вихідному валу
T4 =T3 · u56 · η56=27·3,4·0,96 =88,1H·м (22)
Момент тертя в запобіжній фрикційній муфті
, (23)
де – коефіцієнт запасу зчеплення муфти.
H·м.
Зусилля на шибері
. (24)
Визначення основних розмірів зубчастих коліс
Для побудови у масштабі розгорнутої кінематичної схеми приводу і робочих креслень другого проміжного валу-шестерні та зубчастого колеса 2 визначаємо розміри зубчастих коліс.
Радіус ділильного кола колеса
, (25)
де – модуль зачеплення,
– кількість зубців зубчастого колеса.
мм,
мм,
мм,
мм,
мм,
мм.
Ширина зубчастих коліс визначається за обраною відносною шириною шестерні
, (26)
та колеса
, (27)
де ,– ширина та діаметр ділильного кола шестерні,
– ширина зубчастого колеса,
– міжосьова відстань пари зубчастих коліс.
Міжосьові відстані дорівнюють
а12 = r1 + r2 = 10.5+ 50.25= 61.5 мм; (28)
а34 = r3 + r4 = 14+ 61= 75 мм; (29)
а56 = r5 + r6 = 22.5+76,5=99 мм
У відповідності з рекомендаціями для першого і другого ступеня (несиметричне розташування коліс відносно опор) приймаємо , а для третього ступеня (консольне розташування шестерні) приймаємо.
Визначаємо за формулою
, (31)
де – передаточне число розглядає мого ступеня.
,
,.
Для сьомої шестерні задаємось .
Далі за відомою відносною шириною визначаємо дійсні значення ширини шестерень та коліс
,
,
,
,
,
,
.
При остаточному призначенні розмірів приймаємо ширину шестерні на більше ширини колеса.
Остаточно приймаємо:
bk2=20мм;bk4=24мм;bk6=20мм;bш1=22мм;bш3=30мм;bш5=26мм;bш7=50мм.
Визначаємо діаметри кола вершин і западин зубчатих коліс 2 і шестерні 3. Приймаємо рівно зміщену передачу з коефіцієнтом зміщення х=-0,3 та х=0,3 відповідно. Тому що колесо має від’ємне зміщення, а шестерня – додатне.
Діаметром кола вершин визначаємо за формулою
(32)
де – коефіцієнт висоти головки зуба,=1.
Діаметром кола западин за формулою
(33)
де – коефіцієнт радіального зазору,=0.25.
мм
мм
мм мм