-
ISPIT IZ ELEMENTI KONSTRUKCIJA III
Vrijeme za izradu: 1 sat i 45 min.
Elektromotor (EM) pogoni bubanj B, a preko okretnog zgloba OZ
povremeno i vreteno Vr (Tr40x14 (P7)). Teret m se bubnjem podie
preko koloture brzinom vm od priblino 0,5 m/s, a teret G se giba uz
nagib brzinom vG od priblino 84 mm/s. Svi su zupanici kosih zubi, a
osni razmaci parova nisu standardni. Pogonski faktor iznosi
1,5.
Zadani su sljedei podaci: masa tereta m800 kg, najvea doputena
teina tereta G50 kN, kut nagiba kosine 30, brzina vrtnje
elektromotora nEM25 s1, promjer bubnja dB300 mm faktor trenja
podloga/matica P0,12, faktor trenja u navoju Vr0,09, sve stupnjeve
djelovanja izuzev vretena uzeti s vrijednou 1.
elnici broj zubi z1 odgovara praktinom
graninom broju zubi, broj zubi z3 odgovara teoretskom
graninom broju zubi,
kut nagiba boka 12,7 materijal zupanika 0745 faktor irine iznosi
15, faktor sigurnosti iznosi 1,4
Potrebno je: 1. Odrediti snagu elektromotora. 2. Odrediti
orijentacijski modul prvog zupanog para i dimenzije zupanika z1. 3.
Nacrtati aksonometrijsku skicu vratila te ucrtati sva optereenja.
Za sluaj podizanja
tereta m oznaiti smjerove nagiba bokova svih zupanika tako da se
aksijalne sile na vratilu V2 djelomino ponitavaju.
4. Odrediti stvarnu brzinu podizanja tereta na koloturi vm.
-
19.6.2006.
2
1. Odrediti snagu elektromotora Snaga EM-a se dijeli na vratilu
V2 lijevo na bubanj i desno na trapezno vreteno. Snagu je mogue
odrediti na dva naina obzirom na trapezno vreteno. Jedan nain je da
se odredi snaga potrebna vretenu i stupanj korisnog djelovanja.
Drugi je nain da se odredi moment i brzina vrtnje, a zatim i snaga.
Ovdje e biti prikazana oba naina. Odreivanje snage potrebne za
pomicanje tereta zadanom brzinom
G vr G 30196 0,084P F v 2536,5 W. vr P
vr
cos sin 50000 (0,12 cos30 sin 30)30196 N.
F G GF
Stupanj djelovanja trapeznog vretena
vr
h
2
vr
tan 6,961tantan( ') tan(6,961 5,323)
14arctan arctan 6,96136,5
0,09' arctan arctan 5,323cos cos15
Pd
0,561
Snaga koju je potrebno dovesti vretenu izraunata pomou sile i
brzine tereta G
vrvr
2536,50,561
PP 4521,4 W.
Moment na vretenu
2vr vr
0,0365tan( ') 30196 tan(6,961 5,323)2 2dT F 120 Nm.
Brzine vrtnje vretena
G vr h
1Gvr
h
84 mm/s 6 s .14 mm
v n PvnP
Snaga koju je potrebno dovesti vretenu izraunata pomou momenta i
brzine vrtnje vr vr vr vr vr2 120 2 6P T T n 4524 W.
Razlika od 0,05 % nastaje radi zaokruivanja rezultata u
meufazama prorauna i ovdje je zanemariva. Snaga potrebna za
podizanje tereta na koloturi
m m 800 9,81 0,5P m g v 3924 W. Ukupna potrebna snaga EM-a za
istovremeni pogon i najnepovoljniji sluaj (dizanje tereta uz
kosinu)
EM G m 3924 4524P P P 8448 W. 2. Orijentacijski modul para z1-z2
i dimenzije zupanika z1
Okretni moment na zupaniku z1:
1EM
zEM
8448 Nm.2 2 25PTn
53,8
Zadano je da je broj zubi zupanika z1 praktini, a z2 teoretski
granini broj zubi.
-
19.6.2006.
3
3 31 g
13 3
3 g
3
z z ' cos 14 cos 12,7 12,997
z 13 (odabrano)
z z cos 17 cos 12,7 15,783
z 16 (odabrano)
Za odreivanje orijentacijskog modula nije potrebno poznavanje
broja zubi zupanika z4 ve samo prijenosnog omjera para z1-z2, dakle
broja zubi zupanika z2.
1EM EMz1,2
V2 vr
2 1 z1,2
2
z1,2 2 1
25i 4,167 s6
z z i 13 4,167 54,17
z (odabrano) zubanovi prijenosni omjer i z / z 54 /13 ,154
4,167 -4,154razlika i = 100 0,3%4,167
n nn n
54
Najvei okretni moment na zupaniku z1: 11max I v
K K 53,8 1,5 1zT T 80,7 Nm. Orijentacijske vrijednosti pojedinih
faktora u proraunu:
2M H
H
Z 189,5 N / mm , Z 2,5 ,
Z 1, K 1.
Uz odabrani faktor sigurnosti SH vrstoa za 1531, normaliziran,
iznosi: 2 Hlim
Hlim HPH
460460 N/mm , .
S 1,4 2328,6 N/mm
Prijenosni omjer uz1,2iz1,2. Orijentacijski normalni modul
mn1,2:
2z1,2 2 2 21max3 H M H2 2
z1,2 1 HP
22 23
2 2
u 1 2 cosK Z Z Z
u z
4,154 1 2 80700 cos 12,71 189,5 2,5 1 .
4,154 15 13 328,6
Tm
5,39 mm
Odabran je normalni modul 2. reda mn1,25,5 mm. Dimenzije
zupanika z1:
1 n1
a1 1 n
f1 1 n
b1 1 t
z 13 5,5cos cos12,7
2 73,293 2 5,5
2,5 73,293 2,5 5,5
cos 73,293 cos 20,46
md
d d m
d d m
d d
73,293 mm
84,293 mm
59,543 mm
68,669 mm
-
19.6.2006.
4
uz: c=0,25mn,.
3. Nacrtati aksonometrijsku skicu i shemu sila koje optereuju
vratilo V2, te ucrtati smjer nagiba boka zupanika z1 tako da se
aksijalne sile na navedenom vratilu djelomino ponitavaju.
4. Stvarna brzina podizanja tereta na koloturi vm
Na stvarnu brzinu direktno utjeu prijenosni omjeri zupanih
parova nakon utvrivanja brojeva zubi gonjenih zupanika. Budui je
omjer prvog zupanog para ve utvren preostaje isti odrediti i za
drugi par.
1V2 EMz3,4
B vr
1mB
B
4 3 z3,4
4
z3,4 4 3
EMB
6i 5,655 s1,06
2 2 0,5 1,06 s0,3
z z i 16 5,655 90,48z (odabrano) zubanovi prijenosni omjer i z /
z 90 /16
5,655 5,625razlika i 100 0,5%5,655
i
n nn nvn
d
nn
905,625
=
1
z1,2 z3,4
B Bm
25 1,07 si 4,154 5,625
1,07 0,3 .2 2
n dv
0,504 m/s
