Расчет электро - механического привода вала взбивальной машины МВ-6

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2 - Взбивальная машина МВ-6:

 

1 — корпус; 2 — бачок; 3 — кронштейн; 4 — взбиватель; 5 — водило;

6 — рабочий вал; 7 —  конический редуктор; 8 — кожух; 9 — цилиндрический редуктор; 10 — раздвижной шкив; 11 — ведущий вал;

12 — пружина; 13 — электродвигатель; 14 — рукоятка; 15 — винтовая шестерня; 16 — ползун; 17 — шкив; 18 — клиновой ремень

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Расчетный раздел

2.1 Разработка структурных, кинематических схем

Структурная схема – схема, определяющая функциональные основные части изделия, их назначение и взаимосвязи.

Структурные схемы разрабатываются при проектировании изделий на стадиях, предшествующих разработке схем других типов и видов.

Условные обозначения, применяемые в структурных схемах, приведены на рисунке 2.1. Составление структурной схемы необходимо начинать с вычерчивания всех рабочих органов машины. Далее вычерчивается электродвигатель, затем передача движения на главный вал и распределительный.

Затем определяется: с помощью какого механизма (зубчатого, рычажного, кулачкового, комбинированного) передается движение рабочему органу и от какого вала [1].

 

   рабочие органы машины;

   основные функциональные части;

   исполнительные механизмы;

   главный вал швейной машины;

 

    распределительный вал, промежуточные валы;

    программное устройство;

 

    оператор;

 

   ременная передача;

   зубчатая реечная передача;

   зубчатый механизм;

   рычажный механизм;

   кулачковый механизм;

   электродвигатель;

   фрикционная муфта;

 

   структурная связь.

 

Рисунок 2.1. Условные обозначения в структурных схемах

 

Между рабочими органами и валами вычерчиваются необходимые механизмы, участвующие в передаче движения, и выделяются исполнительные механизмы и функциональные основные части, проводятся структурные связи [1].

 

2.2. Расчет электромеханического  привода машины МВ-6

 

Для нахождения мощности Nэ и числа оборотов валов электродвигателя и рабочего органа воспользуемся таблицей 1 [1], которая представлена ниже:  

 

Таблица 1 – Технические  характеристики взбивальных машин.

Показатели	МВП-11-1	МС-7-8-20	МВ-6	МВ-35 (2М)	МВ-60
Вместимость бачка, л	25	20	6	35	60
Род привода	Универсальный	Универсальный	Индивидуальный	Индивидуальный	Индивидуальный
Мощность электродвигателя, кВт	0,6	0,6	0,18	0,75	2,2
Частота вращения приводного вала(1я скорость)  скорость	71	46	110	60	21
2-я скорость	138	85			63
3-я скорость			200	185	96
Частота вращения взбивального вала(1я скорость)	176	180	370	200	70
2-я скорость	344	334			209
3-я скорость	—	—	670	625	316
4-я скорость	-	—	—	-	-
Габариты, мм: длина	450	440	450	750	1105
ширина	610	435	300	530	650
высота	620	630	550	1180	1300
Масса, кг	16	26	35	175	400

 

Для машины МВ-6 имеем следующие технические характеристики [1]:

Nэ = 0,18 кВт = 1800 Вт;  = 670мин-1 = 11,2 с-1

Тип двигателя – RA71A6;  число оборотов вала в минуту nэ = 835 об/мин.

Исходя из этого, можем найти общее передаточное отношение Uо по следующей формуле [2]:

;                                                        (2.1)

где nэ  - число оборотов вала в минуту (об/мин);

nр.о. – число оборотов рабочего органа в минуту = 226 об/мин [1].

= 7,8;

Таким образом, общее передаточное число составляет:

* ;                          (2.2)

   ;

7,8=2* 7,8/2

7,8= 2*3,9

Значение передаточного отношения , исходя из схемы МВ-6. Значения остальных передаточных отношений определяются по номограмме в методических указаниях [1].

          Для зубчатой цилиндрической передачи, передаточное отношение составило:

;

3,9/ 1,4 = 2,8

Для зубчатой конической передачи, передаточное отношение   составило:

 

Для зубчатой передачи с внутренними зацепками, передаточное отношение составило:

 

 

Таким образом, произведение передаточных отношений равно общему передаточному отношению:

 

 

2.3 Расчет движущих моментов и скоростей вращения валов

Найдем момент сил полезных сопротивлений на валу рабочего органа M (Н*м), используя формулу:

;                                                  (2.3)

 

Для этого найдем – угловую скорость вращения вала электродвигателя (рад/с), используя формулу [2]:

                                                          (2.4)

 

     nр.о. =  ;

 

 

Рассчитаем значения моментов M и на валах [2]:

Принимая во внимание, что с уменьшением скорости вращения значение уменьшается в число раз равное U, а M – увеличивается в такое же число раз.

 

1. (рад/с);

(Н*м).

2. (рад/с);

(Н*м).

3. (рад/с);

(Н*м).

 

2.4 Расчет зубчатых передач

В маломощных передачах, применяемых в периферийных системах ЭВМ, основной параметр зубчатой передачи – модуль зацепления (m), который определяют из расчета зубьев на изгиб. При этом расчете назначается число зубьев малого колеса Z1 , которое для эвольвентного зацепления находится в интервале :

     17≤  Z1 ≤28

Так как для прямозубых колес применяют меньшее значение Z1 для менее точных передач, то возьмем Z1  = 20. А количество зубьев большого колеса определяется из соотношения:

Z2 = u12 * Z1

Z2 =20 *1,4 = 28

Модуль зацепления m в мм определяют по формуле для цилиндрических прямозубых и косозубых колес:

                                            (2.5)

 

km – коэффициент, равный 1,4 для прямозубых колес и 1,12 для косозубых колес; M(M2) – крутящий момент, действующий на рассчитываемое колесо Z2 (большее), Н∙мм; kβ – коэффициент неравномерности нагрузки по ширине колеса. kβ=1…1,5, причем меньшие значения для нешироких колес при симметричном расположении относительно опор;  Z – число зубьев рассчитываемого колеса

(большего); Ψвm – коэффициент, равный отношению ширины зубчатого

венца к модулю, выбираемый из интервала: 3≤ψвm≤16, причем меньшее значение выбирают для малогабаритных колес невысокой точности; УF – коэффициент формы зуба, зависящий от числа зубьев рассчитываемого прямозубого колеса и от приведенного числа зубьев.

 

 

 

Таблица 2 – Численные значения коэффициента УF .

Цилиндрические и конические колеса

Z(Zv) 17   18      20      25   30      35     40      50     60     80      100    200

YF     4,8 4,2   4,15    3,9 8 3,88 3,80     3,77   3,73   3,73 3,73    3,75   3,77

 

Допустимый коэффициент определяется по формуле:

 

                                                    (2.6)

 

q – коэффициент диаметра червяка (число модулей в диаметре делительного цилиндра червяка). Принимается для маломощных передач,  равным 14, 16, 18, 20; [σF] – допускаемое напряжение при расчете зубьев на из-

гиб, МПа.

При расчете на изгиб для колес из закаленных сталей (НВ>350):

где σв – предел прочности при растяжении, МПа; nв – 1,8…2; kσ – 1,2…2.

Используя все эти расчеты, определим значения некоторых величин для нашей машины:

km  = 1,4;  kβ = 1,3;  М = 57,68 (Н*м);  Ψвm = 10; УF = 3,8

[σF] = = 171 *106 Н/м2

При определении модуля выбираем сталь 35, в соответствии с ГОСТом 9563-75. Так для цилиндрических и конических колес, работающих со скоростью V≤3 м/с, применяют стали марок 20, 35, при повышенных скоростях – сталь 45,50.

 

Таблица 3 – Значения показателей в зависимости от материала.

 

Материал	Марки	Модуль упругости Е,МПа (Н/мм2)	Предел прочности при растяжении σв, МПа (Н/мм2)	Предел текучести στ, МПа (Н/мм2)	Предел выносливости σ-1, МПа (Н/мм2)
Сталь	20	2∙105…2,2∙105	450	25	480
	35	2∙105…2,2∙105	520	32	480
	45	2∙105…2,2∙105	800…900	58…60	340…380
	50	2∙105…2,2∙105	550	550	400

 

 

  = 1,4 * = 1,82мм

 

Стандартные значения модулей m зубьев зубчатых колес 1 ряд: 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10.

 

 Округлим  m = 1,82 до стандартного значения m = 2мм.

 

 

 

 

2.5 Проверочный  расчет зубьев на контактную  прочность

В зубчатых передачах, зубья колеса рассчитывают на контактную прочность по формуле:

                                                                           (2.7)

   где  σ- 1 – предел выносливости материала, МПа.

В приведенной формуле:

аw – межосевое расстояние, мм;

σн – действительное контактное напряжение менее прочного материала, МПа;

Епр – приведенный модуль упругости, МПа (для стальных колес Епр=2,15*105 МПа);

М2 – крутящий момент на колесе, Н*м;

q – коэффициент диаметра червяка;

К – коэффициент, который зависит от числа заходов червяка (при одном заходе червяка, К=2);

z2 – количество зубьев большого колеса.

 Отсюда, действительное напряжение σн  находится по формуле:

                                                                               ( 2.8)

  

 

 

 

Сравним полученное значение предела выносливости материала (Таблица 3).

 

=   1,1 МПа<<[480].

По условиям прочности, выбранный модуль подходит, поэтому размеры зубчатой  передачи остаются неизменными.

 

 

2.6 Расчет геометрических  размеров

Делительный диаметр d2 определяется по формуле:

                                            d2 = z2*m                                                           (2.9)

                                                            d2 = 28*2 = 56

Для нахождения диаметра вершин da2 и диаметра впадин зубьев  df2 следует воспользоваться формулами:

                                                          da2  = d2 + 2m                                                 (2.10)

                                                         df2   = d2 - 2,5m                                           (2.11)

da2 = 56+2*2 = 60

df2 = 56-2,5*2 = 51

А для нахождения ширины венца колеса b2 воспользуемся таблицей [3], и примем b2=8мм.

Отсюда найдем  диаметр малого dм и большого колеса dб :

 

dм = 2*20 = 40

dб = 2*28 = 56

По полученным размерам построим эскиз зубчатого колеса с валом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Эскиз зубчатого колеса с валом

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В настоящее время вопросам повышения эффективности производства и качества готовой продукции уделяется большое внимание.

Взбивальные машины с успехом используются во многих областях пищевой промышленности. Они находят применение в общественном питании, где служат для замешивания теста или смешивания гарниров, таких как картофельное пюре. В производстве полуфабрикатов, а именно для замеса блинного теста при производстве блинчиков с начинками и без начинок. Основное применение взбивальные машины находят в кондитерской и хлебопекарной промышленности, где служат для замешивания разных видов кондитерского теста, начинок для кондитерских изделий, глазурей, джемов, приготовления эмульсии при производстве печенья. Незаменимы взбивальные машины в производстве тортов, для замешивания бисквитного теста или песочного. Разнообразные по объему и производительности, все машины имеют похожую конструкцию. Сменные месильные органы, поднимающаяся и опускающаяся дежа, месильные органы вращаются планетарно, благодаря чему многие называют их планетарные взбивальные машины. В зависимости от объема, дежи могут иметь колесики для перекатывания по полу или ручки для переноски руками. Машины такого типа наиболее применима на небольших предприятиях общественного питания [3].

В курсовом проекте была представлена классификация взбивального оборудований предприятий питания. Была  проделана работа по расчету электромеханического привода взбивальной машины. Был так же проведен анализ структурной схемы, подобран двигатель. Были проведены расчеты передаточного отношения, расчет передачи. Был построен алгоритм расчета

 

 

Библиографический список

 

1. Ларина Л. В. Основы функционирования систем сервиса: Пособие / Л. В. Ларина. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2004.- 25 с.
2. Новожилов О. П. Архитекрура ЭВМ и систем: учебное пособие для бакалавров М.:Юрайт, 2012.
3. Адигамов К.А. Детали машин и основы конструирования: Учебное пособие для вузов / К.А. Адигамов, О.В. Жданова. – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2003. – 176 с.
4. Проектирование оборудования предприятий сервиса: практикум для студентов всех форм обучения напр. 260901.65 "Технология швейных изделий", 260905.65 "Технология изделий из кожи", 100101.65 "Сервис" специализаций «Информационный сервис», «Сервис на предприятиях питания», «Сервис на предприятиях по пошиву и ремонту обуви»: электрон. образоват. Ресурс - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2013 
5. Основы функционирования систем сервиса: метод. указания к выполнению курсового проекта для студентов факультета сервиса заочной и дистанционной форм обучения спец. 100101 "Сервис" специализации 230708 "Сервис бытовых машин и приборов". /  С. Н. Алехин, Е. С. Алехина, Д. П. Махов. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2009. – 16 с.