Расчёт цилиндрической передачи



Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 1 ПМЕХ. 6 Содержание ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ.. 3 1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.. 4 2.       КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА.. 6 2.1.    КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ- 6 2.2.    ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ- 7 3. РАСЧЁТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ.. 9 3.1.    ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ТЕРМООБРАБОТКИ-- 9 3.2.    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ-- 9 3.2.1. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ РАСЧЁТЕ НА УСТАЛОСТНУЮ КОНТАКТНУЮ ПРОЧНОСТЬ- 9 3.2.2. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ РАСЧЁТЕ НА ИЗГИБНУЮ УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ- 10 3.3.    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ-- 11 3.4.    ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ В ЗАЦЕПЛЕНИИ-- 14 3.5.    ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕРЕДАЧИ НА КОНТАКТНУЮ УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ- 14 3.6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕРЕДАЧИ НА ИЗГИБНУЮ УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ.. 15 4. РАСЧЁТ КЛИНОРЕМЁННОЙ ПЕРЕДАЧИ.. 16 5. ВЫБОР МУФТЫ... 19 6. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ.. 20 6.1.    ВЫБОР МАТЕРИАЛА И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ-- 20 6.2.    ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ БЫСТРОХОДНОГО ВАЛА-- 20 6.3.    ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ТИХОХОДНОГО ВАЛА. 21 7. ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ.. 23 7.1.    ВЫБОР ТИПА И ТИПОРАЗМЕРА ПОДШИПНИКА-- 23 7.2.    ВЫБОР СХЕМЫ УСТАНОВКИ ПОДШИПНИКОВ-- 23 7.3.    ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ ТИХОХОДНОГО ВАЛА-- 23 7.3.1. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЁТНОЙ СХЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИЙ В ОПОРАХ-- 23 7.3.2. ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ-- 25 8. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ.. 26 9. РАСЧЁТ ШПОНОК.. 27 10. КОНСТРУИРОВАНИЕ ШКИВОВ.. 28 11. УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ.. 29 11.1.  ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ-- 29 11.2.  ПРОВЕРКА СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВАЛА-- 30 11.3.  ПРОВЕРКА УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ТИХОХОДНОГО ВАЛА-- 31 11.4.  КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВАЛОВ, ДОПУСКИ, ПОСАДКИ И ШЕРОХОВАТОСТИ-- 37 12. СМАЗКА РЕДУКТОРА.. 38 13. КОНСТРУИРОВАНИЕ КРЫШЕК ПОДШИПНИКОВ.. 40 13.1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРЫШКИ БЫСТРОХОДНОГО ПОДШИПНИКА-- 40 13.2.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРЫШКИ ТИХОХОДНОГО ПОДШИПНИКА-- 41 14. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСА РЕДУКТОРА.. 42 15. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАМЫ... 44 16. СБОРКА РЕДУКТОРА И МОНТАЖ ПРИВОДА.. 45 16.1.  СБОРКА РЕДУКТОРА-- 45 16.2. МОНТАЖ ПРИВОДА.. 45 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 46 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 47 ПРИЛОЖЕНИЯ.. 48   Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 2 ПМЕХ. 6 Введение   В данном проекте разрабатывается привод ленточного транспортёра. Привод состоит из электродвигателя, открытой клиноремённой передачи цилиндрического одноступенчатого редуктора и соединительной муфты. Электродвигатель в приводе создаёт вращающий момент и приводит привод в движение. Ремённая передача расположена на первой ступени привода. Наличие этой передачи даёт компоновочные преимущества - можно расположить редуктор и двигатель в один ряд, что уменьшит габариты привода по ширине. Ремённая передача также способствует снижению шумности при работе привода и предохраняет двигатель от перегрузок за счёт проскальзывания ремней при перегрузках. Редуктор представляет собой закрытую цилиндрическую передачу. В редукторе использованы косозубые колёса, что снижает шумность передачи и повышает её нагрузочную способность. Редуктор и открытая клиноремённая передача служат для уменьшения числа оборотов и увеличения вращающих моментов. Для соединения выходных концов вала редуктора и барабана используется муфта. Отметим, что при работе привода возможны сильные рывки.

Основные данные

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
ПМЕХ. 6

Приняты следующие обозначения:

1 – электродвигатель;

2 – упругая муфта;

3 – редуктор зубчатый цилиндрический;

5 – ременная передача.

Тяговое усилие ленты F=10000 Н, скорость ленты V=0.6 м/сек, диаметр барабана D=200 мм.

Предполагаются следующие условия работы:

срок службы привода 10 лет, работа в две смены, коэффициент загрузки за смену 0.7, коэффициент загрузки за год 0.55. С учётом того, что в году 365 дней, а в одной рабочей смене 8 часов получим ресурс привода в часах:

 

Lh = 10 · 365 · 0.55 · 2 · 8 · 0.7 = 22484 часа.

 


 

Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и частоте вращения. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

Определим требуемую мощность транспортёра:

 

Рвых = F · v = 10 · 103 · 0.6 = 6000 Вт = 6 кВт

 

Для определения требуемой мощности привода определим КПД привода. Для этого задаёмся, в соответствии с таблицей 1.1 [3], КПД отдельных элементов привода:

КПД клиноремённой передачиηpn = 0.95

КПД подшипникового узлаηnn =0.99

КПД цилиндрической передачиηц = 0.97

КПД муфты Общий КПДηм = 0.98

Общий КПД привода:

 

η = ηрn· ηц· ηм· ηп3 = 0.95·0.97·0.98·0.993 = 0.88

 

Требуемая мощность двигателя:

 

= 6,82 кВт

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
ПМЕХ. 6
Подбираем электродвигатели с мощностью большей или равной требуемой. Двигатели выбираем асинхронные, трёхфазные общепромышленного применения серии АИР. Двигатели этой серии предназначены для продолжительного режима работы, т.е. соответствуют режиму работы привода. Подходят четыре варианта электродвигателей серии АИР с номинальной мощностью кВт и различной частотой вращения. Данные по ним представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Вариант

 

Тип двигателя

 

Номинальная мощность, кВт

 

Частота вращения, об/мин
асинхронная
1 АИР 113М2 7,5 3000
2 АИР 132S4 7,5 1500
3 АИР 132М6 7,5 1000
4 АИР 160S8 7,5 750

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ПМЕХ. 6
Для окончательного выбора типоразмера двигателя определим рекомендуемый интервал частот вращения вала электродвигателя, для чего определим необходимую частоту вращения вала барабана и передаточное число привода. Частота вращения вала барабана:

 

 

По таблице 1.2 [3] принимаем передаточные числа передач:

Передаточное число цилиндрической передачи: иц =2 ÷6,3

Передаточное число ремённой передачи: ирп = 2 ÷ 4

Минимальное передаточное число привода: ипртiп = ирптin · ицmin =2·2 = 4

Максимальное передаточное число привода: ипрmax= ипрmax ·ицmax = 4·6,3 = 25,2 Минимально-допустимая частота вращения вала электродвигателя:

 

nдвmin=nвых·uпрmin=35.8·4=143.2 об/мин

 

Максимально допустимая частота вращения вала электродвигателя:

 

nдвmax=nвых·uпрmax=35.8·25.2=902.2 об/мин

 

Проанализировав результаты вычислений и данные таблицы 1.1 выбираем окончательный вариант электродвигателя.

Электродвигатель с асинхронной частотой вращения 3000 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с асинхронной частотой вращения 1500 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с асинхронной частотой вращения 1000 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с асинхронной частотой вращения 750 об/мин подходит по результатам расчёта.

Принимаем двигатель АИР 160S8 с асинхронной частотой вращения 750 об/мин.

Основные габаритные размеры двигателя АИР 160S8 представлен в приложении 1.


2.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ПМЕХ. 6
 Кинематический и энергетический расчёт привода

 

 

Кинематический расчёт

Требуемое передаточное число привода при принятом электродвигателе:

 

 

Разобьём передаточное число привода между редуктором и ремённой передачей. Примем: передаточное число ремённой передачи ирп = 3,55, тогда передаточное число редуктора:

 

 

Частота вращения быстроходного вала редуктора:

 

 

Частота вращения тихоходного вала редуктора:

 

 

Частота вращения вала барабана:

 

 

Угловая скорость вала электродвигателя:

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 7
ПМЕХ. 6
Угловая скорость быстроходного вала редуктора:

 

 

Угловая скорость тихоходного вала редуктора:

 

 

Угловая скорость вала барабана:

 

 

Энергетический расчёт

 

Мощность на валу электродвигателя:

Pдв= 6,82 кВт

Мощность на быстроходном валу редуктора:

 

Pбдв·ηрп·ηп = 6,82·0,95·0,99 =6,41кВт

 

Мощность на тихоходном валу редуктора:

 

Рm=Pб ·ηц ·ηп= 6,41·0,97·0,99=6,16кВт

 

Вращающий момент на валу электродвигателя:

 

 

Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:

 


 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
ПМЕХ. 6
Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

 

 

Вращающий момент на валу барабана:

 

 

Результаты кинематического и энергетического расчёта представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Вал   Частота вращения, об/мин Угловая скорость, с-1 Мощность, кВт Вращающий момент, Нм
Вал двигателя 731 76.4 6.82 89.2
Быстроходный вал редуктора 205.9 21.55 6.41 297.4
Тихоходный вал редуктора 35.8 3.74 6.16 1647
Вал рабочего органа машины 35.8 3.74 6 1604

 


Расчёт цилиндрической передачи

 

3.1.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
ПМЕХ. 6
Выбор материала и термообработки

 

Материал для зубчатых колёс подбираем по таблице 2.1 [3]. Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение, твёрдость сердцевины и поверхности 269...302 НВ.

Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение, твёрдость сердцевины и поверхности 235...262 НВ.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 479;