Проектирование привода (123870)

Посмотреть архив целиком

СОДЕРЖАНИЕ


Техническое задание

1. Кинематический расчет привода

1.1 Подбор электродвигателя 2

    1. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах 2

2. Расчет зубчатой передачи 3

2.1 Анализ результатов с ЭВМ

3. Эскизное проектирование

3.1 Проектные расчеты валов 3

3.2 Выбор типа и схема установки подшипников 4

4. Расчет соединений

4.1 Шпоночные соединения 5

4.2 Соединение с натягом

4.3 Сварные соединения 6

5. Подбор подшипников качения на заданный ресурс 12

  1. Расчет валов на статическую прочность и

сопротивление усталости 25

7. Выбор смазочных материалов 33

8. Расчет муфт 34

8.1 Выбор и расчет обгонной муфты

8.2 Выбор и расчет упругой муфты

9. Расчет цепной передачи 35

9.1 Анализ результатов с ЭВМ

10. Приложения




Кинематический расчет


    1. Подбор электродвигателя


Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.

Потребляемую мощность привода (мощность на выходе) определяют по формуле:

Рпр = Ft * V/ 103,

где Ft – окружное усилие на барабане, V – скорость ленты.


Рпр = 2500*1,4 /103 = 3,5 кВт.


Тогда требуемая мощность электродвигателя

Pдв = Рпр / пр,

где пр – КПД привода, равный произведению КПД отдельных звеньев кинематической цепи.

пр = ц*  кон. з..п. *  цил. з..п. *  м.

где ц - КПД цепной передачи,  кон. з.п. - КПД конической зубчатой передачи,  цил. з..п – КПД цилиндрической зубчатой передачи, м – КПД муфты с горообразной оболочкой.

пр = 0,96*0,96*0,97*0,99 = 0,89

Pдв = 2,5/0,89 =2,81 кВт.

Определим частоту вращения приводного вала

nпр = 60000*V/*D = 60000*1,4/3,14*355 = 134,5 об/мин;

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

nдв = nпр*uц *uБ*uТ

где uц - передаточное отношение цепной передачи, а uБ и uТ – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней коническо - цилиндрического редуктора.

uц = 2,5; uБ = 2,35; uТ = 3,455.

Подставляя значения, получим

nдв = 134,5*2,5*2,35*3,455 = 2730 об/мин

Следовательно берем синхронную частоту вращения двигателя равной nдв =2850 об/мин.

Затем, используя таблицу, выбираем электродвигатель АИР100S2:

Р = 4 кВт, nдв = 2850 об/мин.


1.2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах.


  1. Частота вращения тихоходного вала

Так как в заданной схеме отсутствует какая – либо передача (ременная или цепная)между приводным и тихоходным валом, а они непосредственно передают вращение через муфту, то

nТ = nпр*uц = 134,5*2,5=336,25 об/мин.

  1. Частота вращения промежуточного вала

nп = nТ*uТ = 336,25*3,455 = 1161,74 об/мин.

  1. Частота вращения быстроходного вала

nБ = nп*uБ = 2759,14 об/мин.

  1. Вращающий момент на приводном валу

Тпр = Ft*D/2 = 2500*0,355/2 = 443,75 Нм

  1. Вращающий момент на тихоходном валу

ТТ = Тпр/uц *ц = 443,75/2,5*0,96 = 184,9 Нм.

  1. Расчет цилиндрической зубчатой передачи.


    1. Анализ результатов расчета на ЭВМ и выбор варианта для конструктивной проработки.


В зависимости от вида изделия, его эксплуатации и требований к габаритным размерам выбирают необходимую твердость колес и шестерни и материалы для их изготовления. Передачи со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньше, чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая, в свою очередь, зависит от марки стали и вида термической обработки. Для этого построим графики, отражающие влияние распределения общего передаточного числа uред между быстроходной uБ и тихоходной uТ ступенями редуктора, а также способа термообработки зубчатых колес на основные качественные показатели: суммарная цена привода - цена , dmвнешний делительный диаметр быстроходной шестерни и mред. (см. рис .1)

В качестве оптимального следует выбрать вариант с меньшей массой из числа тех, что расположены выше штриховой линии. Поэтому для конструктивной проработки принят вариант 4.

В этом случае термообработкой является закалка ТВЧ шестерни и колеса. Марка стали колеса – 45., а для шестерни – 40 ХН.


3. Эскизное проектирование.


3.1 Проектные расчеты валов.


Предварительные оценки значений диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:

  • для быстроходного вала:

T.к. быстроходная ступень коническая то

d = 8*(ТБ)1/3

где ТБ вращающий момент на быстроходном валу

d = 8*(22,72)1/3 = 22,65 мм.

округляем до 24 мм.

диаметр вала под подшипник качения

dп  d2+2*tкон = 27,6 мм.

Где принемаем значение tкон=1,8-высота заплечика

dбп  dп + 3*r = 27,6 + 3*2 =33,6 мм,

  • для промежуточного вала:

диаметр вала под колесо

dк (6…7)*(Тп)1/3,

где Тп – вращающий момент на промежуточном валу

Тп = 54,63 Нм

dк 7*(54,62)1/3 =26,66 мм

округляя до стандартной величины получим dк > 28мм.

где dп – диаметр вала под подшипник,

dп = dк – 3*r

dп =25мм.

  • для тихоходного (выходного) вала:

d  (5…6)*(ТТ)1/3,

где ТТ - вращающий момент на тихоходном валу.

d  6*(184,9)1/3 =30 мм,

dп  d + 2*tц = 30+ 2*2,5 =35 мм.

dБп  dп + 3*r =35 + 3*2,5 =41.


3.2. Выбор типа и схемы установки подшипника.


Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов применяют чаще всего шариковые радиальные, а для конических колес роликовые подшипники с коническими роликами, причем на быстроходном валу с консольным расположением конической шестерни мы устанавливаем их "врастяжку", а на промежуточном валу "враспор". Первоначально мы назначаем подшипники легкой серии. Если при последующем расчете грузоподъемность окажется недостаточной, то примем подшипники средней серии.

Часто опоры валов размещают не в одном, а в разных корпусах. В нашем случае – это опоры приводного вала. Корпуса, в которых размещают подшипники, устанавливают на раме конвейера. Так как неизбежны погрешности изготовления и сборки деталей, то это приводит к перекосу и смещению осей посадочных отверстий корпусов подшипников относительно друг друга. Кроме того, в работающей передаче под действием нагрузок происходит деформация вала. В конструкции приводного вала из-за неравномерного распределения нагрузки на ковшах элеватора неизбежно возникают перекосы вала и неравномерность нагружения опор вала.

Все сказанное выше вынуждает применять в таких узлах сферические подшипники, допускающие значительные перекосы.

В связи с относительно большой длинной вала и значительными погрешностями сборки валы фиксируют от осевых смещений в одной опоре. Поэтому кольцо другого подшипника должно иметь свободу смещения вдоль оси, для чего по обоим его торцам оставляют зазоры 3…4 мм. В первой же опоре данные зазоры требуется устранить спомощью втулок.Если же не следовать данным рекомендациям ,при фиксировании обоих опор в осевом направлении и неизбежных прогибах вала последует деформация тел качения подшипника ,что может вызвать заклинивание узла.


4. Расчет соединений.


4.1. Шпоночное соединение (соединение вал - ступица):


4.1.1. На тихоходном валу

см = 2*ТТ*103/(d*k*lраб)  []см

при проектном расчете определяется рабочая длина шпонки

lраб = 2*ТТ*103/(d*k*[]см)

где d – диаметр вала,

к – глубина врезания шпонки, так как d = 32 мм, то к = 0,47h (h – высота шпонки);

к = 0,47*8 = 3,76;

для незакаленной стали и для неподвижной шпонки

[]см = 140 МПа.

Тогда получаем

lраб = 2*184,9*103/(32*3,76*140) = 24,9 мм

Тогда полная длина шпонки

l = lраб + b,

где b – ширина шпонки,

l =24,9 + 10 = 34,9 мм,

по стандартному ряду l =36 мм.


4.1.2. На быстроходном валу

см = 2*Тб*103/(d*k*lраб)  []см

при проектном расчете определяется рабочая длина шпонки

lраб = 2*Тб*103/(d*k*[]см)

где d – диаметр вала,

к – глубина врезания шпонки, так как d = 26 мм, то к = 0,47h (h – высота шпонки);

к = 0,47*7 = 3,29;

для незакаленной стали и для неподвижной шпонки

[]см = 140 МПа.

Тогда получаем

lраб = 2*22,72*103/(26*3,29*140) = 3,79 мм

Тогда полная длина шпонки

l = lраб + b,

где b – ширина шпонки,

l =3,79 + 8 = 11,79 мм,

по стандартному ряду l = 12мм.

Принимаем длину шпонки по длине полумуфты – 40 мм.


4.1.3. На валу электродвигателя

lраб = 2*ТБ*103/(dдв*k*[]см);

ТБ = 22,72 Нм,

dдв = 28 мм,

к = 0,47*h = 0,47*7 = 3,29,

lраб = 2*22,72*103/(28*3,29*140) = 3,523 мм.

l = lраб + b = 3,52 + 8 = 11,52 мм.

Берем длину шпонки, равной половине длины вала электродвигателя

l = lдв/2 = 44/2 = 22 мм.

l = 22 мм.


4.1.4. На приводном валу в соединении со звездочкой

lраб = 2*Тпр*103/(d*k*[]см);

Тпр = 443,75 Нм,

d = 38 мм,

так как d 40 мм, то к = 0,47*h = 0.47*8 = 3,76

lраб = 2*443,75*103/(38*3,76*140) = 44,36 мм,

полная длина шпонки

l = lраб + b = 44,36 + 10 = 54,36 мм.

округляем до стандартного значения l = 56 мм.


4.1.5. На приводном валу в соединении с обгонной муфтой

lраб = 2*Тпр*103/(d*k*[]см);

Тпр = 443,75 Нм,


Случайные файлы

Файл
93442.rtf
13841.rtf
143020.rtf
29062.rtf
128482.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.