Привод к лебедке (147567)

Посмотреть архив целиком

Содержание


Введение

1. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода

2. Кинематический и силовой расчет привода

3. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

4. Расчет закрытой червячной передачи

5. Расчет открытой косозубой зубчатой передачи

6. Нагрузки валов редуктора

7. Разработка эскизного проекта

8. Предварительный выбор подшипника

9. Выбор муфты

10. Определение реакций в опорах подшипников валов

11. Проверочный расчет валов

12. Проверочный расчет подшипников

13. Проверочный расчет шпонок

14. Смазывание деталей редуктора

Список литературы



Введение


Исходные данные:

Мощность привода Р = 2,0 кВт

Частота вращения n = 36 мин - 1

Срок службы привода Lt = 5 лет

Коэффициенты использования Ксут = 0,9; Кгод = 0,8.


Рис.1 - Привод к лебедке.



1. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода


Срок службы привода (ресурс) Lh, час, определяем по формуле


Lh = 365 ∙ LrKrtcLcKc, (1)


где Lr - срок службы привода, Lr = 4 лет;

KГ - коэффициент годового использования, KГ = 0,8;

tС - продолжительность смены, tС = 8 ч;

LС - число смен, LС =1;

Кc - коэффициент сменного использования, Кc = 0,9.

Режим работы: Реверсивный.

Lh = 365  4  0,8  8  0,9 = 8409,6 часов.

Требуемая мощность рабочей машины: Р = 2,0 кВт.

Частота вращения барабана nр = 36 мин - 1

Общий коэффициент полезного действия (КПД) привода ŋ, определяем по формуле


ŋ = ŋм  ŋц  ŋз  ŋч  ŋ4nк, (2)


где КПД составляющих определим по т.2.2 с 40 [1]

ŋм - КПД муфты, ŋм = 0,98;

ŋц - КПД открытой цилиндрической зубчатой передачи, ŋз = 0,95;

ŋч - КПД червячной передачи, ŋч = 0,85;

ŋnк - КПД одной пары подшипников качения, ŋnк = 0,99.

ŋ = 0,98  0,95  0,85  0,99 4 = 0,7678

Требуемую мощность двигателя Рдв, кВт определяем по формуле


Рдв = Рпр/ ŋ, (3)


Рдв = 2,0/ 0,7678 = 2,605 кВт

Выбираем электродвигатель при условие Рном ≥ Рдв из таб. К9 стр.384 [1]

3,0 кВт  2,605 кВт

4 АМ100S4Y 3 n ном = 1435 мин - 1; Рном = 3,0 кВт

Общее передаточное число привода Uобщ, определяем по формуле


Uобщ = nном/nрм, (4)


Uобщ = 1435/36 =39,86

Выбираем передаточные числа, воспользуемся рекомендуемыми значениями из таблиц т.2.3 с.43 [1], т.1.2 с.6 [2] и т.1.3 с.7 [1]: передаточные числа Uчерв = 16; Uзуб = 2,5; Uобш=40.

Фактическую частоту вращения барабана nрфакт, мин - 1 определяем по формуле


nрфакт = n ном/ Uобш, (5)


nрфакт = 1435/40= 35,875 мин - 1

отклонение 100%  (nрм - nрфакт) / nрм = 100%  (36 - 35,875) /36 = 0,347% < 4%


2. Кинематический и силовой расчет привода


Определяем мощность двигателя на всех валах привода: на быстроходном Р1, кВт; на тихоходном Р2, кВт; на валу ведущего барабана Р3, кВт по формулам


Р1 = Рдв  ŋм  ŋnк, (6)


Р1 = 2,605  0,98  0,99 = 2, 192 кВт


Р2 = Р1  ŋч  ŋnк, (7)


Р2 = 2, 192  0,85  0,99 = 2,17 кВт


Р3 = Р2  ŋк  ŋnк, (8)


Р3= 2,17  0,95  0,99 = 2,04 кВт

Определяем частоту вращения на валах привода: на быстроходном n1, мин - 1; на тихоходном n2, мин - 1; на валу ведущего барабана n3, мин - 1 по формулам


n1 = nном= 1435 мин - 1

n2 = n1/U1, (9)


n2 = 1435/16 = 89,69 мин - 1


n3 = n2/U2, (10)


n3 = 89,69/2,5 = 35,88 мин - 1,

Определяем угловые скорости на валах привода: на валу двигателя ωпом, с - 1; на быстроходном ω1, с - 1; на тихоходном ω2, с - 1; на валу ведущего барабана ω3, с - 1 по формулам


ωпом = nном/30, (11)


ωпом = 3,14  1435/30 = 150,2 с - 1

ω1 = ωном = 150,2 с - 1

ω2 = ω1 /U1, (12)


ω2 = 150,2/16 = 9,39 с - 1


ω3 = ω2/U2, (13)


ω3 = 9,39/ 2,5 = 3,75 с - 1

Определяем вращающий момент на валах привода: на валу двигателя Тдв, Н. м; на быстроходном Т1, Н. м; на тихоходном Т2, Н. м; на валу ведущего барабана Т3, Н. м по формулам


Тдв = Рдв/ ωном, (14)


Тдв = 2,605  10 3/150,2 = 17,34 Н. м


Т1 = Р1/ ω1, (15)


Т1 = 2, 192  10 3/150,2 = 14,59 Н. м


Т2 = Р2/ ω2, (16)


Т2 = 2,17  10 3 /9,39 = 231,16 Н. м


Т3 = Р3/ω3, (17)


Т3 = 2,04  10 3/3,75 = 543,51 Н. м



Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя 4 АМ100S4Y 3 Pном = 3,0 кВт; n ном = 1435 мин - 1

Параметр

Передача

Параметр

Вал

Закр.

Откр.


Двигателя

Редуктора

Ведущего барабана


Быстроход.

Тихоход.

Передаточное число, U

16

2,5

Расчетная мощность Р, кВт

2,605

2, 192

2,17

2,041

Угловая скорость ,

с - 1

150,2

150,2

9,39

3,75

КПД, ŋ

0,85

0,95

Частота вращения n,

мин - 1

1435

1435

89,69

35,88

Вращающий момент Т,

Н. м

17,34

14,59

231,16

543,51


3. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений


Червячная передача:

Выбираем марку стали для червяка и определяем ее механические характеристики по таб.3.1 с.49 [1] при мощности Р = 2, 192 кВт > 1 кВт. Червяк изготавливается из стали 40Х с твердостью ≥45 НRСЭ,, термообработка - закалка +ТВЧ по таб.3.2; для стали 40Х - твердость 45…50 НRСЭ; σв = 900 Н/мм 2, σт = 750 Н/мм 2, σ-1 = 410 Н/мм 2; Dпред = 125 мм, Sпред = 80 мм.

Скорость скольжения Vs, м/с определяем по формуле


Vs = , (18)


Vs = (4,3  9,39  16  ) /1000 = 3,96 м/с

По определенной скорости скольжения из таб.3.5 стр.54 [1] выбираем материал для червячного колеса при Vs < 5 БрА10Ж4Н4 способ отливки - "центробежный"; σ в =700 Н/мм 2, σ т =460 Н/мм 2.

Для материала венца червячного колеса по таб.3.6 [1] определяем допускаемые контактные [σ] H и [σ] F изгибные напряжения. При твердости витков червяка ≤ 350 НВ, термообработка - улучшение:


[σ] H = 250 - 25  Vs, (19)


[σ] H = 250 - 25  3,96 = 151 Н/мм 2,

т.к. червяк находится в масляной ванне то не уменьшаем.

Коэффициент долговечности К FL, определяем по формуле


К FL = , (20)


Наработку колес N, циклов, определяем по формуле


N = 573  ω2  Lh, (21)


N = 573  9,39  8409,6 = 45,25  10 6 циклов.

Тогда получаем по формуле (20)

К FL = = 0,655.

Для реверсивной передачи


[σ] F = (0,08  σв + 0,25  σт)  К FL, (22)


[σ] F = (0,08 700 + 0,25  460)  0,655 = 112 Н/мм 2

Открытая косозубая зубчатая передача:

Для шестерни и колеса выбираем марку стали и определяем ее механические характеристики по таб.2.1 [2]:

Шестерня - сталь 40 Х с твердостью ≤ 350 НВ1, термообработка - улучшение; по таб.3.2 для стали 40Х - твердость 235. .262 НВ, σ в = 900 Н/мм 2, σ т = 750 Н/мм 2, σ - 1 = 410 Н/мм 2, D пред = 200 мм, Sпред = 125 мм.

Колесо - сталь 45Л с твердостью ≤ 350 НВ2, термообработка - улучшение; по таб.3.2 [2] для стали 45Л - твердость 207…235 НВ, σ в = 680 Н/мм 2, σ т = 440Н/мм 2, σ - 1 = 285 Н/мм 2, D пред = 315 мм, Sпред = 200мм.

Среднюю твердость зубьев шестерни НВ1ср и колеса НВ2ср определяем по формулам

НВ1ср = (235+262) /2 = 248,5,НВ2ср = (207+235) /2 = 221,НВ1ср - НВ2ср = 248,5-221 = 27,5 < 50

Для материала зубчатой шестерни и колеса определяем допускаемые контактные [σ] H и [σ] F изгибные напряжения

Коэффициент долговечности КHL, определяем по формуле


КHL = , (23)


Наработку шестерни N1, циклов, определяем по формуле


N1 = 573  ω2  Lh, (24)


N1 = 573  9,39  8409,6 = 45,24  10 6 циклов

Наработку колеса N2, циклов, определяем по формуле


N2 = 573  ω3  Lh, (25)


N2 = 573  3,75  8409,6 = 18,07  10 6 циклов.

Число циклов перемены напряжений NНО, соответствующие пределу выносливости, находим по таб.3.3 с.51 [2] NНО1 = 69,5  10 6 циклов, NНО2 = 17  10 6 циклов.


Случайные файлы

Файл
25382.rtf
153610.rtf
77445-1.rtf
8650-1.rtf
49527.rtf




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.