Энергетический и кинематический расчет привода

Содержание

 

Введение

1          Энергетический и кинематический расчет привода

2          Выбор материала и определение допускаемых напряжений для зубчатых передач

3          Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

3.1       Проектный расчет передачи

3.2       Проверочный расчет передачи на контактную выносливость.

3.3       Проверочный расчет передачи на напряжение изгиба.

3.4       Расчет геометрических параметров передачи.

3.5       Силы в зацеплении зубчатых колес.

4          Расчет промежуточной цилиндрической зубчатой передачи.

4.1       Расчет быстроходной зубчатой передачи.

5          Расчет валов.

5.1       Проектный расчет валов.

5.2       Проверочный расчет тихоходного вала редуктора.

6          Выбор подшипников качения.

6.1       Проверочный расчет подшипников тихоходного вала.

7          Расчет шпоночных соединений.

8          Выбор муфт.

9          Смазка редуктора.

10 Список использованных источников.

Введение

«Детали машин» являются курсом, в котором изучают основы проектирования машин и механизмов.

Любая машина (механизм) состоят из деталей.

Деталь – такая часть машины, которую изготавливают без сборочных операций. Они могут быть простыми и сложными. Детали объединяют в узлы.

Узел представляет собой законченую сборочную единицу, состоящую из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение.

Детали общего назначения применияют в машиностроении в очень больших количествах. Поэтому, любое усовершенствование методов расчета и конструкции этих деталей, уменьшают затраты материала, понижают стоимость производства, повышают долговечность, к чему и надо стремиться.

Также конструкция должна обеспечивать легкую доступность к узлам и деталям, для их осмотра и замены. Сменные детали должны быть взаимозаменяемыми с запасными частями.

Особые указания.

1.         Редуктор и электродвигатель закреплены на общей раме.

2.         Нагрузка равномерная.

3.         Работа трехсменная.

4.         Срок службы редуктора 8 лет.

5.         Расстояние между тяговыми звездочками L принять:

L = (1,1 – 1,5)*D₀;

где D₀ – диметр звездочки.

6.         F_t – тяговое усилие одной цепи.

7.         P – шаг цепи.

8.         z – число зубьев звездочки.

9.         v – скорость движения конвейра.

Разработать.

1.         Общий вид привода.

2.         Редуктор.

3.         Вал со звездочками и подшипниками.

4.         Раму.

5.         Рабочие чертежи деталей.

6.        

1      Энергетический и кинематический расчет привода

Расчитаем сначала мощность, потребляемую пластинчатым конвейером по формуле:

P_б = F_t*v; (1.1)

где:

F_t – тяговое усилие одной цепи;

v – скорость движения конвейра.

Так как у нас две звездочки, то и цепи будет две. Следовательно формула (1.1) выглядит так: P_б = 2*F_t*v = 2*4,50*0,25 = 2,25кВт.

Затем находим частоту вращения звездочек по формуле:

n_б= 60000*v/D; (1.2)

где:

v – скорость движения конвейра;

D – диаметр звездочки.

Так как D = P*z

где:

P – шаг цепи;

z – число зубъев звездочки.

Следовательно формула (1.2) выглядит следующим образом.

n_б = 60000*v/P*z = 60000*0,25/100*12 = 12,5 мин^-1;

После, находим необходимую мощность электродвигателя:

Р_э.д.н. = Р_б/₀;

где Р_б – потребляемая пластинчатым конвейером мощность;

₀ – общий коэффициент полезного действия привода, он равен:

₀ = ⁵_п.к. * ³_зуб.п.* ²_м = 0,99⁵*0,97³*0,99² = 0,85;

где _п.к. – коэффициент полезного действия зубчатой прямозубой передачи.

_зуб.п – коэффициент полезного дкйствия зубчатой прямозубой передачи.

_м – коэффициент полезного действия муфты.

Р_э.д.н. = 2,25/0,85 = 2,65 кВт;

Далее определяем орентичовачное передаточное отношение привода:

U₀ = U_б.з.п. * U_пр.з.п. * U_т.з.п. = 4*3,7*3 = 44,4 (1.3)

где U_б.з.п. – передаточное отношение быстроходной зубчатой передачи.

U_пр.з.п. – передаточное отношение промежуточной зубчатой передачи.

U_м.з.п. - передаточное отношение тихоходной зубчатой передачи.

Определяем частоту вращения электродвигателя.

n _э.д.н. = n_б * U₀ = 12,5 * 44,4 = 555 мин^-1;

где - n_б частота вращения звездочек;

U₀ – передаточное отношение привода.

Выбираем двигатель типа 4А112МВ8УЗ, мощностью Р=3 кВт и частотой вращения n=665 мин^-1.

Следовательно после этого уточняем общее передаточное число привода:

U0 = n_э.д./n_б = 665/12,5 = 53

где n_э.д. – частота вращения двигателя;

n_б – частота вращения звездочек.

Так как выражение (1.3) равняется 53, то

U₀ = U_б.з.п. * U_пр.з.п. * U_т.з.п.= 4,1*3,8*3,4 = 53.

Отсюда следует, что передаточное число быстроходной ступени зубчатой передачи равно 4,1; тихоходной – 3,4; промежуточной – 3,8.

После этого находим все частоты вращения валов.

n₁ = n_э.д. = 665 мин^-1;

n₂ = n₁/U_б.з.п. = 665/4,1 = 162 мин_-1;

n₃ = n₂/U_п.з.п. = 162/3,8 = 42,6 мин_-1;

n₄ = n₃/U_т.з.п. = 42,6/3,4 = 12,5 мин_-1;

n₅ = n₄ = 12,5 мин_-1;

Затем определим мощности на валах.

Р₁ = Р_э.д. * _м * _п.к. = 2,65*0,99*0,99 = 2,60 кВт;

Р₂ = Р₁ * _з.п. * _п.к. = 2,60*0,97*0,99 = 2,50 кВт;

Р₃ = Р₂ * _з.п. * _п.к. = 2,50*0,97*0,99 = 2,40 кВт;

Р₄ = Р₃ * _з.п. * _п.к. = 2,40*0,97*0,99 = 2,30 кВт;

Р₅ = Р₄ * _з.п. * _п.к. = 2,30*0,97*0,99 = 2,25 кВт;

Вычеслим крутящие моменты на валах.

Т= 9559*Р/n; где Р – мощность на валу;

n – частота вращения вала.

Т₁ = 9559*Р₁/n₁ = 9550*2,60/665 = 37,3 Н*м;

Т₂ = 9559*Р₂/n₂ = 9550*2,50/162 = 147,4 Н*м;

Т₃ = 9559*Р₃/n₃ = 9550*2,40/42,6 = 538 Н*м;

Т₄ = 9559*Р₄/n₄ = 9550*2,30/12 = 1757б2 Н*м;

Т₅ = 9559*Р₅/n₅ = 9550*2,25/12,5 = 1719 Н*м;

Определяем угловые скорости на валах.

 = *n/30;

где n – частота вращения вала.

₁ = n₁/30 = 3,14*665/30 = 69,6 мин^-1;

₂ = n₂/30 = 3,14*162/30 = 16,96 мин^-1;

₃ = n₃/30 = 3,14*42,6/30 = 4,4 мин^-1;

₄ = n₄/30 = 3,14*12,5/30 = 1,3 мин^-1;

₅ = n₅/30 = 3,14*12,5/30 = 1,3 мин^-1;