Выбор электродвигателя и его кинематический расчет. Расчёт клиноременной передачи и зубчатых колёс. Предварительный расчёт валов редуктора и выбор подшипников. Размеры корпуса редуктора. Проверка долговечности подшипников. Расчёт шпонок на смятие.
Аннотация к работе
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых колес или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Цилиндрический редуктор общемашиностроительного назначения используется для передачи вращательного движения между валами расположенными параллельно друг к другу. Установленный в различных агрегатах и механизмах цилиндрический редуктор способен снизить частоту вращения, и в тоже время увеличить крутящий момент. В клиноременной передаче гибкая связь осуществляется приводным ремнем трапециевидного сечения с углом профиля, равном 40° (в недеформированном состоянии). По сравнению с плоским ремнем клиновидный ремень передает большие тяговые усилия, но передача с таким ремнем имеет пониженный КПД.Для выбора электродвигателя необходимо знать примерную мощность, требуемую на входном валу привода. Коэффициент полезного действия механических передач определяется отношением мощности на выходном валу к мощности на входном валу: где h - коэффициент полезного действия (КПД) привода; Используя формулу (1) выразим требуемую мощность двигателя: КПД привода определяется произведением КПД передач, входящих в кинематическую систему, а так же потерями на трение в опорах на трение каждого вала (3): КПД зубчатой передачи . Угловая скорость двигателя : Определяем передаточное отношение: Намечаем для редуктора тогда для клиноременной передачи: Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора (рисунок 2, вал В): А - вал электродвигателя; В - ведущий вал редуктора; С - ведомый вал редуктора и вал барабанаПри выборе между плоскоременной и клиноременной передачей, предпочтение отдано клиноременной, так как применение клинового ремня позволяет увеличить тяговую способность передачи за счет повышения трения, при этом сцепление с поверхностью шкива увеличится примерно в три раза. 1 В зависимости от частоты вращения меньшего шкива и передаваемой мощности Р= 3,3 КВТ принимаем сечение клинового ремня О. 8 Уточненное межосевое расстояние с учетом стандартной длины ремня: Где L = 1180 мм, 9 Угол обхвата ремнем малого шкива: 10 Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передач, для привода к ленточному конвейеру при двухсменной работе Ср=1,0. 11 Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня, для ремня сечения О при длине L= 1180 мм коэффициент CL= 0,98. 13 Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче (таблица 2): Таблица 2 - Коэффициент z 2-3 4-6 св.Коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца. Несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем значение этого коэффициента, как в случае несимметричного расположения колес, так как со стороны клиноременной передачи действует сила давления на ведущий вал, вызывающая его деформацию и ухудшающая контакт зубьев: . Мощность на ведомом валу редуктора Найдем вращающий момент на этом валу: Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев считаем по формуле (38): Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 Число зубьев шестерни считаем по формуле (41): Уточняем значение угла наклона зубьев: Основные размеры шестерни и колеса. Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле (59): Коэффициент нагрузки: где коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (коэффициент концентрации нагрузки), ПРИYВD =2,3 НВ <350 и несимметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передачи) KFB= 1,53;Вращающий момент ведущего вала : Допускаемое напряжение на кручение Это невысокое значение принято с учетом того, что ведущий вал испытывает изгиб от натяжения клиноременной передачи. Определим диаметр выходного конца вала :На выходной конец вала насаживается шкив клиноременной передачи: Принимаем ближайшее большее значение . Определим диаметр выходного конца вала :На выходной конец вала насаживается муфта: Принимаем ближайшее большее значение .Шестерню выполняем за одно целое с валом. Колесо кованное.Принимаем болты с резьбой М20. Диаметр болтов, крепящих крышку к корпусу . Принимаем болты с резьбой М16. Принимаем болты с резьбой М12. Принимаем зазор между торцом ступицы и внутренней стенкой корпусаИз предыдущих расчетов имеем силы в зубчатом зацеплении: Ft=2646 Н Сила, действующая на вал, в клиноременной передаче:Fрп=898 Н. Рассматриваем худший вариант, когда Ft и Fрпнаправлены в одну сторону: - в плоскости xz: Проверка: - в плоскости yz: Проверка: Суммарные реакции: Выбираем подшипники по более нагруженной опоре . Эквивалентная нагрузка: где радиальная нагрузка, осевая нагрузка, коэффициент, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается; при вращении внутреннего кольца, Отношение: Отношение: Расчетная долговечность, млн.об.: Расчетная долговечность, ч.: Таким образом расчетная долговечность больше минимально допустимой, равной 10000 ч.Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Произведем проверку прочности соединения, передающего вращаю
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Расчет и конструирование
1.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
1.2 Расчет клиноременной передачи
1.3 Расчет зубчатых колес
1.4 Предварительный расчет валов редуктора и выбор подшипников