Кинематическая схема машинного агрегата, условия его эксплуатации. Выбор двигателя, кинематический расчет привода. Выбор материалов червячной передачи и определение допускаемых напряжений. Расчет открытой зубчатой передачи. Проектный расчет валов.
Аннотация к работе
Проектируемый машинный агрегат служит приводом механизма поворота крана и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через упругую муфту соединен с ведущим валом червячного редуктора с боковым расположением червяка и открытой зубчатой передачи, ведомый вал которой является основой поворотной колонны крана. Проектируемый привод работает в 1 смену в реверсивном режиме. Характер нагрузки - с малыми колебаниями. машинный агрегат двигатель привод передача вал Срок службы привода определяется по формулеЗакрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т.п. Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к следующим выводам: варианты 1 и 2 исключаем изза того, что передаточное число редуктора выходит за рекомендуемые пределы. Электродвигатель с числом оборотов 750 не рекомендуется применять изза больших габаритов, окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 с электродвигателем 4A90L6. Выбираем асинхронный электродвигатель 4А90L6 [1c.406]: мощность - 1,5 КВТ, синхронная частота - 1000 об/мин, рабочая частота 935 об/мин.Принимаем, согласно рекомендациям [1c.53], для червяка сталь 45 с закалкой до твердости >HRC45. Ориентировочное значение скорости скольжения: vs = 4,2uw210-3M21/3 = 4,2?40,0?2,41?10-3?429,01/3 = 3,1 м/с, при vs <5 м/с рекомендуется [1 c54] бронза БРА10Ж4Н4, способ отливки - центробежный: sв = 700 МПА, st = 460 МПА.Элемент передачи Марка стали Термообработка ?в ?-1 [?]Н [?]F= 61(429,0?103/2222)1/3 =125 мм принимаем aw = 125 мм Модуль зацепления: m = (1,5?1,7)aw/z2, где z2 - число зубьев колеса. При передаточном числе 40,0 число заходов червяка z1 = 1, тогда число зубьев колеса: z2 = z1u = 1?40,0 = 40,0 m = (1,5?1,7)125/40 = 4,7?5,3 мм, принимаем m = 5,0 мм. Коэффициент диаметра червяка: q = (0,212?0,25)z2 = (0,212?0,25)40 = 8,5?10 принимаем q = 10 Длина нарезной части червяка: b1 = (10 5,5|x| z1)m C = (10 5,5?0 2)5,0 0 = 60 мм. при х <0 ® С = 0.Принимаем, согласно рекомендациям [1c.52], сталь 45: шестерня: термообработка - улучшение - НВ235?262 [1c.53], колесо: термообработка - нормализация - НВ179?207. , где Ка = 49,5 - для прямозубых передач [1c.58], ?ba = 0,20 - коэффициент ширины колеса, КН? = 1,0 - для прирабатывающихся колес. aw = 49,5(6,15 1)[2400·103·1,0/(4142·6,152·0,25)]1/3 = 403 мм принимаем согласно ГОСТ 2185-66 [2 c.52] aw = 400 мм. Модуль зацепления m > 2KMT2/(d2b2[?]F), где Km = 6,8 - для прямозубых колес, d4 - делительный диаметр колеса, d4 = 2awu/(u 1) = 2·400·6,15/(6,15 1) = 688 мм, b4 - ширина колеса b4 = ?baaw = 0,25·400 =100 мм. m > 2·6,8·2400·103/688·100·199 = 2,38 мм, в открытых передачах расчетное значение модуля увеличивают на 30%, поэтому принимаем по ГОСТ 9563-60 m = 4,0 мм. Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром dдв= 24 мм, d1 = (0,8?1,2)dдв = (0,8?1,2)24 = 19?29 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 30 мм; Диаметр выходного конца тихоходного вала: d1 = (429,0·103/?20)1/3 = 48 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 50 мм;V = 1 - вращается внутреннее кольцо; Кб = 1,5 - коэффициент безопасности при нагрузке с умеренными толчками [1c214]; Осевые составляющие реакций опор: SA = 0,83EA = 0,83?0,786?1376= 898 H, SB = 0,83EB = 0,83?0,786?541 = 353 H. Результирующие осевые нагрузки: FAA = SA = 898 H, FAB = SA Fa =898 4290 = 5188 H, Проверяем наиболее нагруженный подшипник В. Осевые составляющие реакций опор: SC = 0,83EC = 0,83?0,360?6290 = 1879 H, SD = 0,83ED = 0,83?0,360?17975 = 5371 H.Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) рассчитаны в пункте 7. Переходные участки между ступенями выполняются в виде канавки шириной b = 3 мм или галтели радиусом r = 1 мм. Для изолирования подшипникового узла от внутренней полости редуктора применяются уплотнительные шайбы толщиной 0,3…0,4мм, а изоляция выходных участков валов от окружающей среды достигается с помощью манжетных уплотнений по ГОСТ 8752-79. Внутренне кольцо подшипника упирается в уплотнительную шайбу, а наружное фиксируется распорной втулкой между подшипником и врезной крышкой подшипника. крепящих крышку к корпусу у подшипников d2 = 0,75d1 = 0,75·16 = 12 мм принимаем болты М12;Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Во всех случаях условие ?см <[?]см выполняется, следовательно устойчивая работа шпоночных соединений обеспечена. Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения. Принимаем коэффициент затяжки Кз = 1,5 - постоянная нагрузка, коэффициент основной нагрузки х=0,3 - для соединения чугунных деталей без прокладки. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.