Условия эксплуатации машинного агрегата, служащего приводом качающегося подъемника. Двигатель для его проектирования, кинематический расчет привода. Выбор материалов червячной передачи и определение допускаемых напряжений. Расчет валов и подшипников.
Проектируемый машинный агрегат служит приводом качающегося подъемника и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через поклиновую ременную передачу соединен с ведущим валом червячного редуктора, ведомый вал червячного редуктора через упругую муфту с торообразной оболочкой соединяется со звездочкой тяговой цепи. Проектируемый привод работает в 2 смены в реверсивном режиме. Срок службы привода определяется по формуле Lh = 365LГКГTCLCKC где LГ = 6 лет - срок службы привода;Общий коэффициент полезного действия ? = ?рп?чп?пк2?м, где ?м = 0,98 - КПД муфты [1c.40], ?чп = 0,80 - КПД закрытой червячной передачи, ?pп = 0,97 - КПД открытой ременной передачи, ?пк = 0,995 - КПД пары подшипников качения, ? = 0,97·0,80·0,9952·0,98 = 0,753. Выбираем асинхронный электродвигатель 4АМ71В4 [1c.384]: мощность - 0,75 КВТ, синхронная частота - 1500 об/мин, рабочая частота 1390 об/мин. Принимаем для червячной передачи u2= 20, тогда для открытой передачи u1= u/u2 = 47,93/20 = 2,397 принимаем u1 = 2,4 Числа оборотов валов и угловые скорости: n1 = nдв =1390 об/мин w1 =1390?/30 =145,6 рад/с n2 = n1/u1 =1390/2,4 =580 об/мин w2=580?/30 = 60,7 рад/с n3 = n2/u2 =580/20 = 29 об/мин w3= 29?/30 = 3,04 рад/с Вал Число оборотов об/мин Угловая скорость рад/сек Мощность КВТ Крутящий момент Н·мПринимаем, согласно рекомендациям [1c.53], для червяка сталь 45 с закалкой до твердости >HRC45. Ориентировочное значение скорости скольжения: vs = 4,2uw310-3M21/3 = 4,2?20,0?3,04?10-3?184,51/3 = 1,45 м/с, при vs <2 м/с рекомендуется [1 c54] чугун СЧ15, способ отливки - в землю: sв = 315 МПА. Допускаемые напряжения изгиба при реверсивной передаче: [s]F = 0,075SBKFL, где KFL - коэффициент долговечности.Модуль зацепления: m = (1,5?1,7)aw/z2, где z2 - число зубьев колеса. При передаточном числе 20,0 число заходов червяка z1 = 2, тогда число зубьев колеса: z2 = z1u = 2?20,0 = 40 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 = 8,2?10,0 принимаем q = 10,0 Окружная на колесе и осевая на червяке: Ft2 = Fa1 = 2Т2/d2 = 2?184,5?103/200 = 1845 H. Окружная на червяке и осевая на колесе: Ft1 = Fa2 = 2M1/d1 = 2?11,6?103/50 = 464 H.Принимаем диаметр малого шкива на 1…2 размера больше d1 = 71 мм Диаметр большого шкива d2 = d1u(1-?) = 71•2,40(1-0,01) = 168 мм где ? = 0,01 - коэффициент проскальзывания принимаем d2 = 160 мм Межосевое расстояние a > 0,55(d1 d2) H = 0,55(71 160) 4,0 = 131 мм h = 4,0 мм - высота ремня сечением K принимаем а = 200 мм Допускаемая мощность передаваемая одним ремнем P0 = 2,0 КВТ - номинальная мощность передаваемая одним ремнемСилы действующие в зацеплении червячной передачи Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал Fоп = 279 Нd1 = (11,6·103/?10)1/3 = 18 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 20 мм; длина выходного конца: l1 = (1,0?1,5)d1 = (1,0?1,5)20 = 20?30 мм, принимаем l1 = 30 мм. принимаем d2 = 25 мм: длина вала под уплотнением: l2 » 1,5d2 =1,5?25 = 38 мм. Вал выполнен заодно с червяком Диаметр выходного конца тихоходного вала: d1 = (184,5·103/?15)1/3 = 39 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 40 мм;Схема нагружения быстроходного вала Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А AMA = 100Ft - 200BX = 0 тсюда находим реакции опор А и В в плоскости XOZ Изгибающие моменты в плоскости XOZ Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А AMA = 100Fr - 200BY - Fa1d1/2 - 60Fоп = 0 Отсюда находим реакцию опорЭквивалентная нагрузка фиксирующей опоры В. V = 1 - вращается внутреннее кольцо подшипника [1c. Условие Стр <C выполняется. = 106(50,3?103 /4614)3,333/60?580 = 82485 часов, больше ресурса работы привода, равного 28000 часов. Проверяем подшипник C.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. В проектируемом редукторе для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяются шпоночные соединения. Для изолирования подшипникового узла от внутренней полости редуктора применяются мазудерживающие кольца шириной 10…12 мм, а изоляция выходных участков валов от окружающей среды достигается с помощью манжетных уплотнений по ГОСТ 8752-79. крепящих крышку к корпусу у подшипников d2 = 0,75d1 = 0,75·20 = 15 мм принимаем болты М16;Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Во всех случаях условие ?см <[?]см выполняется, следовательно устойчивая работа шпоночных соединений обеспечена.1 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.
План
Содержание
Техническое задание
1. Кинематическая схема машинного агрегата
2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода
3. Выбор материалов червячной передачи и определение допускаемых напряжений
