Выбор электродвигателя, расчет цепной и ременной передачи, червячного редуктора, подбор подшипников и шпоночных соединений. Искусственный обдув ребристых корпусов. Конструктивные размеры корпуса редуктора. Выбор системы смазки и смазочных материалов.
Аннотация к работе
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Червячные редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются. Рассчитывается КПД привода - ориентировочный КПД передачи по формуле (1). ?общ= (1.1) подставляя данные в формулу (1.1) получается: ?общ= где ?общ - КПД привода; Частота вращения вала электродвигателя по формуле (1.3): nэ=n0=nв•Upem•Uред•Uцеп (1.3) подставляя данные в формулу (1.3) получается: nэ= 45•2•16•2=2880 об/мин (1.4) подставляя данные в формулу (1.4) получается: (1.5) подставляя данные в формулу (1.5) получается: Определение кинематических и силовых характеристик на валах привода.Диаметр ведомого шкива d2 , мм d2 = d1 ·U · (1-) (2.1) где = 0,02 - коэффициент скольжения клиновых кордшнуровых ремней. подставляя данные в формулу (2.1) получается: d2=200·2· (1-0,02)=392 мм (3.2) подставляя данные в формулу (3.2) получается: Межосевое расстояние aw Принимаем с= 1,2 , тогда aw =d2 ·С (3.3) подставляя данные в формулу (3.3) получается: aw =400•1,2= 480мм [U]=20-допускаемое число пробегов для клиновых ремней подставляя данные в формулу (2.7) получается: Угол обхвата ремнями ведущего шкива по формуле (2.8) (2.9) где Р0 - мощность, допускаемая на один ремень в типовых условиях: при ;u=1, длине типового ремня-L0 и спокойной односменной работе, КВТ Р0=1,85 КВТ коэффициент угла обхвата, =0,92 коэффициент длины ремня, (2.10) подставляя данные в формулу (2.10) получается: коэффициент передаточного отношения, коэффициент режима нагрузки, подставляя данные в формулу (3.8) получается: КВТЧисло зубьев ведомой звездочки z2 =Uцеп•z1 (3.1) подставляя данные в формулу (3.1) получаем: z2 =2•29=58 (3.2) подставляя данные в формулу (3.2) получаем: t= 27 мм mp - коэффициент рядности цепи, принимаем mp = 1 подставляя данные в формулу (3.4) получаем: мм (3.6) подставляя данные в формулу (2.6) получаем: подставляя данные в формулу (2.5) получаем: 3.7 Определение удельного давления в шарнирах цепи mp - коэффициент рядности цепи. подставляя данные в формулу (2.7) получаем: МПА условие прочности по удельному давлению: -T2 = 241 н•м - крутящий момент на червячном колесе n1 = 1425мин-1 - частота вращения червяка n2 = 89 мин-1 - частота вращения червячного колеса Рисунок 4.1 - График нагрузки ресурс работы передачи: t?=L•365•Кг•24•Кс (4.1) подставляя данные в формулу (4.1) получаем: t?=5•365•0,8•24•0,45=15768 час. [?]Hmax = 2 · ?Т (4.5) подставляя данные в формулу (3.5) получаем: [?]Hmax = 2 · 295=590МПА проверяем условие (4.4) , (4.7) где NFE - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи: NFE = 60 · n2 · t? · ?F , (4.8) где ?F - коэффициент эквивалентности: ?F=a1•b19 a2•b29; (4.9) подставляя данные в формулу (3.9) получаем: ?F=0,25•19 0,75•0,49=0,25; KH? = 0,5(K°H? 1), (4.15) где K°H?=1,055 - начальный коэффициент концентрации нагрузки подставляя данные в формулу (3.15) получаем: KH? = 0,5(1,055 1)=1,03 подставляя данные в формулу (3.14) получаем: ммКрутящие моменты в поперечных сечения валов: На тихоходном валу: М3=449 Н·м Диаметр входного конца вала d, мм по расчету на кручение, при допускаемом напряжении на кручение [?]=20 МПА определяется по формуле (5.1): d= (5.1.1) подставляя данные в формулу (5.1.1) получаем: d= 16 мм DП= d 2·тцил (5.1.2) тцил=3 мм-высота заплечика цилиндрического конца вала подставляя данные в формулу (5.1.2) получаем: DП=16 2·36=22 мм DБП=DП 3·r (5.1.3) r=1,5 мм-фаска подшипника подставляя данные в формулу (5.1.3) получаем: DБП=22 3·1,5=26,5 мм При [?]=20 МПА диаметр выходного вала определяется по формуле: подставляя данные в формулу (5.1.1) получаем: d= 40 ммПостроение эпюры МУ Участок 1 () при при Н·мм Участок 2 () при H•мм при Н•мм Участок 1 () при при Н•мм Построение эпюры суммарного изгибающего моментаНапряжения в опасных сечениях: подставляя данные в формулу (5.3.4) получаем: МПА подставляя данные в формулу (5.3.5) получаем: МПА (5.3.15) подставляя данные в формулу (5.3.15) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.13) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.14) получаем: Тогда коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала: подставляя данные в формулу (4.3.8) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.9) получаем: Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении: подставляя данные в формулу (5.3.6) получаем: МПА подставляя данные в формулу (5.3.7) получаем: МПА. (5.3.17) подставляя данные в формулу (5.3.16) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.17) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.2) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.3) получается: Тогда расчетный коэффициент запаса прочности: подставляя данные в формулу (5.3.1) получаем: . Тогда коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала: где =1,6; =1,4; = 1; =1; =1,65. подставляя данные в формулу (5.3.15) получаем: подставляя данные в формулу (5.3.13) получаем: подставляя данные в
План
Содержание
Введение
1. Кинематический расчет привода
2. Расчет ременной передачи
3. Расчет цепной передачи
4. Расчет червячной передачи
5. Расчет валов
5.1 Предварительный расчет валов
5.2 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
5.3 Расчет валов на усталостную прочность
6. Подбор подшипников
6.1 Расчет подшипников на статическую долговечность
6.2 Расчет подшипников на статическую грузоподъемность
7. Конструктивные размеры корпуса редуктора
8. Выбор системы смазки и смазочных материалов
9. Предварительный подбор шпонок
Заключение
Введение
«Механика» является первым из расчетно-конструкторских курсов, в которых изучают основы проектирования и расчета машин и механизмов.
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.
Червячные редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются.
Разработанный редуктор имеет нижнее расположение червяка.
Искусственный обдув ребристых корпусов обеспечивает более благоприятный тепловой режим работы редуктора.
В связи со сравнительно невысоким КПД червячных редукторов применения их для передачи больших мощностей нецелесообразно; кроме того, габариты их в этом случае получаются весьма большими. Практически червячные передачи применяются при мощности, как правило, до 50 КВТ. В приводных установках, работающих непрерывно, применение червячных редукторов нерационально.
В курсовом проекте необходимо спроектировать привод весового ленточного дозатора. Для этого необходимо выбрать и рассчитать на прочность и изгиб основные узлы и детали, также необходимо разработать рабочие чертежи. Целью проекта является разработка наиболее эффективной конструкции привода с экономической и технологической точек зрения. Конструкция привода должна как можно ближе подходить к заданным условиям работы.
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
Исходные данные: требуемая мощность на выходном валу Nвых=2 КВТ, требуемая скорость вращения выходного вала ?вых=1,5 рад/сек, расчетный срок службы 5 лет.
Рассчитывается КПД привода - ориентировочный КПД передачи по формуле (1). ?общ= (1.1) подставляя данные в формулу (1.1) получается: ?общ= где ?общ - КПД привода;
?рем - КПД ременной передачи;
?цеп - КПД подшипников;
?цеп - КПД цепной передачи;
?черв - КПД червячной передачи.
Выбор электродвигателя: Требуемая мощность на выходе: Рвых= N вых=2 КВТ
Требуемая мощность электродвигателя Рэл.д. : Рэл.д = (1.2) подставляя данные в формулу (1.2) получается: Рэл.д= Вт
Предварительно принимаем передаточное число редуктора uред = 16, ременной передачи UPEM = 2
Частота вращения вала электродвигателя по формуле (1.3): nэ=n0=nв•Upem•Uред•Uцеп (1.3) подставляя данные в формулу (1.3) получается: nэ= 45•2•16•2=2880 об/мин
По каталогу выбирается электродвигатель АИР90L2/2850, для которого: Рэл.д=3 КВТ, nэл.д=2850 об/мин.
Определение передаточного числа привода и разбивка его по ступеням.
Передаточное число привода
(1.4) подставляя данные в формулу (1.4) получается:
(1.5) подставляя данные в формулу (1.5) получается: Определение кинематических и силовых характеристик на валах привода.
Частоты вращения валов привода. Ведущий вал: n = (1.6) подставляя данные в формулу (1.6) получается: n = об/мин
Промежуточный вал: n2= (1.7) подставляя данные в формулу (1.7) получается: n2= об/мин
Ведомый вал: n3= (1.8) подставляя данные в формулу (1.8) получается: n3= об/мин
Угловые скорости валов
Вал электродвигателя:
(1.9) подставляя данные в формулу (1.9) получается: с-1
Ведущий вал:
(1.10)
подставляя данные в формулу (1.10) получается: с-1
Промежуточный вал:
(1.11) подставляя данные в формулу (1.11) получается: с-1
Ведомый вал:
(1.12) подставляя данные в формулу (1.12) получается: с-1
Вращающие моменты на валах. На валу электродвигателя: Т0= (1.12) подставляя данные в формулу (1.12) получается: Т0= Н•м
На ведущем валу: Т1=T0•Upem•?рем•?подш (1.13) подставляя данные в формулу (1.13) получается: Т1=10•2•0,98•0,99=19Н•м
На промежуточном валу: Т2= T1•Uб•?черв•?подш (1.14) подставляя данные в формулу (1.14) получается: Т2=241•2•0,94•0,99Н•м
На ведомом валу: Т3= T2•Um•?цеп•?подш (1.15) подставляя данные в формулу (1.15) получается: Т3=241•2•0,94•0,99= 449Н•м
Мощность на валах: Вал электродвигателя:
(1.16) подставляя данные в формулу (1.16) получается: КВТ
Ведущий вал:
(1.17) подставляя данные в формулу (1.17) получается: КВТ
Промежуточный вал:
(1.18) подставляя данные в формулу (1.18) получается: КВТ
Ведомый вал:
(1.19) подставляя данные в формулу (1.19) получается: Вт