Детали машин и основы конструирования. 4

Введение

   Проектируемый привод состоит из электродвигателя, цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого соединен с валом электродвигателя  ременной передачи и компенсирующей муфты, соединяющей выходной (тихоходной) вал редуктора и приводной вал.

Назначение привода  – передавать вращающий момент от электродвигателя через редуктор на приводной вал. При этом происходит понижение частоты вращения и  увеличение вращающего момента.

Помещение, где  предполагается устанавливать привод должно быть снабжено трехфазной электросетью переменного тока напряжением 380В. 

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

Содержание

Введение

1.Расчет ременной передачи

1.1 Исходные данные

1.2 Выбор сечения  ремня

1.3 Определение  диаметра шкивов 

1.4 Межосевое  расстояние ременной передачи

1.5 Определяем расчетную длину ремня

1.6 Уточняем межосевое расстояния

1.7 Определяем угол обхвата ремня ведущего шкива

1.8 Для определения числа ремней определяем коэффициенты

1.9 Окружная скорость  ремней

1.10 Средний рабочий  ресурс принятых ремней

1.11 Суммарное  число ремней Z_Σ, необходимая на весь срок службы        привода

1.12 По результатам расчетов принят

1.13 Конструирование  шкива

        2 .Исходные данные.

        3. Выбор электродвигателя

        4. Расчет прямозубой цилиндрической  передачи редуктора, работающего  при постоянной нагрузке

        5 Рассчитываем для u = 4,1

        6. Рассчитываем для  u = 3.4

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

3.Расчет ременной передачи

1.1 Исходные данные

Р₁ = 1.5 кВт – мощность на валу ведущего шкива

n₁ = 1415 – число оборотов ведущего шкива

U = 3 – передаточное число

Л – легкий режим работы

Работа в одну смену.

Срок службы привода – 3 года

Конструированный шкив – ведущий

1.2 Выбор сечения ремня

Сечение а   W_p = 11 мм     W = 13 мм

Т_о = 8 мм    Площадь сечения = 81 мм²

Масса одного метра длины ремня  = 0,105 кг/м

Минимальный диаметр ведущего шкива d_min = 90 мм

1.3 Определение диаметра шкивов

d_{2 =} d₁ * U = 100 * 3 = 300     d₂ = 315

U _уточн  = ₌ = 3,18

∆U  = * 100%  = * 100% = 6%

1.4 Межосевое расстояние ременной передачи

a_min  = 0,55 *( d₁ + d₂) + T₀ = 0,55 *( 100 + 315) + 8 =236 мм

a_max = d₁ + d₂ = 100 + 315 = 415 мм

Принимает промежуточное  стандартное значение a = 300

1.5 Определяем расчетную длину ремня

L^'_P=2*a+0,5*π*(d₁+d₂)+ =2*300+ 0,5 * 3,14 * (100+315) + = 1289мм

L_p = 1250мм

1.6 Уточняем межосевое расстояния

a^уточн=0,25*[(L_p-w)+],мм

В данной формуле

w=0,5*π*(d₁+d₂) = 0,5*3,14*(100+315) = 651мм

y=²=()² = 11556

      Тогда, а^уточн= 0,25 * [(1250 – 651) + =278мм

Принимаем a^уточн=280мм

           1.7 Определяем угол обхвата ремня ведущего шкива

     α₁ = 180 ⁰ – 57^о * = 180 ⁰ – 57^о  * = 137⁰

  1.8 Для определения числа ремней определяем коэффициенты

    Угла обхвата С_α = 0,89,  длины ремня С_l = 0,88, режима работы С_p = 1,4,                    

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

числа ремней С_z = 0,95.

Находим номинальную  мощность: Р₀ = 1,32 кВт, передаваемую одним ремнем сечением А с расчетной длиной L_{p =} 1250 мм, при d₁ = 100 мм, U_уточн = 3,18 и n₁ = 1430 мин^-1

Определяем расчетную  мощность, передаваемую одним ремнем:

Р_р  = Р_{0 =} 2,42* = 1.35 кВт

Определяем число  ремней:

Z = = = 3,11

Принимаем число  ремней Z = 3

1.9 Окружная скорость ремней

      v = = = 7,5 м/с

      Начальное натяжение каждой ветви  одного ремня:

      S₀ = + Ɵ * v²  = + 0,105 * 56,25= 215 Н

     Силы действующие на валы и опоры

     F_r = F₁ = F₂ = 2 * S₀ * Z * sin = 2 * 215 * 3 * 0,9304 = 1200 Н 

     1.10 Средний рабочий ресурс принятых ремней

     Т_{ср ремн}=Т_ср*К₁*К₂=2000*0.5*1=1000 ч

     гдеТ_ср=5000 ч(ресурс работы ремней по ГОСТ 1284.2-89);

     К₁=0.5- коэффициент для среднего режима работы.

     К₂=1 – коэффициент климатических условий.

   1.11 Суммарное число ремней Z_Σ, необходимая на весь срок службы        привода

  L_пр = 20000 часов.

Z_Σ = Z* ₌ 5 * = 12 шт

          1.12 По результатам расчетов принят

 Ремень А – 1250  ГОСТ 1284.1 – 80

          1.13 Конструирование шкива

В соответствии с заданием необходимо сконструировать  ведомый шкив для ремня с сечение А по таблице выбираем размеры профиля канавок шкива:

f = 10 мм, е = 15 мм, l_p = 11 мм, h = 8,7 мм,b=3,3мм  Z = 3

М = (Z – 1) * е + 2f = (3-1) * 15 + 20 = 60

В соответствии с расчетом диаметр шкива d_p = d₂  = 315 мм 

Наружный диаметр  шкива d_e = 315 + 6,5 = 321,6 мм

Толщина обода  δ для чугунного шкива:

δ_чуг = (1,1 … 1,3) * 8,7= 9,57…11,31мм

Принимаем δ = 11 мм

Внутренний диаметр  шкива: D₀ = d_p  - 2*h – 2*δ = 315 - 17.4 – 22 = 275.5 мм

Толщина диска  шкива: С= (1,2…1,3)*11 = 13,2…14,3мм

 Подпись и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подпись и дата

  Инва. №

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

                                             1.Исходные данные.

Схема привода3

параметры-8

P_вых=1,3кВт

тяжелый режим работы

срок службы 3 года

работа в 3 смену

ведущий конструируемый шкив

n_вых=35 об/мин.

U_p=14

1-я ступень редуктора(быстроходная)-Прямозубая

2-я ступень редуктора(тихоходная)-Прямозубая

N_вых-выходные обороты редуктора

U_p-передаточное число редуктора

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

2.Выбор электродвигателя

Рдв===1,                                                                                                              

nдв=nвых* Uпр

            Uпр=Uрп * Uр=3 * 14= 42

            Uрп=U12= 3 

             nдв=35 * 42=1470

             Двигатель : 4А80В4У3  Р=1,5   n=1415

             Uпр===40,4

              U===2,88

              U3.4===3,5

              U5,6=4

P=P_дв* η

n=n_дв/U

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

 Подпись и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подпись и дата

  Инва. №

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

4. Расчет прямозубой цилиндрической передачи редуктора, работающего при постоянной нагрузке

Исходные данные

Т₂ = 27,06Н*м, n₁ = 1415 об/мин, n₂ = 491,3об/мин, u= 3,5 , материал зубчатых колес – сталь40ХН,нагрузка постоянная, срок службы передачи t_Σ=            часов.

N_Σ=60* t_Σ*n

Для шестерни N_Σ1=60*                *1415 =

Для колеса N_Σ1 = 60 *              * 491,3=

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

5. Рассчитываем для u = 3,5

1. Определение предварительного значения межосевого расстояния

а_w = (u + 1)

a_w = (3,5 + 1) =42,3

a_w = 40

   5.2 Определение рабочей ширины зубчатых колес

Рабочая ширина колеса b₂=Ψ_ba*a_w=0,4*40=16мм

Ширина шестерни b₁=b₂+(2…4)=16+3=19мм

   5.3 Определение ориентировочного значения модуля

m=(0,01…0,02)a_w,

Для a_w=40мм m=0,4…0,8мм

m_n=1

   5.4 Суммарное число зубьев

      z_Σ=cosβ_min=*1=80

   5.5 Определение числа зубчатых колес

Число зубьев шестерни

z₁  = = 17

Число зубьев колеса

z₂ = - z₁  = 80 – 17 = 63

   5.6 Определение фактического значения передаточного числа

 u= z₂/ z₁ = 63/17 = 3,7

    5.7 Определение основных размеров зубчатого зацепления

Диаметры делительных  окружностей:

d₁ = z₁ = *17 = 17 мм

d₂ = z₂ = *63 = 63 мм

Проверка: 2а_w  = d₁ +  d₂ = 17 + 63 = 80мм

Равенство выполняется.

Диаметры окружностей  вершин: 

d_a1 =  d₁ + 2 m_n = 17 + 2 = 19 мм

d_a2 = d₂+ 2 m_n = 63 + 2 = 65 мм

Диаметр окружностей  впадин:

d_f1 = d₁ – 2,5  m_n = 17 – 2,5 = 14,5мм

d_f2 =  d₂ –2,5  m_n  = 63 – 2,5 =60,5 мм

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

      5.8 Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила

F₁ = = = 859 Н

 Подпись и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подпись и дата

  Инва. №

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

6. Рассчитываем для u = 4

1. Определение предварительного значения межосевого расстояния.

а_w = (u + 1)

a_w = (4 + 1) = 46мм      аw =50

2. Определение рабочей ширины зубчатых колес

      Рабочая ширина колеса b₂=Ψ_ba*a_w=0,4*50=20 мм

Ширина шестерни b₁=b₂+(2…4)=20+3=23 мм

3. Определение ориентировочного значения модуля

m=(0,01…0,02)a_w,

Для a_w=50мм m=0,5…1

m_n=1

4. Суммарное число зубьев

      z_Σ=cosβ_min=*1=100

5. Определение числа зубчатых колес

Число зубьев шестерни

z₁  = = 20

Число зубьев колеса

z₂ = - z₁  = 100 – 20  = 80

6. Определение фактического значения передаточного числа

 u= z₂/ z₁ = 80/20 = 4

7. Определение основных размеров зубчатого зацепления

Диаметры делительных  окружностей:

d₁ = z₁ = 1 *20/1 = 20 мм

d₂ = z₂ = 1*80/1 = 80 мм

         Проверка: 2а_w  = d₁ +  d₂ = 20+80=100 мм

Равенство выполняется.

Диаметры окружностей  вершин: 

d_a1 =  d₁ + 2 m_n = 20 + 2 =22 мм

d_a2 = d₂+ 2 m_n = 80 + 2 = 82 мм

Диаметр окружностей  впадин:

d_f1 = d₁ – 2,5  m_n = 20 – 2,5 = 17,5 мм

d_f2 =  d₂ –2,5  m_n  = 80 – 2,5 =77,5 мм

8. Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила:

Подп и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подп. и дата

Изм

Лист

№ докум

Подп.

Дата

Инв.№ подл.

Разраб

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Н. контр.

Утв.

F₁ = = = 2365 Н

 Подпись и дата

Инв. № дубл.

Взам. инв. №

Подпись и дата

  Инва. №

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата