Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей (стр. 2 из 4)
где Uобщ. – фактическое значение общего передаточного числа привода;
ωном – угловая скорость вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке, рад/с;
nном – частота вращения вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке, об/мин.
Общее передаточное число необходимо распределить между отдельными передаточными входящими в состав привода. но так как общее передаточное число равно произведению частных передаточных чисел, то задаются значениями их кроме одного.
В практике расчета приводов конструкторы обычно производят в нескольких вариантах распределение передаточных чисел после анализа их стоимости, габаритных размеров и технологичности конструкции останавливаются на одном из них. При выполнении курсового проекта обычно делают одно вычисление, причем выбор передаточных чисел можно считать удовлетворительным, если общее передаточное числоравномерно распределено между редуктором и цепной передачей.
Значения передаточных чисел уточняются при окончательном расчете передач, в частности, при определении числа зубьев шестерни и колеса зубчатых передач или при определении расчетных диаметров шкивов ременных передач, а так же числа зубьев звездочек цепных передач.
В последующих расчетах определяется момент на каждом валу привода с учетом потерь в передачах и других элементах трансмиссии, которые должны произойти до тех пор, пока обеспечится вращение рассматриваемого вала. При этом в расчет принимается требуемая мощность двигателя.
3.3 Определение силовых и кинематических параметров привода
Считаем, что двигатель привода обладает существенно жесткой механической характеристикой и поэтому частота вращения его вала постоянна и равна номинальной при любом изменении нагрузки.
Угловая скорость вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке равна,
Угловая скорость каждого ведущего вала привода определяется по формуле:
где Ui=U1,U2…Un– произведение передаточных чисел передач от двигателя до данного вала.
Угловая скорость выходного вала редуктора:
Угловая скорость ведомого колеса цепной передачи:
Мощность на ведущих валах передач привода определяется по формуле:
где ηiобщ – произведение к.п.д. отдельных элементов привода от выходного вала до данного ведущего вала.
Крутящий момент на ведущем валу передачи определяют по такой зависимости:
Крутящий момент на валу электропривода.
где Мi– крутящий момент на рассматриваемом валу, Нм
Ni– мощность на рассматриваемом валу, кВт
ωi– угловая скорость рассматриваемого вала, рад/с.
Результаты расчетов этого раздела являются исходными данными для дальнейших расчетов элементов привода.
4. Выбор стандартного редуктора
По каталогу выбираем цилиндрический одноступенчатый редуктор ЦУ-160-3,15-33У2 ГОСТ21425-75, параметры заносим в таблицу 5.1.
Таблица 4.1
| Тип | Передаточное число | Номинальный момент, Нм | Номинальная радиальная нагрузка, Н | Диаметр вала, мм | Масса, кг |
| ЦУ-160-3,15-33У2 | 3,15 | 1000 | 4000 | 55 | 75 |
На рисунке 4.1 приведен эскиз выбранного редуктора.
Рис. 4.1 Редуктор ЦУ-160-3,15-33-У2 ГОСТ21426-75
5. Выбор и расчет муфты
Так как привод устанавливается на прочном и жестком основании при минимальной несоосности валов, то в качестве муфт выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424-75.
Выбор производим по условию: Мрi<М,
где Мрi – расчетный крутящие моменты
М – паспортный крутящие моменты, причем Мрi,=К
Мi, здесь К=1,2...2,0=1,5,Мi – передаваемый расчетный крутящий момент i-ой муфты.
М1=26,9Н
м;Мр1= К
М1= 1,5 26,9=40,35 Н м;Заданному условию для обеих муфт удовлетворяет Муфта 500-55-3-УЗ ГОСТ21424-75. Параметры муфты взяты по каталогу [3, т.2, с.263] и приведены в таблице 6.1 и рисунке 6.1.
Таблица 5.1.
| Паспортный крутящий момент, Нм | Диаметр посадочного отверстия, мм | Исполнение полумуфт | Габаритный размер, мм | Частота вращения, с-1 | |
| По диаметру | По длине | ||||
| 500 | 28-55 | 3 | 170 | 225 | 60 |
Рис. 5.1 Муфта 500-55-3-УЗ ГОСТ21424-75
6. Расчет цепной передачи
Цепные передачи применяют в тех случаях, когда расстояние между валами слишком малы для ременной передачи или велико для зубчатых передач. Преимущество цепной передачи состоит в том, что она обеспечивает постоянство передаточного отношения, имеет малые габариты и вызывает меньшую нагрузку на валы, так как не требует предварительного натяжения. Цепные передачи имеют высокий к.п.д., могут осуществлять передачу значительных мощностей.
Недостатка цепной передачи: повышенная виброактивность и шум вследствие пульсации скорости цепи и динамических нагрузок, интенсивный износ шарниров вследствие трения и трудностей смазки, вытягивание цепи из-за износа шарниров и удлинения пластин.
Исходными данными для расчета являются: мощность на валу ведущей звездочки Ni=3,73 кВт; угловая скорость вращения этого вала ω2=47,17 рад/с; передаточное число передачи Uц=12,4.
Дополнительными данными являются:
- угол наклона передачи к горизонту α=45°;
- нагрузка - неравномерная;
- число смен работы – 1;
- способ регулирования цепной передачи - нажимной звездочкой;
- способ смазки - периодический.
6.1 Выбор шага цепи
Плотность, долговечность и бесшумность работы цепной передачи в значительной степени зависит от величины шага цепи: чем меньше шаг, тем меньше динамические нагрузки и выше качество работы передачи. В связи с этим при проектировании цепной передачи следует стремиться к выбору меньшего шага цепи.
С другой стороны, нагрузочная способность цепи возрастает с увеличением шага. Величина шага цепи ограничивает максимально допустимым значением угловой скорости малой звездочки ω1мах с учетом рекомендуемых значений угловой скорости ω1рек для втулочно-роликовых цепей.
Угловая скорость малой звездочки ωз=47,17 рад/с. Это значение находится в промежутке между ω1рек= 42рад/с и ω1мах=63рад/с, что соответствует численному значению шага t=44,45мм.
6.2 Определение числа зубьев ведущей звездочки
6.3 Определение числа зубьев ведомой звездочки:
6.4 Определение расчетного шага цепи
Предварительно выбираем шаг цепи 44,45 мм.
где N= 3,73 - мощность на валу ведущей звездочки, кВт;
S1=4,72 - коэффициент для цепи типа ПР по ГОСТ 13568-75;
Z1 =15 - число зубьев ведущей звездочки;
n1=450 - частота вращения ведущего вала, об/мин;
Кт - коэффициент рядности цепи (для предварительных расчетов принимаем Кт=1,0);
[р] =18,21МПа- табличное допустимое удельное давление в шарнире, определяемое интерполяцией табличных данных, в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки n1 и предполагаемого шага цепи равного t=44,45 мм.
Кэ – коэффициент эксплуатации, определяемый по формуле:
Кэ=Кд
Крег Кн Ксм Креж Ка=1,1 1,1 1 1,4 1 0,8 =1,36,