Проектирование привода электролебёдки (редуктор) (стр. 1 из 7)

СОДЕРЖАНИЕ

1. Техническое задание2. Энерго-кинематический расчет привода3. Расчет редуктора4. Подбор и проверочный расчет подшипников5. Смазывание редуктора6. Конструирование корпуса и деталей редуктора7. Подбор и проверочный расчет муфт8. Расчет шпоночных соединений9. Технический уровень редуктораВыводЛитература

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Спроектировать привод электролебедки по схеме, представленной на рисунке 1.

Исходные данные для варианта 2:

- Тяговое усилие каната F = 10 кН;

- Скорость каната u= 0,42м/с;

- Диаметр барабана D= 150 мм;

- Срок службы редуктора L = 5 лет.

2. ЭНЕРГО-КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. ПОДБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.1. Выбор электродвигателя

, (1)

где h - кпд привода;

h_м - кпд муфты, h_м.=0,98;

h_п.к..- кпд подшипников качения, h_п.к.= (0,99 ¸ 0,995);

h_з.п.- кпд закрытой передачи, h_з.п.= (0,96 ¸ 0,98).

h = 0,99²·0,98²·0,98²=0,904

, (2)

где Р - расчётная мощность электродвигателя, кВт;

Р_р.м. - мощность рабочей машины, кВт.

, (3)

где F - тяговое усилие каната, кН;

u - скорость каната, м/с.

кВт

кВт

По таблице [4, с.384] выбираем подходящий электродвигатель.

Таблица 1.

Типы двигателей

Мощность, кВт	Тип двигателя	Номинальная частота, об/мин
5,5	4А100L2У3	2880
	4А112М4У3	1445
	4А132S6У3	965
	4А132М8У3	720

2.2. Определение общего передаточного числа привода и его разбивка по ступеням

u=u₁·u₂ , (4)

где u – общее передаточное число привода;

u₁ – передаточное число первой ступени;

u₂ – передаточное число второй ступени.

Определим передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя.

(5)

где n_э.д. – частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

n_р.м – частота вращения рабочей машины, об/мин.

(6)

об/мин

Из стандартного ряда передаточных чисел первой ступени u₁ = 4.

Из стандартного ряда передаточных чисел второй ступени u₂ = 4,5.

2.3. Определение частоты вращения и моментов на валах

(7)

(8)

где n_т – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин;

n_б – частота вращения промежуточного вала редуктора, об/мин;

об/мин

об/мин

Проверка отклонения частоты вращения рабочей машины от расчетной.

< 5% (9)

(10)

где ω_э.д. – угловая скорость вала электродвигателя, с^-1.

с^-1

с^-1

с^-1

P= T·ω, (11)

где P_эл – мощность электродвигателя, Вт;

T_эд – крутящийся момент на валу электродвигателя, Н·м.

Н·м

Т₁=Т_эд·u₁∙

,(12)

Т₂=Т₁·u₂

, (13)

где Т₁ – крутящийся момент промежуточного вала редуктора, Н·м;

Т₂ – крутящийся момент тихоходного вала редуктора, Н·м.

Т_п=46·4∙0,99∙0,98∙0,98=174,95 Н·м

Т_т=174,95·4,5∙0,99∙0,98∙0,98=748,54 Н·м

Таблица 2.

Параметры привода

Крутящий момент Т, Н×м	Частота n, об/мин	Угловая скорость w, с-1	Передаточное число u
Двигатель 4А250М6У3	46	965	101
Редуктор, промежуточной вал	174,95	241,25	25,25	4
Рабочий тихоходный вал	748,54	53,61	5,61	4,5

Вывод: в данном пункте был произведен энерго-кинематический расчет привода. Выбран асинхронный двигатель. Рассчитаны передаточные числа каждой ступени. Определены крутящие моменты, угловые скорости и частоты вращения на валах ступеней.

3. РАСЧЁТ РЕДУКТОРА

3.1. Расчет первой ступени цилиндрического редуктора

3.1.1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений

По таблице 3.2 [4,с.50] выбираем марку стали: 45 термообработка –нормализация. Принимаем твёрдость шестерни НВ₁=207, твёрдость колеса НВ₂=195.

Допускаемое контактное напряжение:

[σ_н]= (1,8· НВ_ср+67)×К_HL, (14)

где [σ_н]- допускаемое контактное напряжение, Н/мм²;

К_HL – коэффициент долговечности, К_HL =1;

НВ_ср – твердость детали.

[σ_н.]₁=1,8· 207+67= 439,6 Н/мм²

[σ_н.]₂=1,8· 195+67= 418 Н/мм²

За расчётное допускаемое напряжение принимаем меньшее из двух допускаемых контактных напряжений [σ_н]=418 Н/мм².

Допускаемое напряжение изгиба определяется:

[σ_F]= 1,03· НВ×К_FL , (15)

где [σ_F] - допускаемое напряжение изгиба, Н/мм²;

K_FL – коэффициент долговечности, K_FL=1;

[σ F]₁=1,03·207 = 213,21 Н/мм²

[σ F]₂=1,03·195 = 200,85 Н/мм²

3.1.2. Определение значения межосевого расстояния

, (16)

где K_нβ – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, K_нβ = 1;

K_a – вспомогательный коэффициент: для косозубых передач K_a=43;

ψ_a – коэффициент ширины венца колеса, для несимметричных редукторов, ψ_a=0,2….0,25, принимаем ψ_a= 0,2;

мм

Полученное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего по ГОСТ 6636-69 a_ω=150 мм.

3.1.3. Определение рабочей ширины венца колеса и шестерни

(17)

(18)

где

- рабочая ширина венца шестерни, мм;

- рабочая ширина венца колеса, мм.

3.1.4. Определение модуля передачи

, (19)

где m – модуль передачи, мм;

К_m – вспомогательный коэффициент, для косозубой передачи К_m = 5,8;

d₂ – делительный диаметр колеса, мм.

(20)

мм

Полученное значение модуля округляет до ближайшего значения из стандартного ряда по ГОСТ 9563-60 m= 1,5 мм.

3.1.5. Определение суммарного числа зубьев и угла наклона зуба

, (21)

Принимаем минимальный угол наклона зуба β_min равным 10°.

(22)

где z_Σ – суммарное число зубьев;

z₁,z₂ – числа зубьев шестерни и колеса;

β – действительное значение угла наклона зуба.

3.1.6. Определение числа зубьев шестерни и колеса

(23)