СОДЕРЖАНИЕ
1. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
2.1 Выбор мощности двигателя
2.2 Выбор передаточных отношений привода
2.3 Определение чисел оборотов валов
2.4 Определение вращающих моментов
2.5 Срок службы приводного устройства
3.1 Выбор материала зубчатого колеса и шестерни
3.3 Проектный расчет закрытой передачи
3.4 Проверочный расчет закрытой передачи
4. РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ ПРИВОДА
4.1 Выбор материала зубчатого колеса и шестерни
4.2 Проектный расчет открытой передачи
4.3 Проверочный расчет открытой передачи
5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ
5.1 Выбор материала валов
5.3 Вал колеса
6. ПОДБОР И РАСЧЕТ МУФТЫ
7.1 Определение сил в зацеплении закрытой передачи
7.2 Консольные сила цилиндрической передачи
8. РАСЧЕТ ВАЛОВ
8.1 Расчетная схема быстроходного вала
8.2 Расчетная схема тихоходного вала
9.1 Схема нагружения подшипников
9.2 Расчет по динамической грузоподъемности
10. РАСЧЕТ ШПОНОК
12. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
Мощность на выходе привода: Pвыхода=F∙v=3.4∙0.60=2.04 кВт
КПД привода:
=оп∙зп∙ муфты∙3подшип.=0.94∙0.96∙0.98∙0.993=0.85
оп=0.94
зп=0.96
муфты=0.98
подшип.=0.99
Требуемая мощность двигателя:
Pдвиг. треб=Pвыхода/=2.04/0.85=2.4 кВт
Выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Pном=3 кВт применив для расчета четыре варианта типа двигателя:
Вариант | Тип двигателя | Номинальная мощность Pном, кВт | Частота вращения об/мин | |
синхронная | при номинальном режиме nном | |||
1234 | 4АМ90L2Y34АМ100S4Y34АМ112MA6Y34АМ112MB8Y3 | 3333 | 300015001000750 | 28401435955700 |
Частота вращения конвейра (выхода)
nвыхода=v∙60∙1000/(z∙p)=0.6∙60∙1000/(9∙80)=48.75 об/мин
Находим передаточное число привода u для каждого варианта:
u=nном/nвыхода=nном/48.75
Производим разбивку передаточного числа привода u, принимая для всех вариантов передаточное число редуктора постоянным uзп=4.
uрем.пер=u/uчерв.пер.
Передаточное число | Вариант | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
Привода uОткрытой передачи uопЗакрытой передачи uзп | 58.2514.564 | 29.437.354 | 19.594.94 | 14.353.584 |
Анализ таблицы:
а) первый вариант (u=58.37; nном=2840 об/мин) затрудняет реализацию принятой схемы двухступенчатого привода посредством конического редуктора и цепной передачи из-за большого передаточного числа u всего привода
б) четвертый вариант (u=14.35; nном=700 об/мин) не рекомендуется для приводов общего назначения.
в) в третьем варианте (u=29.43; nном=1435 об/мин) получилось передаточное число открытой передачи больше допускаемого.
г) из рассмотренных четырех вариантов предпочтительнее второй: u=19.59; nном=955 об/мин. Здесь передаточное число открытой передачи можно уменьшить за счет допускаемого отклонения скорости и таким образом получить среднее приемлемое значение.
Ввал двигателя nноминал=955 об/мин
быстроходный вал редуктора nбв=nноминал=955 об/мин
тихоходный вал редуктора nтв=nбв/uзп=955/4=238.75 об/мин
вал привода nпривода=nвыхода=nтв/uоп=238.75/4.9=48.72 об/мин
2.4 Определение вращающих моментов
Tдвиг=PДВ∙103/ωном=3∙103/100=30 Н∙м
Tбв=Тдвиг∙hм∙hпк=30∙0.98∙0.99=29.1 Н∙м
Tтв=Тбв∙uзп∙hзп∙hпк=29.1∙4∙0.96∙0.99=110.6 Н∙м
Твых= Ттв∙uоп∙hоп∙hпк=110.6∙4.9∙0.94∙0.99=504.32 Н∙м
Таким образом, выбираем двигатель 4АМ112MA6Y3 (Рном=3кВт, nном=955 об/мин); передаточные числа: привода u=19.59, редуктора uзп=4, открытой передачи uоп=4.9.
Lh=365∙Lr∙tc∙Lc=365∙5∙8∙1=14600 ч
Lr – срок службы привода, лет –5 лет
tc – продолжительность смены – 8 часов
Lc – число смен – 1 смена
Тип двигателя: 4АМ112МА6Y3 Рном=3 кВт; nном=955 об/мин | |||||||
Параметр | Передача | Параметр | Вал | ||||
закрытая(редуктор) | открытая | двигателя | редуктора | Приводной рабочеймашины | |||
быстрходный | тихоходный | ||||||
Переда-точноечисло u | 4 | 4.9 | Расчетнаямощность Р,кВт | 3 | 2.91 | 2.76 | 2.57 |
Угловаяскорость ω, 1/с | 100 | 100 | 25 | 5.1 | |||
КПДη | 0.96 | 0.94 | Частота вращения n об/мин | 955 | 955 | 238.75 | 48.72 |
Вращающиймомент Т, Н∙м | 30 | 29.1 | 110.6 | 504.32 |
Выбираем материал:
а) Для шестерни: Сталь 45; HB=269..302; σВ=890 Н/мм2; σТ=650 Н/мм2
σ-1=380 Н/мм2 ; термообработка улучшение; HBср=285,5
б)Для колеса: Сталь 40Х; HB=235..262; σВ=790 Н/мм2; σТ=640 Н/мм2
σ-1=375 Н/мм2 термообработка нормализация; HBср=248,5
Допускаемые контактные напряжения
а)коэффициент долговечности для зубьев шестерни
где N1=573ωLh=573∙100∙14600=8.36∙109
NH01 из таблицы 3.3 [1] NH01=19∙106
Т.к. NH01 меньше N1 то принимаем KHL1=1
б) коэффициент долговечности для зубьев колеса
где N2=573ωLh=573∙25∙14600=2.09∙108
NH02 из таблицы 3.3 [1] NH02=16.5∙106
Т.к. NH02 меньше N2 то принимаем KHL2=1
допускаемое напряжение
а) шестерня [σ]H01=1.8HBср+67=1.8∙285.5+67=580.9
б) колесо [σ]H02=1.8HBср+67=1.8∙248.5+67=514.4
допускаемое контактное напряжение
а) шестерня [σ]H1=KHL1[[σ]H01=580.9
б) колесо [σ]H2=KHL2[[σ]H02=514.4
выбираем [σ]H=[σ]H2=514.4 Н/мм2
Допускаемые напряжения изгиба
а)коэффициент долговечности для зубьев шестерни
где N1=573ωLh=573∙100∙14600=8.36∙109
NF0=4∙106
Т.к. NF0 меньше N1 то принимаем KFL1=1
б) коэффициент долговечности для зубьев колеса
где N2=573ωLh=573∙25∙14600=2.09∙108
NF0=4∙106
Т.к. NF0 меньше N2 то принимаем KFL2=1
допускаемое напряжение
а) шестерня [σ]F01=1.03HBср=1.03∙285.5=294.065
б) колесо [σ]F02=1.03HBср=1.03∙248.5=255.955
допускаемое контактное напряжение
а) шестерня [σ]F1=KFL1[[σ]F01=294.065
б) колесо [σ]F2=KFL2[[σ]F02=255.955
выбираем [σ]F=[σ]F2=255.955 Н/мм2
Элементпередачи | Маркаматериала | Dпредмм | Термообработка | HB | σВ | σТ | σ-1 | [σ]H | [σ]F |
Н/мм2 | |||||||||
ШестерняКолесо | Ст 45Ст 40Х | 80200 | УлучшениеУлучшение | 269..302235..262 | 890790 | 650640 | 380375 | -514,4 | -255.955 |
Внешний делительный диаметр
Выбираем стандартное число по таблице 13.15 [1] de2=160.
Углы делительных конусов шестерни d1 и колеса d2.
Внешнее конусное расстояние
Ширина зубчатого венца шестерни и колеса
b=ψRRe=0.285∙82.46=23.5 мм
Округляем до стандартного b=25 мм
Внешний окружной модуль
Число зубьев колеса z2 и шестерни z1