Привод электрической лебёдки (стр. 1 из 4)
СОДЕРЖАНИЕ:
Введение 3
1.Техническое задание 4
2 Выбор двигателя 4
3 Выбор материалов зубчатых передач 7
4 Расчёт зубчатых передач 9
5.Расчет открытых передач 13
6 Нагрузки валов редуктора 16
7 Проектный расчёт валов 17
8 Расчётная схема валов редуктора 19
9 Проверочный расчёт подшипников 22
10 Проверочные расчёты 24
Список литературы 27
ВВЕДЕНИЕ:
Привод к электрической лебедке предназначен для передачи необходимой тяговой силы от двигателя к барабану. Рассмотренный нами привод обеспечивает надёжную, долговечную, производительную работу, что подтверждают расчёты на прочность и долговечность.
Привод состоит из следующих узлов:
А) Двигатель, обеспечивает приводу все необходимые движения, выбирается согласно требований технического задания,
Б) Открытая клиноременная передача снижает скорость вращения двигателя и повышает крутящий момент,
В) Одноступенчатый червячный редуктор, позволяет понизить скорость вращения приводного вала и повысить крутящий момент, рассчитывается по заданному передаточному числу, крутящему моменту и скорости вращения валов,
Г) Упругая муфта с торообразной оболочкой позволяет компенсировать несоосности валов, изменить жёсткость системы в целях устранения резонансных колебаний при периодически изменяющейся нагрузке, снизить ударные перегрузки, выбирается исходя из крутящего момента на валу.
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.
1.1 Условия эксплуатации.
Привод работает в спокойном режиме, без колебаний, режим работы – нереверсивный.
1.2 Срок службы приводного устройства.
Срок службы:
Lh= 365*Кгод*Ксут ,где
Lr= 7 лет – срок службы привода,
Кгод = 0,75,
Ксут = 0,64 ,
Lh=365*7*24*0,75*0,64 =29350 часов.
Рабочий ресурс привода принимаем Lh= 30000 часов.
- ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА.
2.1 Определение мощности и частоты вращения двигателя.(2, стр.41)
Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения – от частоты вращения приводного вала рабочей машины.
1) Ррм=F*V – требуемая мощность рабочей машины.
Ррм=F*V=1000*0,17=170 Вт,
2) h=hзп*hоп *hпк3*hм – общий коэффициент полезного действия (КПД).
По табл. 2.2:
hзп=0,92 – КПД закрытой червячной передачи,
hоп=0,97 – КПД клиноременной передачи,
hпк=0,995 – КПД одной пары подшипников качения,
hм=0,98 – КПД муфты.
h=0,92*0,97*0,9952*0,98=0,88.
3) Рдв= Ррм/h - требуемая мощность двигателя.
Рдв=0,17/0,88=0,19 кВт.
4) Рном> Рдв – номинальная мощность двигателя.
По табл. K9. выбираем двигатель: 4ААМ63В6У3.
Рном= 0,25 кВт, nном= 890 об/мин.
2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней. (2, стр.43)
Передаточное число привода определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя к частоте вращения приводного вала рабочей машины при номинальной нагрузке.
Для ленточных конвейеров:
1) nрм=60000*V/(p*D) – частота вращения приводного вала рабочей машины.
Где – D диаметр барабана,
nрм=60000*0,17/(p*200)= 16,2 об/мин.
2) U= nном/ nрм – общее передаточное число привода.
U= 890/16,2 = 55
3) Передаточные отношения ступеней привода.
Uзп=20 - передаточное число червячной передачи, назначено исходя из рекомендаций
в табл. 2.3.
Uоп=U/ Uзп - передаточное число открытой клиноременной передачи.
Uоп= 55 / 20 = 2,75
2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода. (2, стр.46)
Силовые и кинематические параметры привода рассчитывают на валах из требуемой мощности двигателя и его номинальной частоты вращения при установившемся режиме.
Рном= 0,25 кВт – мощность двигателя,
Р1= Рном*hр.м.*hп.к. = 1,0*0,97*0,995 = 0,24 кВт – мощность на на быстроходном валу,
Р2= Р1*hз.п.*hп.к. = 0,24*0,92*0,995 = 0,22 кВт – мощность на на тихоходном валу,
Рб.= Р2*hм.*hп.к.= 0,22*0,98 = 0,21 кВт – мощность на барабане электрической лебедки,
nном=890 об/мин – число оборотов двигателя,
n1= nном/Uр.п. = 890/2,75=324 об/мин - число оборотов быстроходного вала,
n2= n1/ Uз.п. = 324/20=16,2 об/мин - число оборотов тихоходного вала,
nб.= n2 = 16,2 об/мин - число оборотов барабана электрической лебедки,
wном= p*nном/30 = 3,14*890/30 = 93,2 с-1 – угловая скорость вала двигателя,
w1=wном /Uр.п. =93,2/2,75 = 33,9 с-1 – угловая скорость быстроходного вала,
w2=w1/ Uз.п. = 33,9/20,0 = 1,7 с-1 – угловая скорость тихоходного вала,
wб.=w2 = 1,7 с-1 – угловая скорость барабана электрической лебедки,
Тдв= Рдв/wном= 250/93,2 = 2,7 Н*м – вращающий момент на валу двигателя,
Т1= Тдв*Uр.п*hр.м.*hп.к. = 2,7*2,75*0,97 0,995 = 7,5 Н*м – вращающий момент на быстроходном валу редуктора,
Т2= Т1* Uз.п.*hз.п.*hп.к.= 7,5*20,0*0,92*0,995 = 129 Н*м - вращающий момент на тихоходном валу,
Тб.= Т2*hм. = 129*0,98 = 126 Н*м - вращающий момент на барабане электрической лебедки.
Результаты расчётов сводим в таблицу:
Силовые и кинематические параметры привода
| Тип двигателя: 4ААМ63В6У3; nном=890 об/мин; Pном=0,25 кВт | |||||||
| Параметр | Пере-дача закры-тая | Пере-дача откры-тая | Параметр | Вал | |||
| двига-теля | редуктора | привод-ной рабочей машины | |||||
| быстро-ходный | тихо-ходный | ||||||
| Переда-точное число u | 20,0 | 2,75 | Расчетная мощ-ность Р, кВт | 0,25 | 0,24 | 0,22 | 0,21 |
| Угловая скорость ω, с-1 | 93,2 | 33,9 | 1,7 | 1,7 | |||
| КПД η | 0,92 | 0,97 | Частота вращения n, об/мин | 890 | 324 | 16,2 | 16,2 |
| Вращающий момент Т, Н·м | 2,7 | 7,5 | 129 | 126 | |||
3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ. (2, стр.51)
3.1 Червячная передача
1) Червяки изготовляют из тех же марок сталей, что и шестерни зубчатых передач. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства применяют зубчатые колёса с твёрдостью материала £350 НВ. Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твердость червяка назначается больше твердости колеса на 20…50 единиц.
Материал, термообработку и твердость червяка выбираем по табл. 3.1, 3.2:
Сталь 40ХН, термообработка – улучшение.
2) Допускаемые контактные напряжения при расчётах на прочность определяются по коэффициенту долговечности:
- коэффициент долговечности.NHO1=25*106 – число циклов перемены напряжений для червяка, соответствующее пределу выносливости (табл. 3.3),
N1=573*w1*Lh= 573*33,9*30000 = 585*106 - число циклов перемены напряжений за весь срок службы червяка,
Так как N1 больше NHO1 соответственно, то KHL1=1.
По табл. 3.1 определяем допускаемые контактные напряжения, соответствующие пределу выносливости:
[s]Н01=1,8* НВ1ср+67=1,8*285+67=580 Н/мм2 – червяка,
Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев червяка:
[s]Н1= KHL1*[s]Н01=1*580=580 Н/мм2,
3) Проверочный расчёт зубчатых передач на изгиб выполняется по допускаемым напряжениям изгиба.
- коэффициент долговечности.NFO1=4*106 – число циклов перемены напряжений для всех сталей, соответствующие пределу выносливости.
Так как N1 больше NFO1 соответственно, то KFL1=1.
По табл. 3.1 определяем допускаемые напряжения изгиба, соответствующие пределу выносливости:
[s]F01=1,3* НВ1ср=1,03*285=294 Н/мм2 – червяка,
Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса:
[s]F1= KFL1*[s]F01=1*294=294 Н/мм2,
Составляем табличный ответ:
| Элемент передачи | Марка стали | Dпред | Термообработка | НВ1ср | [s]Н | [s]F |
| Sпред | Н/мм2 | |||||
| Червяк | 40ХН | 200 | Улучшение | 285 | 580 | 294 |
4) Выбор марки материала червячного колеса зависит от скорости скольжения и производится по табл. 3.5. Скорость скольжения vS определяется по формуле:
м/с.По табл. 3.5. принимаем материал червячного колеса СЧ18 способ отливки - литье в землю, sв=355 Н/мм2 ,sт=- Н/мм2,