Сделай Сам Свою Работу на 5

Ориентировочный расчет и конструирование валов

Описание кинематической схемы привода

Данный привод состоит из электродвигателя серии 4А, коническо-цилиндрического двухступенчатого редуктора , цепного конвейера , муфты и синхронной ( зубчатоременной) передачи. В свою очередь редуктор состоит из входного(быстроходного), выходного(тихоходного) и промежуточного валов на которые насажены зубчатые колеса.

 

Рис. 1.1 – Схема привода конвейера

 

1 – вал электродвигателя

2 – входной( быстроходный ) вал редуктора

3 – быстроходная передача

4 – тихоходная передача

5 – выходной( тихоходный ) вал редуктора

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
 

 

 


Энерго-кинематический расчет

 

Подбор электродвигателя

 

По данным выходного крутящего момента и частоте вращения выходного вала определяем номинальную мощность электродвигателя.

 

Угловая скорость выходного вала привода ώвых равна:

ώвых = = = 4,18 (с-1)

Мощность на выходном валу привода Рвых равна:

Рвых = Твых × ώвых = 2300 × 4,18 = 9629 (Вт)

Общий КПД привода ηобщ равен:

ηобщ = ηгиб × ηБ × ηТ × × ηм;

ηобщ = 0,95 × 0,96 × 0,97 × 0,992 × 0,98 = 0,83.

Потребляемая мощность Р1 равна:

Р1 = = = 11601 (Вт)

Расчет коэффициента перегрузки двигателя:

Δ = × 100% = 5% ≤ 12%

Выбираем двигатель по потребной мощности со следующими параметрами:

Двигатель 4А132М4У3, частота 1460 мин-1

 

Эскиз электродвигателя

Рис. 2.2.1 – Двигатель 4А132М4У3 основного исполнения

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
 
2.3 Таблицы размеров и технические характеристики электродвигателя

 

Мощность, кВт Частота вращения, мин-1 КПД,% Тпускном Тмакном
87,5 2,2

 

Габаритные размеры Установочные размеры
t30 h31 d30 11 L10 L31 d1 d10 b1 b10 h h1 h5 h10

 

 



Определение мощностей (Р), частот вращения (n) и крутящих моментов

На валах привода

Определяем передаточные числа ступеней редуктора:

1. Общее передаточное число привода:

Uобщ = = = 36

2. Передаточное число редуктора:

Uред = = = 18

3. Передаточное число тихоходной ступени:

Uт = 0,63 = 0,63 = 4,32 = 4

4. Передаточное число быстроходной ступени:

UБ = = = 4,5

Определяем мощностей (Р):

 

Р4 = = = 10030 (Вт)

 

Р3 = = = 10448 (Вт)

 

Р2 = = = 10998 (Вт)

 

Р1 = = = 11601(Вт)

Определяем частоту вращения (n):

n4 = n5 = 40 мин-1;

n3 = n4×UТст = 40×4 = 160 мин-1;

n2 = n3×UБст = 160×4,5 = 730 мин-1;

n1 = n2×Uгиб. скор. = 730×2 = 1460 мин-1.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
 

 


Определяем угловую скорость (ώ):

ώ4 = = = 4,18 с-1;

 

ώ3 = = = 16,74 с-1;

 

ώ2 = = = 76,4 с-1;

 

ώ1 = = = 152,8 с-1.

Определяем крутящий момент (Т):

Т1 = = = 75,9 (Н∙м);

 

Т2 = = = 143,9 (Н∙м);

 

Т3 = = = 624,1 (Н∙м);

 

Т4 = = = 2399,9 (Н∙м);

 

Т5(вых) = = = 2300 (Н∙м).

Ресурс работы передачи:

Lh = 365×24×L×Кгод×Ксут = 365×25×6×1×0,33 = 17345 (час)

 

Таб. 2.1 – Данные энергокинематического расчета

 

Р, Вт Т, Н∙м n, мин-1 ώ, с-1 u  
75,9 152,8    
143,9 76,4  
  4,5  
624,1 16,74  
   
2399,1 4,18  
   
4,18  

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
 

 


Расчет передач

При выборе материала зубчатых колес следует учитывать назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам

и возможную технологию изготовления колёс. Основным материалом для изготов-ления зубчатых колёс является сталь.

Необходимую твердость в сочетании с другими механическими характеристиками (а следовательно, желаемые габариты и массу передачи) можно получить за счет назначения соответствующей термической или химико-термической обработки стали.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими габаритами колес (когда термическая обработка их затруднена) обычно применяют стали с твердостью не более 350 НВ, которая обеспечивается нормализацией или термоулучшением материала. При этом возможно чистовое нарезание зубьев непосредственно после термообработки с высокой точностью изготовления, а при работе передачи обеспечивается хорошая прирабатываемость зубьев без хрупкого разрушения их при динамических нагрузках.

Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твёрдость шестерни рекомендуют назначать больше твёрдости колеса.

Расчет передач производится с помощью ЭВМ и при помощи методических указаний [4].Далее будут приведены расчеты передач редуктора с помощью ЭВМ.

 

3.1Расчет

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
 
синхронной (зубчатоременной) передачи

 

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
 
3.2 Расчет быстроходной ступени редуктора

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
 

 

Расчет тихоходной ступени редуктора

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
 

 

 

Ориентировочный расчет и конструирование валов

Ориентировочный расчет валов выполняется как проектный на стадии разработ-

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
 
ки компоновочного чертежа из условия работы вала на кручение и служит для опре-

деления минимального диаметра вала d ,мм.

d = 17

[τ] = (0,25…0,3)×σв

 

σв = выбирается из [4];

 

Быстроходный вал:

dБ = 17 = 32 мм

 

[τ] = 0,025×900 = 22,5

 

dп = d+2tкон = 32+2×4=40 мм

 

dбп = dп+3r = 40+3×2 = 46 мм

 

Промежуточный вал:

dk = 17 = 55 мм

 

[τ] = 0,027×900 = 24,3

 

dп = dk-3r = 55-3×3 = 46. Принимаем dп = 45 мм.

 

Тихоходный вал

 

dт = 17 = 75,5 мм. Учитывая муфту принимаем dт = 75 мм.

 

[τ] = 0,03×800 = 24

 

dп = d+ 2tцил = 75+2×5 = 85 мм

 

dбп = dп+3r = 85+3×2,7 = 93 мм

 

dk = 93 мм

Диаметры быстроходного и тихоходного валов считаются на консолях, а диаметр промежуточного вала считается под колесом быстроходной ступени.

Далее при проектировке валов необходимо сделать ступеньки под различные элементы, которые будут размещены на этих валах. Ступеньки валов проектируются по [1].

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
 
На консоли быстроходного вала устанавливается шкив диаметр вала котрого равен 28 мм Затем на валу должна быть манжета резиновая ( ГОСТ 8752-79) и ступень под нее. Т.к. ближайшая манжета имеет внутренний диаметр 40 мм, необходимо на вал посадить с натягом втулку с внутренним диаметром 32мм и наружным диаметром 40 мм. Далее необходима резьба, для крепления на ней гайки круглой шлицевой ( ГОСТ 11871-80) и шайбы стопорной многолапчатой ( ГОСТ 11872-80). Выбираем ближайший нормальный диаметр резьбы – 36 мм. Затем необходима ступень под подшипники качения. Ближайший внутренний диаметр подшипника 40 мм. В конце вала изготавливается коническая шестерня быстроходной ступени из цельного металла ( заодно с валом ).

Диаметр промежуточного вала, как упоминалось ранее, считался под колесом быстроходной ступени и равен 55 мм. По обе стороны вала необходимо сделать ступень на уменьшение под подшипники. Ближайший внутренний диаметр подшипника – 45 мм. Также на промежуточный вал необходимо поставить тихоходную шестерню, со внутренним диаметром 40 мм. Между быстроходным колесом и тихоходной шестерней необходимо сделать буртик, в который бы упирались обе шестерни.

Диаметр тихоходного вала считается на консоли ( т.е. на выходе из редуктора ), а затем наращивается по ступеням. Консоль тихоходного вала соединяется с муфтой (зубчатая муфта ГОСТ 5006-55), поэтому необходимо согласовать диаметр вала с диаметром муфты. Размеры муфт представлены в [2]. Выбираем муфту с внутренним диаметром 75 мм.Затем идет ступень под манжету с внутренним диаметром 80мм. Затем еще одна ступень под подшипник с увеличением диаметра вала до 85мм. Далее идет увеличение диаметра вала ( еще одна ступень вала) под тихоходное колесо, с внутренним диаметром 93 мм. И в конце вала уменьшение диаметра до 85мм под второй подшипник.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
 
5.Расчет, подбор и конструирование деталей передач

В данном редукторе используются косозубые цилиндрические зубчатые колеса. Колеса с косым зубом обладают большей прочность и надежностью по сравнению с прямозубыми , и могут работать на больших угловых скоростях . Такие характеристики позволяют нам использовать минимальное количество материалов при высоких ресурсах передачи.

 

Зубчатое колесо промежуточного вала

Ширина венца колеса:

В = 60 (мм)

 

Длина ступицы колеса:

Lст ≥ (1,2…1,4)×d ≥ 1,2×55 ≥ 66 =66 (мм)

 

Диаметр ступицы колеса:

dст ≥ 1,6×d = 1,6×55 ≥ 88 = 88 (мм)

 

Ширина торцов зубчатого венца колеса:

S=2,5×mте+2=2,5×2,88 +2=9.2 (мм)

 

Зубчатое колесо выходного вала

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
 

Ширина венца колеса:

В = 90 (мм)

 

Длина ступицы колеса:

Lст = LB = 90 (мм)

 

Диаметр ступицы колеса:

dст = 1,6×d≥ 1,6×95 ≥ 152 = 152 (мм)

 

Ширина торцов зубчатого венца колеса:

S=2,2×m+0,05×b2=2,2×3,5+0,05×90=12,2 (мм)

 

Толщина диска:

С=0,25×B=0,25×90 = 22 (мм).

 

Радиусы скруглений R принимаем конструктивно согласно [2]. R=2,5(мм).

 

dотв принимаем по [2]. В данном случае принимаем dотв = 67 мм.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
 
6.Расчет и конструирование элементов корпуса

К корпусным относят детали, обеспечивающие взаимное расположение деталей

узла и воспринимающие основные силы действующие в механизме. Корпусные детали обычно имеют сложную форму , поэтому их получают методом литья или

некоторых случаях при помощи сварки. Для изготовления деталей корпуса в большинстве случаев используют чугун и сталь , реже – легкие сплавы.

В целях экономии редуктор данного привода выполнен из чугуна .

 

Толщина стенки корпуса:

δ = 0,025×αw + 3 = 0,025×280+3 = 10

 

Толщина стенки крышки редуктора:

δ1 = 0,02×αw + 3 = 0,02×280 + 3 = 9

 

Толщина верхнего фланца:

S = (1,5…1,75)×10 = (15…17,5)

 

Толщина нижнего фланца корпуса:

S2 = 2,35×δ = 2,35×10 = 23,5

 

Толщина фланца крышки редуктора:

S1 = (1,5…1,75)×δ1 = (1,5…1,75)×9 = (13,5…15,75)

 

Диаметр фундаментных болтов:

d1 = (0,03…0,036)×αw+12 = (0,03…0,036)×280+12 = (20,4…22) = 22 мм.

 

Диаметр болтов, стягивающих корпус и крышку у бобышек:

d2 = (0,7…0,75)×d1 = (0,7…0,75)×22 = (15,4…16,5)= 16 мм.

 

Диаметр болтов, стягивающих фланцы корпуса и крышки:

d3 = (0,5…0,6)×d1 = (0,5…0,6)×22 = (11…13,2)

 

Ширина опорной поверхности нижнего фланца корпуса:

m = k + 1,5×δ = 52+1,5×10 = 67

 

Толщина ребер корпуса:

с1 = (0,8…1)×δ = (0,8…1)×10 = (8…10)

 

Минимальный зазор между колесом и корпусом:

b = 1,2×δ = 1,2×10 = 12

 

Координата стяжного болта у бобышек:

с2 = (1…1,2)×d2 = (1…1,2)×16 = (16…19,2)

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
 


Расстояние от внутренней стенки редуктора до торца вращающейся детали:

e1 = 1,2×δ = 1,2×10= 12

 

Расстояние между вращающимся колесом смежных ступеней:

е2 = 0,7×δ = 0,7×10 = 7 мм.

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.