- •Кафедра Детали машин и тмм
- •Пояснительной записки
- •1 Техническое предложение
- •1.1 Введение
- •1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода
- •1.3 Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора
- •1.3.1 Материал и термообработка зубчатых колес
- •1.3.2 Режим работы передачи и число циклов перемены напряжений
- •1.3.3 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление
- •1.3.4 Коэффициенты расчетной нагрузки при расчете по контактным
- •1.3.5 Расчет цилиндрической передачи
- •1.3.6 Расчет конической передачи
- •1.4 Предварительный расчет диаметров валов
- •1.5 Расчет ременной передачи
- •1.5.5.Анализ результатов
- •1.6 Подбор муфты
- •2 Эскизный проект
- •2.1 Основные параметры привода
- •2.2 Проверочный расчет зубчатых передач редуктора
- •2.2.1 Проверка выбора механических характеристик материала
- •2.2.2 Допускаемые напряжения
- •2.2.3 Коэффициенты расчетной нагрузки kakvkk
- •2.2.4 Контактные напряжения н и Нmax
- •2.2.5 Напряжения изгиба f и Fmax
- •2.3 Конструкция зубчатых колес
- •2.4 Конструктивные элементы редуктора
- •2.5 Смазка зацеплений и подшипников
- •2.6 Усилия в передачах
- •2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручение
- •2.8 Подбор подшипников качения
- •2.9 Расчет шпоночных соединений
- •3 Технический проект
- •3.1 Проверка опасного сечения тихоходного вала
- •3.2 Расчет болтов крепления редуктора к раме.
- •4. Список использованных источников
- •Содержание
1 Техническое предложение
1.1 Введение
Ленточный конвейер [1, c.3] предназначен для перемещения массовых (насыпных) или штучных грузов непрерывным потоком. Он состоит из приводного и натяжного барабанов, охватывающей их ленты, поддерживающих роликов, привода, натяжного устройства и рамы.
Рабочая ветвь ленты верхняя, по техническому заданию (ТЗ) в соответствии с рисунком 1 приводной барабан должен иметь правое вращение. Груз транспортируется на высоте H + D/2 = 650 + 200 = 850 мм (толщиной ленты пренебрегаем). Конвейер установлен в помещении цеха, условия работы нормальные (t0 = 20 0С).
Привод (рисунок 1) включает в себя электродвигатель 1, клиноременную передачу 2 с нормальными ремнями, коническо-цилиндрический редуктор (КЦ) 3, муфту 4.
Тяговое усилие F на приводном барабане передается силами трения за счет натяжения ленты.
По графику нагрузки в соответствии с рисунком 2 ТЗ режим работы конвейера переменный без реверсирования привода.
Масштаб выпуска – мелкосерийный: основной способ получения заготовок корпусных деталей – сварка; зубчатых колес – прокат или поковка.
1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода
1.2.1 КПД привода
Общий КПД привода [1, c.7] в соответствии с рисунком 1 (ТЗ):
0 = 12345,
где согласно [1, c.7] i (i = 1...5) представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – КПД кинематических пар привода
Ременная передача |
Зубчатая закрытая передача |
Муфта |
Подшипники качения вала барабана |
|
коническая |
цилиндрическая |
|||
1= 0,95 |
2 = 0,96 |
3 = 0,97 |
4 = 0,98 |
5 = 0,99 |
0 = 0,950,960,970,980,99 = 0,86.
1.2.2 Подбор электродвигателя
При заданной циклограмме нагружения режим технологического процесса фиксирован, двигатель работает в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения под нагрузкой [1, c.7] 10 мин t 60 мин.
Потребная мощность двигателя, кВт,
Рдв = ТEnб / 95500 , (1.1)
где ТE = KEТnom – эквивалентный вращающий момент, Нм;
Тnom= Тб – номинальный длительный (число циклов N 104...105) момент, равный моменту на валу барабана:
Тб = FD / 2000 = 4500400 / 2000 = 900 Нм, (1.2)
KE – коэффициент приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному [1, c.8] :
KE = [ (Тi / Тnom)2(Lhi / Lh) ]1/2 = [120,4 + 0,520,2 + 0,220,4]1/2 = 0,68;
ТE = 0,68900 = 612 Нм;
nб – частота вращения приводного барабана, мин-1:
nб = 6104v / (D) = 61041,2 / (400) = 57,3 мин-1; (1.3)
Тогда Рдв = 61257,3 / 95500,86 = 4,27 кВт.
Возможные к применению двигатели [1, c.23, 24] приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Характеристика двигателей
Вариант |
Марка двигателя |
РДВ, кВт |
nДВ,мин-1 |
Тпуск/Т |
Тmax/Т |
Масса, кг |
1 |
АИР 100L2У3 |
5,5 |
2850 |
2,1 |
2,4 |
38,0 |
2 |
АИР 112М4У3 |
5,5 |
1430 |
2,0 |
2,5 |
49,0 |
3 |
АИР 132S6У3 |
5,5 |
960 |
2,0 |
2,2 |
68,5 |
4 |
АИР 132М8У3 |
5,5 |
715 |
1,8 |
2,2 |
82,0 |
Форма исполнения двигателей – IM 1081 (на лапах). Все двигатели удовлетворяют условиям пуска: Тпуск/Т 1,6 |
1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач
Общее передаточное число привода u0 = nДВ / nб и его разбивка по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей приведены в таблице 1.3, где отдельные передаточные числа обозначены :
uр – клиноременной передачи;
uред = u0 / uр – редуктора : uред = uБ / uТ ;
uБ – быстроходной (конической) ступени редуктора;
uТ – тихоходной (цилиндрической) ступени редуктора.
При разбивке u0 были использованы рекомендации [1, c.11] :
uр до 2...3-х и для редукторов КЦ [1, c.13] uред = 6,3...40 (рекомендуемые 12,5...20); uТ = 0,63 (uред2)1/3 или 2 uред1/3–1- (используется та из формул, где получается uБ uТ при uБ и uТ 6,3). Округление uБ проводилось по
ГОСТ 12289-76, uТ - по ГОСТ 2185-66. Отклонение общего передаточного числа при округлении [1, c.14]:
u0 = 100(u0 – u0) / u0 % [u0 = 4%] (1.4)
Таблица 1.3 – Разбивка u0 по ступеням передач
Вариант |
Двига-тель |
u0 |
uр |
uред |
uБ |
uТ |
uБ |
uТ |
uред |
uр |
u0 |
u0% |
1 |
100L2 |
49,74 |
1,99 |
25 |
5,16 |
4,85 |
5 |
5 |
25 |
1,99 |
49,74 |
0 |
2 |
112М4 |
25 |
1,56 |
16 |
4 |
4 |
4 |
4 |
16 |
1,56 |
25 |
0 |
3 |
132S6 |
16,75 |
1,34 |
12,5 |
3,68 |
3,39 |
3,55 |
3,55 |
12,6 |
1,33 |
16,76 |
–0,06 |
4 |
132М8 |
12,48 |
1,25 |
10 |
3,42 |
2,92 |
3,55 |
2,8 |
9,94 |
1,26 |
12,43 |
0,4 |
Примечание – Округление uр следует производить при расчете ременной передачи. |
Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учетом того, что при равных условиях двигатели с nС = 1500 мин-1 имеют хорошие эксплуатационные характеристики и наибольшее применение, для заданного привода выбираем
ДВИГАТЕЛЬ АИР 112М4У3 ТУ16-525.571-84.
Размеры выбранного двигателя [1, c.25, 26] представлены на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1- Размеры двигателя |
Габариты, мм : l30 = 435 ; h31 = 285 ; d30 = 246 . Установочные и присоединительные размеры, мм : d1 = 32 ; l1 = 80 ; b1 = 10 ; h1 = 8 ; l10 = 140 ; l31 = 70 ; d10 = 12 ; b10 = 190 ; h = 112 ; h10 = 12 . Исполнение IM 1081. |
1.2.4 Частоты вращения и моменты на валах
Рисунок 1.2 – Кинематическая схема привода |
Частота вращения i- го (i = 1,2...5) вала [1, c.14] : ni = n1 / u1-i , (1.5) где u1-i – передаточное число между валом двигателя (i = 1) и i- м валом привода (рисунок 1.2). Направления вращения валов на рисунке 2 показаны стрелками. Вращающий момент на j –м валу (j = 5, 4...1) : Tj = T5 / u5-j 5-j, (1.6) |
где u5-j,5-j – соответственно передаточное число и КПД между валом барабана (j = 5) и j – м валом привода.
Результаты расчета по формулам (1.5) и (1.6) для выбранного варианта двигателя представлены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Частоты вращения и моменты на валах
Вал |
П а р а м е т р ы |
||||
u1-i |
ni , мин-1 |
u5-j |
5-j |
Tj_, Нм |
|
I |
1 |
1430 |
25 |
0,86 |
41,9 |
II |
1,56 |
916,7 |
16 |
0,9 |
62,5 |
III |
6,25 |
228,8 |
4 |
0,94 |
239,4 |
IV |
25 |
57,2 |
1 |
0,97 |
928 |
V |
25 |
57,2 |
1 |
1 |
900 |