1 2 3 4 ЗМІСТ
1.ЗАГАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДА Завдання: Спроектувати привід до ланцюгового конвеєра (приводний елемент – зірочка), що складається з таких елементів: електродвигун, клинопасова передача, одноступеневий циліндричний прямозубий редуктор, відкрита циліндрична косозуба передача. Тягове зусилля на приводному ланцюгу Ft = 4 кН; швидкість ланцюга v = 0,65 м/с; крок ланцюга p = 125мм; число зубців зірочки z = 9; термін служби привода Lh = 13 тис.год. Схема привода: Рис.1 Схема привода: 1 – електродвигун, 3 – клинопасова передача, 4 – редуктор циліндричний одноступеневий прямозубий, 5 – відкрита циліндрична косозуба передача; 6 – ланцюговий конвеєр. Римськими цифрами позначені номера валів. Розрахункова потужність двигуна Потужність Рв та частоту обертання вихідного вала n визначаємо за формулами: Рв = ; n = ; де Ft – тягове зусилля на приводному ланцюгу, H; v – швидкість приводного ланцюга, м/с; p – крок ланцюга приводної зірочки, мм; z – кількість зубців приводної зірочки. Рв = = 2,6 кВт. Розрахункова потужність електродвигуна Pp = Рв/ ; де – коефіцієнт корисної дії приводу:
де = 0,96 – к.к.д. плоскопасової передачі; – к.к.д. однотипної пари зубчастих коліс редуктора, 1 = 0,96 – к.к.д. закритої зубчастої циліндричної передачі; 1 = 0,94 – к.к.д. відкритої зубчастої циліндричної передачі; [2, Т6] = 0,99 – к.к.д. однотипної пари підшипників кочення; [2, Т6] n; m – кількість однотипних зубчастих коліс і кількість пар підшипників відповідно, n1 = 1, n2 = 1, m = 3 (рис.1). = 0,96·0,96 0,993 = 0,841. Рр = 2,6/0,841 = 3,0 кВт. Вибираємо електродвигун 4А90L2У3 ближчої більшої номінальної потужності = 3,0 кВт, з частотою обертання ne = 2840 хв-1, з коефіцієнтом пускового моменту Кп = 2,1 , маховим моментом Тм = 0,014 Нм. Частота обертання ведучого елементу приводу nв = = = 34,667 хв-1. Загальне передаточне число приводу u = = = 81,922. Розбивка передаточного числа Приймаємо передаточне число для редуктора up = 6,3; відкритої циліндричної передачі uц = 4; тоді передаточне число клинопасової передачі буде: uп = = = 2,56. Потужності на валах приводу: PI = Рр = 3,0 кВт; РІІ = РІ · · = 3,0 ·0,99 = 2,851 кВт; РІІІ = РІІ · · = 2,851 0,99 = 2,71 кВт; PIV = PIII· · = 2,71 0,99 = 2,522 кВт; Частота обертання валів nI = ne = 2840 хв-1; nII = = = 1109,375 хв-1; nIII = = = 138,672 хв-1; nIV = = = 34,668 хв-1; Крутні моменти на валах приводу T1 = 9550 = 9550 = 10 Нм; TII = 9550 = 9550 = 24,543 Нм; TIII = 9550 = 9550 = 186,631 Нм; TIV = 9550 = 9550 = 694,736 Нм. РОЗРАХУНОК КЛИНОПАСОВОЇ ПЕРЕДАЧІ 2.1 Початкові дані Обертаючий момент на ведучому шківу: Т1 = ТІ = 10 Н м. Обертаючий момент на веденому шківу: Т2 = ТІІ = 24,543 Н м. Частота обертання ведучого шківа: n1 = nІ = 2840 хв-1. Передаточне число передачі: u = uп = 2,56. 2.2 Вибір початкових параметрів Відповідно до обертаючого моменту на веденому шківі вибрано пас профілю С/В по стандартах ISO/ГОСТ. Площа перерізу паса А= 230 мм2. Діаметр ведучого шківа d1= 200 мм. [2,стор.72,Т33] 2.3 Визначення швидкості паса м/с (2.1) умова виконується. 2.4 Визначення діаметра веденого шківа. d2p = d1 · u = 200 · 2,56 = 512 мм. (2.2) Вибрано ближче стандартне значення діаметра веденого шківа d2 = 500 мм. 2.5 Перевірка відхилення фактичного передаточного числа (2.3) де KS – коефіцієнт ковзання, KS = 0,01–0,02, прийнято KS = 0,02. відхилення передаточного числа допустиме, оскільки не перевищує 5 % (коефіцієнт 0,05). Таким чином, остаточно прийнято діаметр ведучого шківа d1 = 200 мм. 2.6 Міжосьова відстань передачі. а = = мм. (2.4) 2.7 Кут обхвату на ведучому шківі. , (2.5) де (2.6) , що допустимо. 2.8 Довжина паса (2.7) Прийнято ближче стандартне значення довжини паса: l = 2240 мм. [2, табл.Т35] 2.9 Кількість пробігів паса (2.8) 2.10 Фактична міжосьова відстань 2.11 Допустимі напруження для паса , (2.9) де – коефіцієнти, які враховують різницю параметрів передачі порівняно зі стандартною по куту обхвату, швидкості паса та режиму роботи; (2.10) (2.11) корисні напруження для стандартної передачі для перетину С/В. МПа. 2.12 Розрахунок кількості пасів ; (2.12) приймаємо більше ціле 1. 2.13 Сила тиску комплекту пасів на валі Н. (2.13) де МПа – початкове напруження в пасі без врахування відцентрових сил [1,табл. 8.17, с.195]. 2.14 Кут відхилення сили тиску від лінії центрів передачі (2.14) 2.15 Визначення розмірів шківів Згідно [3,табл. 8.19, с.196] – С = 5,7 мм; е = 20,0 мм; t = 25,5 мм; S = 17,0 мм. Кут канавки: на ведучому шківі на веденому шківі. Ширина канавки, мм мм. (2.15) мм, де розмір перерізу паса [1,табл. 8.16, с.195]. мм. Зовнішній діаметр шківів мм, (2.16) мм. (2.17) Внутрішні діаметри шківів 211,4 – 2·20 = 251,4 мм, (2.18) 511,4 – 2·20 = 471,4 мм. (2.19) Ширина шківа мм. (2.20) 2 Визначення розмірів пазу С = 5,7 мм, е = 20,0 мм, t = 25,5 мм, S = 17,0 мм, [3,таб.8.19,стор.196] Кути канавки ; ведучий шків φ1 = 360 ведений шків φ2 = 400 Ширина канавки b = ар+2ctg(φ/2) = 22 мм; При ар × h = 19 × 13,5 мм .16 Конструктивні елементи ободів шківів Рисунок 2.1 – Переріз обода шківа 3. РОЗРАХУНОК ЗАКРИТОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ПРЯМОЗУБОЇ ПЕРЕДАЧІ 3.1 Початкові данні Обертаючий момент на швидкохідному валу редуктора Т1=ТІІ= 24,543 Н·м; Обертаючий момент на тихохідному валу редуктора Т2=ТІІІ= 186,631 Н·м; Частота обертання швидкохідного вала редуктора nI= nII= 1109,375 хв-1; Частота обертання тихохідного вала редуктора nI= nIII= 138,672 хв-1; Передаточне число редуктора U = 8,0. 3.1.2 Вибір матеріалів для виготовлення зубчатих коліс Для виготовлення шестерні вибрано сталь 40ХН поліпшену з границею міцності , границею текучості , твердістю по Брінеллю одиниць, прийнято одиниць, для виготовлення колеса вибрано сталь 40Х нормалізовану з границею міцності , границею текучості , твердістю по Брінеллю одиниць, прийнято одиниць, що забезпечує більшу міцність шестерні при однаковому матеріалі. 3.3 Розрахунок допустимих напружень 3.3.1 Допустимі контактні напруження , (3.1) де - границя контактної витривалості , МПа. - коефіцієнт безпеки, прийнято =1,1. Для шестерні ; (3.2) ; Для колеса ; (3.3) ; 3.3.2 Допустимі напруження згину , (3.4) де - границя витривалості на згин, МПа; - коефіцієнт безпеки, прийнято =1,7. Для шестерні . (3.5) . Для колеса . (3.6) . 3.4 Визначення кількості зубців шестерні Число зубців шестерні ; (3.7) прийнято ближче ціле число зубців неменше 17, Z1= 18. 3.5 Розрахунок міжосьової відстані Міжосьова відстань .; (3.8) де - коефіцієнт навантаження по контактних напруженнях, попередньо = 1,5…1,7, =1,6; - безрозмірний комплексний коефіцієнт , = 10000; - коефіцієнт відносної ширини, = , вибирається зі стандартного ряду = 0,4. мм, приймається ближча більша міжосьова відстань = 200 мм. 3.6 Максимально допустимий модуль зачеплення мм, (3.9) 3.7 Нормальний модуль зачеплення = (0,01…0,02) = (0,01…0,02) 200 = 2…4 мм , (3.10) Приймаємо = 2,5 мм 3.8 Сумарна кількість зубців = , (3.11) де - кут нахилу зубців, Для прямозубих коліс = . Приймаємо 160. 3.9 Уточнена кількість зубців шестерні , (3.12) приймаємо = 18. 3.11 Кількість зубців колеса 160 – 18 = 142; (3.13) Перевірка фактичного передаточного числа що відхилюється від проектного значення передаточного числа редуктора uP = 8,0 на % (допустимо не більше 3 % за абсолютною величиною). Таким чином, відхилення допустиме. Остаточно прийнято z1 = 18, z2 = 142. 3.12 Розрахунок колового модуля ,5 мм. Коловий модуль для прямозубих коліс не відрізняється від нормального. 3.13 Розрахунок основних розмірів зубчатої передачі Ділильні діаметри Шестерні d1 = mt · z1 = 2,5 · 18 = 45 мм; (3.14) Колеса d2 = mt · z2 = 2,5 · 142 = 355 мм. (3.15) Перевірка міжосьової відстані а = 0,5(d1 + d2) = 0,5(45 + 355) = 200 мм. (3.16) Діаметри кіл вершин Шестерні dа1 = d1 +·2mn = 45 + 2 · 2,5 = 50 мм; (3.17) Колеса dа2 = d2 +·2mn = 355 + 2 · 2,5 = 360 мм. (3.18) Діаметри кіл впадин Шестерні df1 = d1 –·2,5mn = 45 – 2,5 · 2,5 = 38,75 мм; (3.19) Колеса df2 = d2 –·2,5mn = 355 – 2,5 · 2,5 = 348,75 мм. (3.20) Ширина колеса b2 = ·mп = 20 · 2,5 = 50 мм (3.21) Шестерні b1 = 1,1 · b2 = 1,1 · 50 = 55 мм (3.22) Прийнято стандартне значення лінійного розміру b1= 55,0 мм. 3.14 Уточнення коефіцієнтів навантаження Коефіцієнт навантаження по контактних напруженнях (3.23) Коефіцієнт навантаження на згин , (3.24) де , - коефіцієнти, які враховують розподіл навантаження між зубцями; , - коефіцієнти розподілу навантаження по ширині вінця; , - коефіцієнти динамічності навантаження. Колова швидкість м/с; (3.25) діаметральний коефіцієнт відносної ширини ; (3.26) Складові коефіцієнтів навантаження: . Коефіцієнти навантаження КН = 1,04 · 1,028 · 1 = 1,07; КF = 1,15 · 1,13 · 1,25 = 1,62. 3.15 Перевірка контактних напружень , (3.27) де Ка = 10000 для прямозубих коліс. МПа. що задовольняє умові. 3.16 Розрахунок коефіцієнта форми зуба Коефіцієнт форми зуба (3.28) де - еквівалентне число зубців, , де z – дійсне число зубців, . (3.29) Для шестерні . Для колеса . 3.17 Вибір об’єкта розрахунку Оскільки відношення менше для колеса, то об’єктом розрахунку є колесо, 3.18 Визначення коефіцієнтів кута нахилу та відносної ширини по модулю Коефіцієнт кута нахилу Yβ = 1 (3.30) Коефіцієнт відносної ширини по модулю = 10…20, приймаємо = 20. 3.19 Перевірка напружень згину Перевірка виконується згідно з визначеннями в п.3.16 для колеса з відповідними позначеннями параметрів. МПа, (3.31) 49,5 МПа 258,8 МПа. що гарантує міцність на згин. 3.20 Розрахунок сил в зачепленні Колова сила: Н. (3.32) Радіальна сила: , (3.33) де α – кут зачеплення, α = 20 . Н. 1 2 3 4 |