Кинематический расчет силового привода

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Содержание

Введение……………………………………………………………………5

1 Кинематический расчет силового привода…………...……………..…….7

1.1 Выбор и проверка электродвигателя……………………….………....7

1.1.1 Требуемая мощность электродвигателя…………………….……....8

1.1.2 Требуемая частота вращения электродвигателя…………………....8

1.1.3 Выбор электродвигателя………………………………………….….9

1.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его между ступенями………………………………………..……………………….….9

1.2.1 Общее передаточное число привода………………………………....9

1.2.2 Разбивка частот вращения валов привода…………………..…..…..11

1.3 Определение частот вращения валов привода……………...……..….11

1.4 Определение угловых скоростей валов привода…………………..…11

1.5 Определение мощностей на валах привода………………………......12

1.6 Определение вращающих моментов на валах привода…………...…12

2 Расчет конической передачи редуктора………………..………….…….....13

2.1 Исходные данные…………………………………………………….....13

2.2 Выбор материалов и допускаемых напряжений…………………...…13

2.2.1 Суммарное число циклов нагружения зубьев колеса…………...….13

2.2.2 Предварительное значение скорости скольжения……………….....13

2.2.3 Выбор материалов шестерни и конического колеса...…………...…13

2.2.4 Допускаемые напряжения…………………………………………….13

2.2.4.1 Определение допускаемых напряжений………………………..….13

2.2.4.2 Определение допускаемых напряжений для расчета на изгиб.…..14

2.3 Предварительное определение основных параметров передачи……..14

2.3.1 Число зубьев конического колеса..…………………………………...14

2.3.2 Коэффициент диаметра шестерни…….……………………………...14

2.3.3 Выбор предварительного значения коэффициента нагрузки………14

2.3.4 Определение минимального межосевого расстояния………………14

2.3.5 Выбор осевого модуля………………………………………………...14

2.3.6 Выбор коэффициента диаметра шестерни……………………..……14

2.3.7 Определение коэффициента смещения инструмента………….…...14

2.3.8 Вычисление углов подъема витка шестерни.…………………….…15

2.3.8.1 Делительный угол подъема шестерни.………………………….…15

2.3.8.2 Начальный угол подъема витка…………………………………....15

2.4 Корректировка предварительно установленных параметров………..15

2.4.1 Вычисление коэффициента перегрузки……………………….…….15

2.4.2 Допускаемое контактное напряжение………………………….……15

2.5 Коэффициент полезного действия……………………………….…….16

2.6 Уточненное значение мощности на валу шестерни……………..……16

2.7 Силы действующие в коническом зацеплении………………...…..….16

2.7.1 Окружная сила на колесе и осевая сила на шестерни…………..…..16

2.7.2 Окружная сила на шестерни и осевая на колесе……….…………..16

2.7.3 Радиальная сила, раздвигающая шестерню и колесо……………...16

2.8 Напряжение изгиба в зубьях тихоходного колеса…..……………….17

2.9 Проверка редуктора на нагрев………………………………………...17

3 Расчет клиноременных передач……………………………………………19

3.1 Выбор сечения ремня………………………………………………….19

3.2 Выбор диаметра ведущего шкива…………………………………….19

3.3 Определение диаметра ведомого шкива……………………………..20

3.4 Уточнение передаточного числа...……………………………………20

3.5 Определение межосевого расстояния…………………..…….………20

3.6 Определение длины ремня……………………………………...……..20

3.7 Уточнение межосевого расстояния……………………………..…….20

3.8 Определение угла обхвата ремнем меньшего шкива………...………21

3.9 Вычисление мощности передачи с одним ремнем.…………………..21

3.10 Определение числа ремней в передаче……………………………....21

3.11 Определение среднего ресурса ремней при эксплуатации…………21

3.12 Определение величины натяжения…………………………………..21

3.13 Определение силы, действующей на вал…………………………….22

4 Предварительный расчет валов и компоновка редуктора…………….…..23

4.1 Размеры вала и расстояние между деталями…………………………23

4.1.1 Расчет быстроходного вала…………………………………………..23

4.1.2 Проектный расчет тихоходного вала редуктора……………………23

4.2 Выбор подшипников качения……….…………………………………24

5 Проверочный расчет валов редуктора………………………………….…..25

5.1 Проверочный расчет быстроходного вала редуктора………………..25

5.1.1 Определение реакций в опорах подшипников……………………...25

5.1.2 Исходные данные для расчета……………………………………….26

5.1.3 Выбор материала вала………………………………………………..28

5.1.4 Определение коэффициентов в формуле запаса прочности……….28

5.1.5 Оценка «опасности» концентратора…………………………………28

5.1.6 Коэффициент запаса прочности по изгибным напряжениям………29

5.1.7 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям..….29

5.1.8 Общий коэффициент запаса прочности…………………………..…29

5.2 Проверочный расчет тихоходного вала редуктора..………………….30

5.2.1 Вычерчивание исходной схемы………………………………………30

5.2.2 Исходные данные для расчета………………………………………..31

5.2.3 Выбор материала вала………………………………………………...33

5.2.4 Определение коэффициентов в формуле запаса прочности………..33

5.2.5 Оценка «опасности» концентратора………………………………….34

5.2.6 Коэффициент запаса прочности по изгибным напряжениям……….34

5.2.7 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям……34

5.2.8 Общий коэффициент запаса прочности………………………………35

6 Проверочный расчет подшипников………………………………………….36

6.1 Проверочный расчет подшипников шестерни………………...………36

6.1.1 Исходные данные………………………………………………………36

6.1.2 Определение осевых составляющих радиальных реакций………….36

6.1.3 Определяем эквивалентные нагрузки в опорах………………….…..36

6.1.4 Определение долговечности………………………………………..…36

6.2 Проверочный расчет подшипников ведомого вала …………….…….37

6.2.1 Исходные данные………………………………………………….…...37

6.2.2 Определение осевых составляющих радиальных реакций…….……37

6.2.3 Определяем эквивалентные нагрузки в опорах………………….…..37

6.3.4 Определение долговечности…………………………………….…….38

7 Проверочный расчет шпоночных соединений………………….……….….39

8 Выбор и проверочный расчет муфты…………………………………..……40

9 Выбор смазки ………………………………………………………..………..41

10 Порядок сборки редуктора………………..…………………………..…….42

11 Список использованных источников……………...…………………….…43

Введение

В курсовом проекте предстоит рассчитать привод ременной передачи с зубчатым редуктором. Привод состоит из электродвигателя 1, одноступенчатого горизонтального зубчатого редуктора 3 и открытой клиноременной передачи 2. Рабочий вал электродвигателя соединяется с входным валом редуктора при помощи клиноременной передачи 2. Выходной вал редуктора соединяется с рабочим валом привода 5 при помощи упругой компенсирующей муфты 4. Ведомое колесо зубчатой передачи насажено на рабочий вал привода.

Редуктор одноступенчатый, зубчатый горизонтальный. Звенья зубчатой передачи смазываются окунанием в масляную ванну (картерная смазка).

В курсовом проекте произведен кинематический расчет, расчеты передач, тихоходного вала редуктора, его подшипников и шпоночных соединений, выбрана смазка зубчатого зацепления редуктора и его подшипников. Разработана компоновка зубчатого редуктора.

Кинематический расчет силового привода

Выбор и проверка электродвигателя

Выбор электродвигателя

Исходя из полученных выше данных, выбираем электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором единой серии 4А по ГОСТ 19523-81 (серия АИР по ТУ16-525.564-84) с техническими характеристиками, представленными в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики выбранного электродвигателя

Тип двигателя	Исполне-ние	Число пар полюсов	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин		Диаметр вала, мм
AИР100S2	М100				2, 5

Рис.1 - Электродвигатель АИР160S8. Исполнение 1М1081 (по ТУ16-525.564-84)

Клиноременные передачи обычно применяют в качестве понижающих на быстроходных ступенях приводов при мощностях до 50 кВт, скоростях ремня до 25 м/с и передаточных числах до 6. Исходные данные для расчета клиноременной передачи берут из кинематического расчета привода.

Выбор сечения ремня

Выбирают сечение ремня: для передаваемых мощностей до 2 кВт применяют сечение ремней О (Z), для мощностей от 2 до 200 кВт сечение ремней выбирают по номограмме (рисунок 1), для Р=4 кВт и n₁=2860 мин^-1 (об/мин) сечение ремней принимают В (Б).

Определение длины ремня

Полученное значение L_p (мм) округляют до ближайшего значения по ГОСТ 1284.1: 1400.

Предварительный расчет валов и компоновка редуктора

Расчет быстроходного вала

Диаметр быстроходного вала:

Длина быстроходного вала:

Выбор подшипников качения

Для быстроходного вала редуктора выбираем подшипники роликовые конические однорядные легкая широкая серии №7513 ГОСТ 333-79 со следующими размерами: , диаметр внутреннего кольца подшипника d = 65 мм, диаметр наружного кольца подшипника D =120 мм, r = 2, 5 мм.

Для тихоходного вала редуктора выбираем подшипники роликовые конические однорядные легкая широкая серии №7511 ГОСТ 333-79 со следующими размерами: , диаметр внутреннего кольца подшипника d =55 мм, диаметр наружного кольца подшипника D=100 мм, В=25 мм, с=21 мм, r=2, 5 мм.

Выбор смазки

Смазывание зацепления производится окунанием конического колеса в масло и последующим его разбрызгиванием. Масло заливается внутрь корпуса редуктора до уровня, обеспечивающего погружение червячного колеса на глубину:

- миниум мм;

- максиум мм.

Минимальный объем масляной ванны назначаем из расчета примерно 0, 7 дм³ на 1 кВт передаваемой мощности, т.е. V=0, 7∙ 4, 713 дм³. Окончательно объем смазки определяется объемом картера редуктора.

Сорт масла устанавливаем исходя из требуемой вязкости. Для конической передачи при скорости скольжения м/с и расчетном контактном напряжении МПа по таблице определяем требуемую вязкость масла 15 мм²/c.Назначаем сорт масла И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4-87. Вязкость выбранного масла лежит в диапазоне 41…51 мм²/c. Смазывание подшипников качения осуществляется пластичной смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74 который можно использовать при температуре от -60 до+90⁰С.

Объём заливаемого масла должен соответствовать максимальному уровню на маслоуказателе.

Порядок сборки редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора.

Начинают сборку с того, что на конический вал надевают роликоподшипник конический однорядный легкой широкой серии, (последние предварительно нагревают в масле до 80-100⁰С). Собранный конический вал вставляют в корпус.

В начале сборки вала конического колеса глухую крышку прикрепляют к корпусу редуктора. Затем, роликовые подшипники монтируют в посадочных местах на крышках, нагретые в масле. Напрессовывают колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку. Собранный вал укладывают в закрепленную глухую крышку корпуса.

Закладывают в подшипниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки подшипниковых узлов с прокладками.

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель. Заливают в редуктор масло. Закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.