Файл: Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода.docx

Введение 2

1.Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода 3

1.1.Выбор электродвигателя 3

1.2.Частота вращения вала двигателя 4

1.3.Общее передаточное число привода 4

1.4.Передаточное число ременной передачи 5

1.5.Частоты вращения валов (индекс соответствует номеру вала на схеме привода) 5

1.6.Мощности на валах 5

1.7.Крутящие моменты на валах 5

2.Расчет зубчатой передачи 6

2.1.Выбор материалов и способов термообработки 6

2.2. Определение допускаемых напряжений 7

2.3. Проектный расчет передачи 11

2.4.Проверочный расчет передачи 13

2.5Силы в зацеплении 17

3.Расчет клиноременной передачи 18

3.1.Определение крутящего момента на ведущем шкиве 18

3.2.Выбор ремня 19

3.3.Определение геометрических размеров передачи 19

3.4. Скорость ремня 20

3.5.Окружное усилие 20

3.6.Частота пробегов ремня 20

3.7.Допускаемое полезное напряжение 21

3.8.Число ремней 21

3.9.Сила предварительного натяжения одного ремня 22

3.10.Сила действующая на валы передачи 22

4.Расчет и проектирование валов 23

4.1.Расчет быстроходного вала 23

4.2.Расчет быстроходного вала в сечении В 31

4.3.Расчет быстроходного вала в сечении D 33

4.4.Расчет тихоходного вала 36

4.5.Расчет тихоходного вала в сечении В 45

4.6.Расчет тихоходного вала в сечении С 48

5.Расчет подшипников качения 53

5.1.Расчет подшипников быстроходного вала на долговечность 53

5.2. Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность 54

6.Проверка шпонок на смятие 56

6.1.Расчет шпонок быстроходного вала 56

6.2. Расчет шпонок тихоходного вала 57

7.Расчет элементов корпуса редуктора 59

8.Смазка редуктора 61

8.1.Cмазка зубчатых колес 61

8.2.Смазка подшипников 63

9.Сборка редуктора 64

Заключение 68

Библиографический список 69

Введение

Объектом проектной работы является привод технологической машины, состоящий из двигателя, ременной передачи и одноступенчатого цилиндрического редуктора.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых колес или передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Разработка данного механизма должна предусматривать наибольший экономический эффект применения оборудования, высокие технико-экономические и эксплуатационные качества. Механизм должен обладать высокой производительностью, надёжностью, ремонтопригодностью и экономичностью, а также минимальными габаритами. Данные требования учитываются в ходе проектирования изделия.

Целью данной работы является проектирование привода технологической машины и расчет узла «Редуктор 1102.303110.000».

Задачи проектирования: выполнение проектного и проверочного расчетов зубчатой передачи, прочностной расчет валов и подшипников качения, а также проектирование редуктора.

1.Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода

1.1.Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя:

где η₀ – общий КПД привода:

Здесь η₁– КПД зубчатой передачи, η₂– КПД ременной передачи,

η₃ – КПД одной пары подшипников качения, η₄–КПД муфты.

Примем η₁=0,98, η₂=0,96, η₃=0,99,η₄=0,98.

Тогда:

Синхронную частоту вращения двигателя выбираем из диапазонa:

По требуемой мощности выбираем асинхронный электродвигатель 160S4 ближайшей большей стандартной мощностью Р_э=15кВт, синхронной частотой вращения n_c=1500об/мин и скольжением S=2,3%.

1.2.Частота вращения вала двигателя

1.3.Общее передаточное число привода

Передаточное число цилиндрической зубчатой передачи рекомендуется выбирать из диапазона 2,5<u<5. Принимаю передаточное число зубчатой передачи u =3,15

1.4.Передаточное число ременной передачи

1.5.Частоты вращения валов (индекс соответствует номеру вала на схеме привода)

1.6.Мощности на валах

1.7.Крутящие моменты на валах

Крутящий момент на валу определяется по формуле

Отсюда:

T_о

T₁

T₂

2.Расчет зубчатой передачи

2.1.Выбор материалов и способов термообработки

Механические свойства материалов:

Шестерня

Материал Сталь 45

Термическая обработка Улучшение

Твердость поверхности зуба 269-302 HB

Колес

Материал Сталь 45

Термическая обработка Улучшение

Твердость поверхности зуба 235-262 HB

2.2. Определение допускаемых напряжений

2.2.1Допускаемые контактные напряжения

Для их определения используем зависимость:

где j=1 для шестерни, j=2 для колеса,σ_Hlim– предел контактной выносливости, K_HL – коэффициент долговечности, S_H– коэффициент безопасности.

Пределы контактной выносливости:

Коэффициенты безопасности для термообработки улучшение:

S_H₁ =1,1;S_H₂=1,1.

Коэффициенты долговечности:

Базовые числа циклов при действии контактных напряжений:

;

.

Эквивалентные числа циклов напряжений:

где μ_h=0,18 – коэффициент эквивалентности для среднего нормального режима работы.

Суммарное число циклов нагружения:

где с=1– число зацеплений за 1 оборот колеса,t_h – суммарное время работы передачи:

гдеL– срок службы передачи в годах, К_г – коэффициент использования в течение года, К_с – коэффициент использования в течение суток, ПВ – относительная продолжительность включения.

Здесь

Суммарное число циклов нагружения:

;

Поскольку

, примем

Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

Допускаемые контактные напряжения для косозубой передачи:

Условие

выполняется.

2.2.2.Допускаемые напряжения изгиба

гдеσ_Flim – предел изгибной выносливости зубьев, S_F – коэффициент безопасности, K_FC – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, K_FL – коэффициент долговечности.

Пределы изгибной выносливости зубьев:

Коэффициенты безопасности при изгибе:

S_F₁=1,7; S_F₂=1,7.

Коэффициенты, учитывающие влияние двухстороннего приложения нагрузки, для реверсивного привода:

K_FC₁=0,65; K_FC₂=0,65.

Коэффициенты долговечности: