Файл: Содержание 3 1 Описание конструкции и работы привода механизма 5.docx

Содержание

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

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

Применение редукторов обусловлено экономическими соображениями. Масса и стоимость двигателя при одинаковой мощности понижаются с увеличением его быстроходности.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т.д.); относительному расположению валов в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.). В данном проекте разрабатывается одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор.

---

Зубчатые передачи являются основными видом передач в машиностроении. Их основные преимущества: высокая нагрузочная способность, и, как следствие, малые габариты; большая долговечность и надежность работы; высокий КПД; постоянство передаточного отношения; возможность применения в широком диапазоне мощностей, скоростей, передаточных отношений. Недостатки: шум при работе, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа, незащищенность при перегрузках, возможность возникновения значительных динамических нагрузок из-за вибрации.

Подшипники служат опорами для валов. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вращения вала. В данном приводе используются шариковые радиальные подшипники, которые воспринимают радиальную нагрузку в зубчатой цилиндрической передаче.

1 Описание конструкции и работы привода механизма

Горизонтальный ленточный транспортер – один из самых распространенных типов конвейеров. Предназначен для перемещения в горизонтальной плоскости и прямом направлении различных грузов и продуктов, от сыпучих и не сформированных до штучных и крупнокусковых. Горизонтальный ленточный транспортер позвляет автоматизировать и ускорить производственные процессы предприятия, снизить затраты на ручной труд, повысить производительность.

Рама и несущие конструкции оборудования могут быть выполнены из нержавеющей стали, углеродистой стали окрашенной оплавляемой порошковой эмалью и углеродистой стали покрытой горячим цинкованием.
Конвейеры изготавливаются с применением полимернотканевых, резинотканевых, бескордовых, тканных, тефлоновых и других лент с различными аксессуарами и приспособлениями.

Управление конвейером может быть осуществлено при помощи стандартного пускателя в корпусе, шкафа управления для регулировки скорости, а также интегрировано в общую систему управления производственной линией.

Приводная станция к горизонтальному ленточному транспортеру предназначена для увеличения крутящего момента на приводном валу.

2 Кинематический и энергетический расчет приводной станции. Ориентировочный расчет валов

2.1 Выбор электродвигателя

Исходные данные:

Мощность, передаваемая ведомым валом редуктора:

---

N₂ = 6,0 кВт. Частота вращения ведомого вала редуктора n₂ = 253 мин^-1. Передаточное число u=1,4. Режим нагрузки: легкий. Срок службы приводной станции, Lh=10*10³ часов.

Определяем предварительное значение КПД привода [5, c.12]:

, (2.1)

где - КПД зубчатой цилиндрической закрытой передачи,

- КПД пары подшипников качения,

.

Определяем требуемую мощность на ведущем валу привода Р':

, (2.2)

где Р_Т — мощность, передаваемая ведомым валом редуктора;

η_общ — общий КПД привода

.

Требуемая частота вращения электродвигателя

(2.3)
При заданном режиме нагрузки механизма принимается электродвигатель серии A4 типа 4А112M2У3 с номинальной мощностью P_ЭД = 7,5 кВт, асинхронной частотой вращения вала n_ЭД = 500 мин^-1, диаметр вала электродвигателя d_в = 32 мм.



Рисунок 2.2 – Электродвигатель асинхронный

2.2 Расчет параметров на всех валах

Мощности на валах привода:



Частоты вращения валов:



Крутящие моменты на валах привода



Угловые скорости на валах

---

Предварительно определяются диаметры валов привода из условия прочности на кручение при пониженных допускаемых напряжениях



.

Таблица 2.2 – Результаты кинематического расчета

№ вала	Р, кВт	n, мин-1	Т, Нм	ω, с-1
1	7,5	500	143,25	52,33
2	7,2	357,14	192,53	37,38

3 Расчет зубчатой передачи редуктора

Исходные данные:

- мощность на колесе Р₂=7,2 кВт,

- крутящий момент на ведущем валу Т₁=143,25 Нм,

- крутящий момент на ведомом валу Т₂=192,53 Нм,

- частоты вращения валов n₁=500 мин^-1, n₂=357,14 мин^-1,

- передаточное число u=1,4,

3.1 Выбор материала зубчатых колес

С целью понижения габаритов передачи, получения высокой изгибной и контактной выносливости зубьев выбираем для шестерни и колеса материал сталь 40Х. Механические характеристики сердцевины – σ_В=850МПа, σ_Т=550МПа [3, табл.8.8]. Термообработка шестерни – закалка ТВЧ до твердости 50 HRC, термообработка колеса – закалка ТВЧ до твердости 46 HRC.

3.2 Определение эквивалентного числа циклов перемены напряжений

Срок службы передачи:





Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную прочность:

(3.1)

где с=1 – число колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым, , частоты вращения шестерни и колеса,

- для шестерни:

циклов

-для колеса:

.

3.3 Определение допускаемых контактных напряжений

. (3.2)

Предел контактной выносливости:

---

[3];

,

.

S_H=1,2 – коэффициент безопасности [3, табл. 8.9].
Коэффициент долговечности:

. (3.3)

Базовое число циклов N_HO:

[3],

[3].

m– показатель степени.

Т.к. то m₁=20,

m₂=6.

Тогда:



Таким образом, допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

;

.

Расчетные допускаемые контактные напряжения:

.

3.4 Определение допускаемых изгибных напряжений

. (3.4)

Предел изгибной выносливости

[1].

[1].

S_F=1,75 – коэффициент безопасности [3].

Коэффициент долговечности:

, (3.5)

q=9 – показатель степени при твердости шестерни и колеса больше 350НВ,

- базовое число циклов для всех сталей:



Принимаем Y_N=1.

- коэффициент, учитывающий реверсивность нагрузки.

Для нереверсивной нагрузки

---