ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

В данной работе спроектирован привод цепного конвейерапо следующим исходным данным:

Окружное усилие на звёздочках: F_t=35 кН;

Скорость на звёздочках: v=0,35 м/с;

Шаг тяговой цепи: Р_ц=100 мм;

Число зубьев тяговых звёздочек: z=9;

Срок службы привода: L=5 лет;

Привод цепного конвейера работает следующим образом:

Крутящий момент передается с вала асинхронного электродвигателя на клиноременную передачу, а затем на червячную передачу. Далее через муфту на звездочки тяговых цепей.

Дополнительные данные:

1) Привод нереверсивный;

2) Число смен работы – 2 смены;

3) Продолжительность включения – ПВ=0,25;

4) Конструкция корпуса редуктора – литой;



Рис 1.1. Схема привода

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1.1 Мощность на выходном валу Р_вых, кВт:

(1.1)

где F_t–Окружное усилие на звездочках

, ; – Скорость на звездочках,

Р_вых = 35·0,35 = 12,25 кВт.

1.2 Частота вращения выходного вала n_вых, об/мин:

n =60·10³∙ / z∙Р_ц(1.2)

_n =60·10³∙0,35/ 9∙100= 23.3об/мин.

Общий КПД привода

 = ₁₂_м (1.3)

где коэффициент полезного действия:

₁– клиноремённой передачи,₁= 0,95[1];

₂– 4-х заходной червячной передачи, ₂=0,87[1];

_м – муфты, _м=0,99[1].

 = 0,950,87·0,99 = 0,82

1.4 Потребная мощность двигателя P, кВт:

P= , (1.4)

P= =14,93 кВт.

---

Ориентировочное общее передаточное отношение привода u,определяется как произведение передаточных отношений отдельных ступеней по формуле:

u = u₁ u₂; (1.5)

где u₁- передаточное отношение клиноремённой передачи, u₁= 4;u₂ -передаточное отношение червячной передачи, u₂= 12

u =4·12= 48.

Потребная частота вращенияn, об/мин по формуле

n = n_IIIu; (1.6)

n =23,23·48 = 1115об/мин.

Выбор электродвигателя. В соответствии с потребными мощностью и частотой вращения принят электродвигатель АИР160M6[1].Его паспортные данные: номинальная мощность: P_эд = 15 кВт; номинальная частота вращения 970 об/мин

1.9 Уточненное передаточное отношение клиноремённой передачи:

u =n_эд/n_III (1.7)

u =970/23,3=41,6.

Рассчитанное передаточное отношение меньше ориентировочного. Оставлено без изменения u₂ = 12; уточнено предварительно принятое передаточное отношение ремённой передачи по формуле

u₂ = u/u₁;(1.8)

u =41,6/12=3,46.
1.10 Мощности на валах, кВт:

P_i = P_i-1_i, (1.8)

где P_i-1 – мощность на предыдущем валу, кВт; _i – КПД соответствующей передачи.

Р₁ = Р_потр = 14,93кВт;

Р₂ = 14,93 0,95 = 14,18 кВт;

Р₃ = 14,18 0,87= 12,34 кВт;
1.11 Частоты вращения валов, об/мин:

, (1.9)

где n_i-1 – частота вращения предыдущего вала, об/мин; u_i – передаточное число соответствующей ступени.

n₁ = n_эд = 970 об/мин;

n = =280 об/мин;

n = = 23,33 об/мин;

1.12 Крутящие моменты на валах, Н·м:

(1.10)

где P_i – мощность на соответствующем валу, кВт; n_i-1 – частота вращения на соответствующем валу, об/мин.

Т₁ = = 146,99 Нм;- момент на валу электродвигателя

---

Т₂ = = 483,6 Нм;-момент на быстроходном валу редуктора

Т₃ = = 5051,31 Нм- момент на на тихоходном валу редуктора
Анализ расчётов:

1. Окончательно принятые передаточные отношения находятся в рекомендуемых пределах.

2. Рассчитанные значения n₄ и P₄ соответствуют заданным.

Результаты вычислений помещены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

	I ступень, клиноременная передача	II ступень, червячная передача
	14,93	14,18
	14,18	12,34
	970	280
	280	23,3
	3,46	12
	146,99	483,6
	483,6	5051,31

2 РАСЧЁТ КЛИНОРЕМЁННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель: рассчитать параметры клиноремённой передачи

Исходные данные:

Мощность на ведущем валу P_потр = 14,93 кВт.

Частоты вращения валов: n_эд= 970 об/мин, n₁ = 280об/мин.

Передаточное отношение u₁ = 3,46.

Вращающие моменты на валах: Т = 146,99 Н∙м, Т₁ = 483,6Н·м.

Работа двухсменная, передача горизонтальная.




Рисунок 2.1 – Кинематическая схема клиноремённой передачи
По номограмме [2] выбрано сечение клинового ремня B. Его характеристики: d₁ = 200мм, l_p = 1,9, W = 22мм, Т_о = 13,5, А = 230 мм²

---

.

Диаметр большого шкива d₂, мм:

d₂ = d₁u(1 – ε), (2.1)

где ε – относительное скольжение ремня, ε = 0,01.

d₂ = 200 ∙ 3,46 ∙ (1 – 0,01) = 685 мм

Принят диаметр ведомого шкива, равный 710 мм по ГОСТ 1783-73.

Уточнённое передаточное отношение u:

u = d₂ / (d₁(1 – ε)) = 710/ (200 ∙ (1 – 0,01)) = 3,58. (2.2)

Межосевое расстояние назначается предварительно из интервала a_min ≤ a≤a_max.

a_min = 0,55(d₁ + d₂) + T_o = 0,55 ∙ (200 + 710) + 13,5 = 514 мм.(2.3)

a_max = d₁ + d₂ = 200 + 710 = 910 мм. (2.3)

Принято межосевое расстояние 700 мм.

Длина ремня L, мм:

L
(2.4)
= 2а + 0,5π(d₁ + d₂) + (d₂–d₁)² / (4а) = 2 ∙ 700 + 0,5 ∙ 3,14 ∙ (200 + 685) + (685– 200)² / (4 ∙ 700) = 2872 мм

Принята длина ремня L_p = 2800 мм по ГОСТ 1284.1 – 80.

Уточнённое межосевое расстояние а, мм:

а = 0,25[(L_p – w) + ((L_p – w)² – 2y)^(1/2)], (2.5)

где w = 0,5π(d₁ + d₂) = 0,5 ∙ 3,14 ∙ (200 + 685) = 1389 мм; y = (d₂–d₁)² = (685– 200)² = 235225 мм.

a = 0,25 ∙ [(2800 – 1389) + ((2800 – 1389)² – 2 ∙ 235225)^(1/2)] = 661,01мм.

Угол обхвата меньшего шкива α₁:

α₁ = 180^о – 57((d₂–d₁) / а) = 180^о – 57 ∙ ((685 – 200) / 661,01) = 138^о. (2.6)

Необходимое для передачи необходимой мощности число ремней z:

z = (PC_p) / (P_oC_LC_αC_z),(2.8)

где С_р – коэффициент режима работы, С_р = 1,2,Р_о – мощность, кВт, допускаемая одним ремнём, Р_о = 8,23 кВт, C_L–коэффициент, учитывающий влияние длины ремня, C_L = 0,91, С_α – коэффициент угла обхвата, С_α = 0,89, С_z–коэффициент, учитывающий число ремней в передаче, С_z = 0,9.

z = (14,93* 1,2) / (4,8 ∙ 0,91 ∙ 0,89 ∙ 0,9) = 5

Принято число ремней равным 5.

Предварительное натяжение ветви клинового ремня F_o, Н:

F_o = ((850РС_рС_L) / (zυC_α)) + θυ², (2.7)

где θ – коэффициент, учитывающий центробежную силу, θ = 0,3 (Н∙с²)/м²; υ – скорость, м/с.

υ = (πd₁n₁) / 60000 = (3,14 ∙ 200 ∙ 970) / 60000 = 10,15 м/с. (2.8)

F_o = ((850 ∙ 14,93 ∙ 1,2 ∙ 0,91) / (5 ∙ 10,15∙ 0,89)) + 0,3 ∙ 10,15² = 338 Н

Сила, действующая на валы F_r, Н:

F_r = 2F_оzsin(α/2) = 2 ∙ 338∙ 5 ∙ sin69^o = 3155,5H. (2.9)

Рабочий ресурс ремней Н_о, ч:

Н_о = ((σ₁ / σ_max)⁸ ∙ 10⁷v_п) / (3600(υ / L_p)z), (2.12)

гдеσ_-1 – предел выносливости для клиновых ремней, σ_-1 = 7 МПа; σ_max – максимальное напряжение в сечении ремня;

σ_max = σ₁ + σ_и + σ_υ, (2.10)

где σ₁ – напряжение от растяжения, σ_и – напряжение от изгиба, σ

---

_υ – напряжение от центробежной силы.

σ₁ = F₁ / A, (2.11)

где F₁ – натяжение ведущей ветви, Н.

F₁ = F₀ + 0,5F_t, (2.12)

где F_t – окружное усилие, действующее в передаче, Н.

F_t = 2Т1 / d₁ = 2 ∙ 146,99 ∙ 10³ / 200 = 1470 H. (2.16)

F₁ =338 + 0,5 ∙ 1470 = 1073 H.

σ₁ = 1073 / 230 = 4,7МПа
σ_и = Е_иδ / d₁, (2.13)

где Е_и – модуль упругости, Е_и = 200 МПа; δ – толщина ремня, δ = 0,03d₁ = 0,03 ∙ 200 = 6 мм.

σ_и = 200 ∙ 6 / 200 = 6 МПа

σ_υ = ρυ²∙10^-6, (2.14)

где ρ – плотность ремня, ρ = 1200 кг/м³.

σ_υ = 1200 ∙ 10,15² ∙ 10^-6 = 0,12 МПа

σ_max = 4,7 + 6 + 0,12 = 10,82 МПа

Н_о = ((7 / 10,82)⁸ ∙ 10⁷ ∙ 2) / (3600 ∙ (10.15 / 2800) ∙ 5) = 9406ч??????

Условия выполняется. Ресурса достаточно

3 РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель: Вычислить геометрические данные червячной передачи.

Исходные данные:

Момент на ведомом валу Т₂ = 5051 Н∙м.

Частота вращения ведомого вала n₂ = 23 об/мин.

Передаточное отношение u₂ = 12

Передача нереверсивная, материал венца колеса БрА9Ж3Л, ресурсt_Σ = 20800 ч.

Т ип червяка – эвольвентный


Рисунок 3.1 – Кинематическая схема червячной передачи

Скорость скольжения υ_s, м/с:

υ_s = (4n₁ / 10⁴)T^(1/3).

Для венца червячного колеса принята оловянистая бронза БрА9Ж3Л,

отливка в кокиль, со следующими характеристиками: допускаемые изгибные напряжения [σ_0F]’ = 65 МПа, предел прочности [σ_В] = 390 МПа, предел текучести [σ_Т] = 196 МПа.

Допускаемые контактные напряжения [σ_Н]’, МПа:

[σ_Н]’ = 300 – 25υ_s (3.1)

Для червяка принята сталь 40Х.

Число циклов нагружения вала колеса N:

N = 60n₂t_Σ (3.2)

Коэффициент долговечности по контактной выносливости K_HL:

K_HL = (10⁷ / N)^(1/8) (3.3)

В расчётах принимают значения, находящиеся в пределах

0,63 ≤K_HL≤ 1,15 (3.4)

Коэффициент долговечности поизгибу K_FL:

K_FL = (10⁶ / N)^(1/9) (3.5)

Для передач машинного привода он должен находиться в пределах

0,543 ≤ K_FL ≤ 1 (3.6)

Допускаемое контактное напряжения [σ_Н], МПа:

[σ_Н] = [σ_Н]’K_HL. (3.7)

Допускаемое изгибное напряжение [σ_0F], МПа:

---

Смотрите также файлы

• Задание Для исследования выберите любое предприятие.docx

• Планеты земной группы. Планеты гиганты. Малые тела солнечной системы.doc

• Методические указания по выполнению лабораторной работы Измерение ширины запрещенной зоны методом температурного сканирования.pdf

• Инструкция по выполнению задание выполняется, опираясь на лекции по Разделу ii (темы 913), материалам основной и дополнительной литературы..docx

• Бекітемін Келісемін аралды Мектеп директоры Мектеп директорыны оу ісі дістемелік бірлестік.docx