Проектирование привода двухскоростного шнекового питателя (винтового конвейера)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

прямозубой передачи, муфты и трех пар подшипников соответственно.

Мощность электродвигателя определяется по формуле: .

Рис. 3. Кинематическая схема 2.

Схема 3.

КПД привода можно определить по формуле: , где    -  КПД ременной, цилиндрической прямозубой передачи, муфты и трех пар подшипников соответственно.

Мощность электродвигателя определяется по формуле: .

Рис. 4. Кинематическая схема 3

1.4  Выбор кинематической схемы

Выбираем третью схему (рис. 4). 

КПД  данной схемы наибольший и составляет 84,2%.

При расчете частот вращения ошибка  не превышает 2,6%.

Ременная передача обеспечивает бесшумность работы, и самопредохранение от перегрузок, проскальзывания ремня (например, при заклинивании привода).

Прямозубая цилиндрическая передача проста в изготовлении.  При ее использовании практически отсутствуют осевые силы, что позволяет применять простые подшипниковые узлы, также с легкостью выполняется условие смазки.

Существуют также недостатки при применении этих передач, но перечисленные положительные качества перевешивают их.

1.5  Подбор двигателя

Для цилиндрического двухступенчатого редуктора наиболее рациональным оказывается передаточное отношение , которое обеспечивается электродвигателем с синхронной частотой вращения (табл. 1).

Выберем двигатель серии 4А закрытого обдуваемого исполнения 4А132М4УЗ, имеющего при синхронной частоте вращения 1500 мин-1 следующие технические данные:

1.6  Уточним передаточное отношение привода редуктора по формулам:

Пользуясь соотношениями (1.4) и (1.5) подбираем стандартные значения передаточных отношений у быстроходной и тихоходной передачи.[1,стр.137]

Округляем до стандартных значений [1, стр. 137]

Корректируем передаточные отношения тихоходной передачи

1.7   Определяем частоты вращения и угловые скорости вращения на валах

Скорости на валах:

Скорость первого вала (вала двигателя): .

Скорость вращения второго вала: .

Скорость вращения третьего вала: .

Скорость вращения третьего вала (скорость вращения вала исполнительного органа):

1.8  Определяем крутящие моменты на валах.

Момент на первом валу (вал электродвигателя): , где  - мощность двигателя;  (n – частота вращения двигателя).

Момент на втором валу:

Момент на третьем валу:

Момент на четвертом валу:

2. Расчет зубчатых колес редуктора

2.1. Выбор материала для зубчатых колес

Желая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, выбираем для изготовления колес сравнительно недорогую легированную сталь 40ХН:

2.2. Расчет допускаемых контактных напряжений [sH]

Допускаемые контактные напряжения определим по формуле:

 [1, с.167 – 173]

Для улучшения предел контактной прочности sНlimb = 2HBш + 70, коэффициент безопасности Sн = 1,1.

Быстроходная ступень:

Рассчитаем предел усталостной прочности:

для шестерни термообработка – улучшение, твердость НВш = 280,

для колеса термообработка – улучшение, твердость НВк = 250.

σHlimbш = 2·НВш + 70 = 2·280 + 70 = 630 МПа;

σHlimbк = 2·НВк  + 70 = 2·250 + 70 = 570 МПа.

Коэффициент долговечности:

,

где NНО –  базовое число циклов, которое определяется из графиков [1, рис. 8.40,а] и равно для шестерни NНОш = 21,7·106 , для колеса NНОк = 17·106;     NHE – эквивалентное число циклов.

, где с = 1 –  число зацеплений;

n = n2 = 729 мин-1 скорость вращения (для шестерни);

n = n3 = 182,29 мин-1 скорость вращения (для колеса);

t  = 365×L×Kг×24×Kc = 365×2×0,8×24×0,1 =  1401,6 ч,

L = 2 – количество лет, которые работает установка,

Кг = 0,8, Кс = 0,1 – коэффициенты годового и суточного использования  соответственно;

При расчете на выносливость зубчатых колес, принято не учитывать перегрузки при которых число циклов переменных напряжений за полный срок службы <. Проверяем сколько циклов нагружения имеет передача при нагрузке Tmax

Следовательно, перегрузки не учитываем.

Для шестерни:

,т.к результат получился меньше единице, то принимаем

.

Для колеса:

 

.

Тихоходная ступень:

Рассчитаем предел усталостной прочности:

для шестерни термообработка – улучшение, твердость НВш = 250,

для колеса термообработка – улучшение, твердость НВк = 230.

σHlimbш = 2·НВш + 70 = 2·250 + 70 = 570 МПа;

σHlimbк = 2·НВк  + 70 = 2·230 + 70 = 530 МПа.

Коэффициент долговечности:

,

где NНО –  базовое число циклов, которое определяется из графиков [1, рис. 8.40,а] и равно для шестерни NНОш = 17·106 , для колеса NНОк = 14·106;     NHE – эквивалентное число циклов.

, где с = 1 –  число зацеплений;

n = n3 = 182,29 мин-1 скорость вращения (для шестерни);

n = n41 = 57,324 мин-1 скорость вращения (для колеса);

n = n42 = 76,272 мин-1 скорость вращения (для колеса);

t  = 365×L×Kг×24×Kc = 365×2×0,8×24×0,1 = 1401,6 ч,

L = 2 – количество лет, которые работает установка,

Кг = 0,8, Кс = 0,1 – коэффициенты годового и суточного использования  соответственно;

Для шестерни (первой скорости):

 

Для колеса (первой скорости):

.

.

Для шестерни (второй скорости):

Все расчеты совпадают с расчетом для шестерни первой скорости.

Для колеса (второй скорости):

.

2.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба [sF]

Допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса рассчитаем по формуле:

 [1, с. 173 – 174]

где KFC = 1 – коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки;

YR = 1,2 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности;

SF = 1,75 –  коэффициент безопасности.

Быстроходная ступень:

Предел выносливости зубьев при изгибе:

σFoш = 1,8·НВш = 1,8·280 = 504 Мпа;

σFoк = 1,8·НВк = 1,8·250 = 450 МПа.

Эквивалентное число циклов принимаем: NFEш= NHЕш = 53,68×106; NFEк= NHЕк =13,42×106.

Базовое число (для всех сталей):  NFО = 4·106.

Для шестерни:

Определим коэффициент долговечности

так как результат получился меньше единицы, то принимаем КFLш = 1;

Для колеса:

так как результат получился меньше единицы, то принимаем КFLк = 1;

Тихоходная ступень:

Предел выносливости зубьев при изгибе:

σFoш = 1,8·НВш = 1,8·250 = 450 Мпа;

σFoк = 1,8·НВк = 1,8·230 = 414 МПа.

Эквивалентное число циклов принимаем:

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
538 Kb
Скачали:
0