Расчет и проектирование привода ленточного конвейера (двигатель 4А132М8У3)

Министерство образования РФ 

УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ОПММ»

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА        

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН

Выполнил: ст. гр.АХд-31

Схема №24

Вариант №12

Проверил: В

Ульяновск 2003

Содержание стр.

Техническое задание…………………………………………………………………………….3

1.Общие расчеты…………………………………………………………………………………4

1.1.Выбор электродвигателя……………………………………………………………………4

1.2.Определение крутящих моментов на валах и частоты вращения валов………………...4

2.1.Расчёт тихоходной цилиндрической зубчатой передачи………………………………….5

2.2.Расчёт быстроходной цилиндрической зубчатой передачи………………………………8

3.Результаты расчёта на ЭВМ цилиндрического редуктора и их анализ…………………...11

4.Конструирование и расчёт валов. Выбор подшипников…………………………………..15

4.1. Тихоходный вал…………………………………………………………………………...15

4.1.1. Предварительный расчёт диаметров и основных линейных размеров……………..15

4.1.2. Эскизная компоновка…………………………………………………………………..15

4.1.3. Проверочные расчёты………………………………………………………………….16

4.1.4. Выбор и расчет подшипников…………………………………………………………17

4.2. Промежуточный вал………………………………………………………………………17

4.2.1. Предварительный расчёт размеров……………………………………………………17

4.2.2. Эскизная компоновка…………………………………………………………………..19

4.2.3. Проверочные расчёты………………………………………………………………….19

4.2.4. Выбор и расчет подшипников…………………………………………………………20

4.3. Быстроходный вал………………………………………………………………………...21

4.3.1. Предварительный расчёт размеров……………………………………………………21

4.2.2. Эскизная компоновка…………………………………………………………………..21

4.2.3. Проверочные расчёты………………………………………………………………….23

4.2.4 Выбор и расчет подшипников………………………………………………………….24

5.Расчёт соединений……………………………………………………………………………24                 

5.1.Шпоночные соединения…………………………………………………………………...24

5.1.1.Соединение упругой муфты с быстроходным валом…………………………………24

5.1.2.Соединение тихоходного вала с упругой муфты……………………………………..25

5.1.3.Соединение зубчатого колеса с тихоходным валом………………………………….25

5.1.4.Соединение зубчатого колеса с промежуточным валом……………………………..26

6. Выбор смазочных материалов………………………………………………………………27

7. Порядок сборки редуктора…………………………………………………………………..27

8. Техника безопасности……………………………………………………………………….27

Список литературы……………………………………………………………………………..28

Приложение……………………………………………………………………………………..29

1.Общие расчеты

1.1.Выбор электродвигателя

Мощность на выходном валу привода определяется по формуле

Pt=F*V=9,5*0,6=5,7кВт, где F-окружное усилие на звездочке, кН; V-скорость ленты элеватора, м/с.

Момент на тихоходном валу редуктора определяется по формуле

Tt=F*Dз/2000=95000*292/2000=1387Н*м, где Dз-диаметр звездочки, мм.

Dз=t/sin(180/z)=100/sin(180/9)=292 мм.

Элеваторная мощность на тихоходном валу редуктора:

Pтэ=Fэ*V=F*V√(∑β¡²*α¡)=9,5*0,6*√(1²*0,2+0,6²*0,8)=4 кВт.

Общий КПД механизма:

ηобщ=η²м*η²цил*η пп=0,98²*0,98²*0,99 =0,87.

Мощность электродвигателя:

Pэл=Pтэ/ηобщ=4/0,87=4,6 кВт.

Частота вращения приводного вала:

Nз=60*V/(π*Dз)=60*0,6/(3,14*0,292)=39 об/мин.

Выбираем двигатель 4А132М8У3 P=5,5 кВт, s=4,1%, Tпуск/Tном=1,8=ψ, Nф=720об/мин.

Общее передаточное отношение механизма:

U=Nф/Nз=720/39=18,5.

Принимаем для тихоходной ступени Uт=3,55, тогда для быстроходной Uб=U/Uт=18,5/3,55=5,21.

1.2.Определение крутящих моментов на валах и частоты вращения валов

Tном=9550*Pном/Nф=9550*5,5/750=72,95 Н*м, где Tном-номинальный момент на валу электродвигателя, Н*м.

Моменты будут рассчитываться от тихоходного вала к двигателю:

Tз=F*Dз/2=9,5*292/2=1387 Н*м;

T3=Tз/ηпп*ηм=1387/0,99*0,98=1430 Н*м;

T2=T3/ηпп*ηцил*Uт=1430/0,99*0,97*3,55=419,5 Н*м;

T1=T2/ηпп*Uб=419,5/0,99*5,21=81,3 Н*м;

T1´=T1/ηм*ηпп=81,3/0,98*0,99=83,8 Н*м;

Tпик=Т1´*βпуск=83,8*1,6=134,1 Н*м;

Тср.пуск=ψ*Тном=1,8*72,95=131,31 Н*м.

Проверка двигателя на преодоление нагрузок в процессе работы:

Тср.пуск≥Тпик - условие работы двигателя.

131,31<134,1, условие работы двигателя не выполняются с перегрузкой на 2,1%. Не смотря на небольшую перегрузку, выбираем этот двигатель.

Определение частоты вращения валов.

Частоту вращения на валах будем рассчитывать от двигателя к выходу.

N1=Nдвиг=720 об/мин;

N2=N1/Uб=720/5,21=138,2 об/мин;

N3=N2/Uт=138,2/3,55=38,9 об/мин;

Nт=N3=38,9 об/мин.

2.1.Расчёт тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

Тmax=T3=1430 Н*м, Uт=3,55, N1=138,2 об/мин, материал зубчатых колес – сталь 40Х, термообработка – закалка т.в.ч., HRC 45..55.

Предварительное межосевое расстояние:

а´=(U+1)*³√((270/[σ])²*T´p/(ψ´*a)).

Расчетный момент:

Т´р=Кнд*Кн*Тmax.

Коэффициент долговечности:

Кнд=Кне³√(N/Nhg)≤1.

Коэффициент эквивалентности:

Кне=³√(∑(Т¡/Т)³*t¡/t)=³√(1³*0,2+0,6³*0,8)=0,72.

Твёрдости зубчатых колес одинаковы, лимитирует шестерня.

Наработка шестерни:

N=t*60*N1*c=3810*60*138.2*1=3,2*10

T=365*L*24*Kг*Kс=365*5*24*0,3*0,29=3810,6 ч.

База контактных напряжений:

Nhg=1*10 , Kyg=0,72*³√(3,2*10 /1*10)=0,49.

Коэффициент нагрузки:

K´h=K´hα*K´hβ*K´hv

Предварительное значение окружной скорости:

V´=(N1/10³*Cv)*³√(Tmax/U²*ψ´a)

Выбираем коэффициент шириной ψ´а=0,315.

Коэффициент Сv=19,5 =>

V´=(138,2/10³*19,5)*³√(1430*10³/3,55²*0,315)=0,5 н/с.

Коэффициент распределения нагрузки:

К´hα=1,05.