Проектирование привода сварочного кантователя

Страницы работы

38 страниц (Word-файл)

Содержание работы

                                            Задание

Спроектировать привод сварочного кантователя.

S, кН

V, м/с

D, м

h

Ксут

Кгод

2,8

0,45

3,25

5

0,7

0,25


1. Кинематический расчет привода

1.1  Мощность на приводном барабане, кВт:

,

.

1.2  Общий КПД привода:

- КПД муфты;

- КПД подшипников;

- КПД закрытой передачи (редуктора);

- КПД открытой передачи (цепной передачи);

.

1.3  Требуемая мощность двигателя, кВт:

,

.

1.4  Выбираем двигатель:

Двигатель

Рдв , кВт

Синхронная частота,

Об / мин

Номинальная частота,

 Об / мин

4А80В2У3

2,2

3000

2850

4А90L4У3

2,2

1500

1425

4А100L6У3

2,2

1000

950

4А112MA8У3

2,2

750

700

1.4.1  Частота вращения барабана, об / мин:

,

.

1.4.2  Общее передаточное число привода для приемлемого варианта типа двигателя при номинальной мощности Рдв=2,2 кВт:

,

.

Выбираем двигатель с наименьшей частотой вращения n=700 Об / мин   

4А112МА8У3

Принимаем  тогда

,

.

2. Определение силовых и кинематических параметров привода

2.1 Частота вращения и угловая скорость на валах привода

 Вал двигателя:

 об/мин,

,

 рад/с.

 Быстроходный вал редуктора - червяк:

 об / мин,

 рад / с.

 Тихоходный вал редуктора- вал червячного колеса:

,

 об / мин,

,

 рад / с.

 Вал исполнительного механизма:

,

 об / мин,

,

 рад / с.

2.2 Вращающие моменты на валах привода

          Расчёт ведём от исполнительного механизма

 Вал электродвигателя, Н * м:

,

.

 Быстроходный вал редуктора, Н * м:

,

.

 Тихоходный вал редуктора, Н * м:

,

.

 Вал рабочей машины, Н * м:

,

.

 


3. Расчёт червячной передачи

3.1 Выбор материалов

При мощности Рдв=2,2 кВт для червяка выбираем сталь 40Х с улучшением и закалкой ТВЧ до твердости 45…50 НRСэ

Н * мм2; Н * мм2

Для определения материала венца червячного колеса необходимо знать скорость скольжения Vs, м / с:

,

.

Для изготовления венца червячного колеса выбираем материал группы II –

бронзу БрА10Ж4Н4, полученную способом центробежного литья,      Н * мм2; Н * мм2

3.2 Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений

 При твёрдости витков червяка ≥45HRCэ, допускаемые контактные напряжения Н / мм2:

,

.

Допускаемые изгибные напряжения, Н / мм2:

;

где - коэффициент долговечности при расчёте на изгиб равен:

,

где -эквивалентное число циклов перемены напряжений.

При ступенчатой циклограмме нагружения эквивалентное число циклов перемены напряжений рассчитываем по графику.

,

где Т2 – максимальный момент на валу червячного колеса, Н·м;

Т21 –момент на валу червячного колеса, соответствующий циклу 2, Н·м;

nц1; nц2 – число циклов перемены напряжений.

,

где - частота вращения червячного колеса на режиме при нагрузке Тi, об/мин;

- время работы на режиме за заданный срок эксплуатации, ч.

Срок службы приводного устройства, ч:

Lh=365 h Kгод tс Lс Kсут ,

          где h=5лет  срок службы привода ;

          tc=8 продолжительность смены;

          Lc=1 число смен; 

          Kсут= 0,7 коэффициент суточной нагрузки;

          Kгод=0,25 коэффициент годовой нагрузки;

Lh=365·5·0,25·8·1·0,7=2,5·103 .

Время работы на режиме, ч:

Lh1=0,3Lh ,

Lh1=0,3·2,5·103=0,75· 103 ,

Lh2=0,7Lh ,

Lh2=0,7·2,5·103=1,75·103 .

             

Частота вращения червячного колеса, об / мин:

,

,

,

.

Эквивалентное число циклов нагружения:

,

.

Коэффициент долговечности равен:

,

.

Для реверсивной передачи допускаемые изгибные напряжения, Н / мм2:

,

.

3.3 Определение параметров передачи

 Межосевое расстояние, мм:

,

.

Принимаем  мм.

 Число витков червяка Z1 зависит от передаточного отношения U=45, следовательно Z1=1,

Число зубьев колеса     ,

 Предварительные значения:

Модуль передачи, мм: 

,

.

По ГОСТ принимаем мм

Коэффициент диаметра червяка

,

.

Принимаем

Коэффициент смещения инструмента:

 ,

.

По условию неподрезания и незаострения зубьев колеса допускается принимать -1<х<1. Т.к. условие не выполняется, увеличим значение , тогда:

,

.

Фактическое передаточное число:

 ,

,

,

.

Фактическое значение межосевого расстояния, мм:

,

.

Основные размеры червяка:

делительный диаметр, мм: ,

;

          диаметр вершин витков, мм: ,

;

          диаметр впадин витков, мм: ,

;

делительный угол подъёма линии витков: ,

;

длина нарезаемой части червяка, мм:

,

;

для фрезеруемых и шлифуемых червяков расчётную длину увеличивают на 25мм.

  мм

Основные размеры венца червячного колеса:

          делительный диаметр, мм: ,

;

          диаметр вершин зубьев, мм: ,

;

          наибольший диаметр колеса, мм: ,

;

          диаметр впадин зубьев, мм: ,

;

ширина венца, мм: при  ,

;

          Принимаем мм.

          радиусы закруглений зубьев: ,

,

                                                   ,

        .

Проверочный расчёт

Скорость скольжения в зацеплении, м / с:

  ,

,

 где окружная скорость на начальном диаметре червяка равна, м / с:

,

.

Уточним допускаемое напряжение, Н / мм2:

,

.

Расчётное напряжение:

,

где окружная сила на колесе, Н / мм2:

,

,

.

Окружная скорость колеса, м / с:

,

.

Недогрузка передачи:

- условие выполняется, передача работоспособна.

Проверим напряжения изгиба зубьев колеса эквивалентное число зубьев:

,

,

коэффициент формы зуба

Напряжения изгиба зубьев колеса, Н / мм2:

,

.

условие выполняется, передача работоспособна.

          КПД передачи:

,

.

Фактическая скорость скольжения, м / с:

,

.

 


4.  Расчёт цепной передачи

4.1 Проектный расчёт

Проектный шаг цепи, мм:

,

,

 где  Н * м - вращающий момент на ведущей звёздочке (тихоходном валу редуктора)

Число зубьев ведущей звёздочки:

,

.

Принимаем

 - число рядов цепи (2-х рядная)

 - допускаемое давление в шарнирах цепи, Н / мм2

,

где - коэффициент эксплуатации;

- коэффициент динамичности нагрузки ( равномерная );

 - коэффициент, учитывающий способ смазки ( периодичная );

 - коэффициент, учитывающий наклон к линии горизонта ();

 - коэффициент, учитывающий регулировку межосевого расстояния ( не регулируется );

 - коэффициент, учитывающий режим работы ( односменная ).

Принимаем стандартный шаг р=31,75 мм

Число зубьев ведомой звёздочки:

,

.

Принимаем

Фактическое передаточное отношение:

,

Похожие материалы

Информация о работе