Расчет привода винтового конвейера, состоящего из двухступенчатого редуктора и ременной передачи

Содержание

Введение. 3

1. Схема привода. 4

2. Исходные данные. 5

3. Кинематический расчет привода. 6

4. Расчет зубчатых передач. 9

4.1 Расчет быстроходной передачи. 9

4.2 Расчет тихоходной передачи. 16

5. Предварительный расчет валов. 21

6. Конструктивные размеры элементов корпуса редуктора. 22

7. Прочностной расчет валов редуктора. 24

7.1 Расчет быстроходного вала. 24

7.2. Расчет промежуточного вала. 26

7.3 Расчет тихоходного вала. 29

8. Подбор и проверка подшипников на долговечность. 31

8.1 Подбор и расчет подшипников ведущего вала. 31

8.2 Подбор и расчет подшипников промежуточного вала. 32

8.3 Подбор и расчет подшипников тихоходного вала. 32

9. Проверка прочности шпоночных соединений. 34

10. Выбор муфты.. 36

10.1 выбор муфты для входного вала. 36

10.2 выбор муфты для выходного вала. 36

11. Посадка деталей редуктора. 37

12. Выбор сорта масла. 38

13. Сборка редуктора. 39

Заключение. 40

Список литературы.. 41

Введение

Редуктор - механизм, служащий для уменьшения частоты вра­щения и увеличения вращающего момента. Редуктор состоит из корпуса (литого чугуна или стального сварного). В корпусе редуктора разме­щены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используют подшипники качения. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направ­лении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых коле в пространстве.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повыше­ние вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Принцип действия зубчатой передачи основан на зацепле­нии пары зубчатых колес. Достоинством зубчатых передач является: высокий КПД, постоянство передаточного отношения и широкий диапазон мощностей.

Расчет и конструирование редуктора предполагает определение геометрических и конструктивных размеров отдельных деталей, разработку их конструкций. На основании опыта создания подобных устройств и действующих стандартов в данном курсовом проекте приведены рекомендации по определению передаточных чисел каждой передачи, подбору материалов для зубчатых колес и валов, проверке деталей на прочность, разработке эскизной компоновки редуктора, конструированию корпуса, зубчатых колес, валов, крышек подшипников, выбору подшипников, шпонок и муфт, а так же выполнены необходимые чертежи.

1. Схема привода

Рис. 1.1 – схема привода.

В механический привод (рис. 1) входят электродвигатель 1, редуктор 3, муфты 2. Редуктор – цилиндрический двухступенчатый. Быстроходная ступень 4 состоит из цилиндрической шевронной разнесенной пары колес. Тихоходная ступень образована зацеплением цилиндрической пары колес 5.  Привод размещен на раме сварной конструкции.

2. Исходные данные

Окружное усилие на барабане конвейера F = 3 кН.

Окружная скорость барабана v = 1,6 м/с.

Диаметр барабана D = 800 мм.

Срок службы 5 лет.

Суточный коэффициент К_сут = 0,2

Годовой коэффициент    К_год = 0,8

Рис.2.1 – график нагружения

3. Кинематический расчет привода

Подберем требуемый электродвигатель, для чего определим его потребную мощность.

P_потр =

где

Потребляемую мощность привода определим по формуле:

P_вых = = 3,0*1000*1,6 / 1000 = 4,8 кВт.

P_вых - мощность на приводном валу конвейера;

η_общ -  КПД привода.

КПД привода в данном случае можно определить по формуле:

η_общ = η⁴_подш ∙ η²_муф ∙ η³_цил

где

η_подш = 0,99 - КПД пары подшипников;

η_цил = 0,97 - КПД  цилиндрической зубчатой передачи;

η_муф = 0,98 - КПД муфты;

η_общ = 0,99⁴*0,98²*0,97³ = 0,841

Тогда потребная мощность составит

P_потр = 4,8 / 0,841 = 5,7 кВт.

Зададимся предварительно передаточными отношениями:

Передаточное отношение редуктора принимаем: U_ред = 20

Передаточное отношение тихоходной передачи определим по формуле:

U_T = 0,88= 0,88 = 3,93

Принимаем U_T = 4,0

Передаточное отношение быстроходной передачи определим по формуле:

U_Б = U_ред / U_T = 20 / 4,0 = 5,0

Тогда передаточное отношение редуктора составит:

U_ред = 5*4 = 20

Определим требуемую частоту вращения электродвигателя по формуле:

n_тр.дв = n_вых∙U_ред

где n_вых – частота вращения выходного вала:

n_вых = 6∙10⁴ = 6*10000*1,6 / (3,14*800) = 38,2 об/мин

n_тр.дв = 38,2*20 = 764 об/мин

По источнику [1; табл. 24.9], исходя из рассчитанных значений требуемой мощности и частоты вращения, подберем электродвигатель. Выбираем электродвигатель “АИР 132M8 ТУ 16-525564-84” с параметрами: P_дв=5,5 кВт, синхронной частотой вращения 750 об/мин (асинхронная частота вращения 712 об/мин).

Двигатель работает с перегрузкой, определим ее величину:

x = *100% = (5,7-5,5) / 5,7 * 100 = 3,5%

Что допустимо.

Пересчитаем передаточное отношение редуктора:

U_ред = n_дв / n₃ = 712 / 38,2 = 18,64.

Передаточное отношение тихоходной передачи оставим без изменений, скорректируем передаточное отношение быстроходной передачи:

U_Б = U_ред / U_Т = 18,64 / 4 = 4,66