Энергетический и кинематический расчёт привода. Расчёт передач, валов. Расчёт и подбор подшипников

Содержание

           Введение

1.       Энергетический и кинематический расчёт привода

1.1.  Выбор электродвигателя

1.2.  Определение общего передаточного числа коробки передач

1.3.  Определение мощности на валах

1.4.  Определение частот вращения валов

1.5.  Определение крутящих моментов на валах

2.       Расчёт передач

2.1.  Расчёт первой ступени

2.2.  Расчёт второй ступени

2.3.  Расчёт третьей ступени

3.       Расчёт валов

3.1.  Расчёт входного вала

3.2.  Расчёт выходного вала

4.       Расчёт и подбор подшипников

4.1.  Расчёт подшипников быстроходного вала

4.2.  Расчёт подшипников тихоходного вала

5.       Расчёт шпоночных и шлицевых соединений

6.       Подбор муфты

7.       Выбор и обоснование способа смазки передач и подшипников

     Список литературы

     Приложение А. Эскиз электродвигателя

     Приложение Б. Эскиз муфт

     Приложение В. Спецификация и таблица составных частей к графической части

                                                   Введение

          Привод, разрабатываемый мною,  коробки включает в себя: раму, электродвигатель

4А80В6У3, 3-х ступенчатую коробку передач, состоящую из быстроходного и тихоходного вала, блока шестерен и трёх прямозубых колёс, а также механизма переключения передач, упругую муфту МУВП 31,5-22-I.1-У3, соединяющую, соединяющей вал электродвигателя и входной вал коробки передач, и кулачково-дисковую муфту 63-25-I.1.собственно коробки передач, состоящей из быстроходного и тихоходного вала, блока шестерен и трёх прямозубых колёс, а также механизма переключения передач. На конце тихоходного вала установлена зубчатая муфта для соединения коробки с каким-либо агрегатом. С помощью коробки передач можно ступенчато менять частоту вращения выходного вала в заданных пределах, а тем самым изменять скорость движения приводного агрегата.

1. Энергетический и кинематический расчёт привода

1.1. Выбор электродвигателя. 

1.1.1. Определение мощности электродвигателя:

          Р_Э = Р_{ВЫХ  /} h_ОБЩ ,

где Р_ВЫХ – потребляемая мощность привода, кВт;

          h_ОБЩ – общий КПД привода.

          h_ОБЩ = h_М ×h_П,

где h_М – КПД муфты, h_М = 0,98;

          h_П – КПД передачи, h_П = 0,97;

          h_ОБЩ = 0,98×0,97 = 0,95,

          Р_Э = 1,0_/0,95=1,05 кВт.

1.1.2. Определение частот вращения электродвигателя.

          n_Э = n _ВХ = 930 мин^-1.

Выбираем электродвигатель 4А80В6УЗ исполнение IМ 1081 ГОСТ 19523-74:

Р_Э = 1,1 кВт, n_Э = 920 мин ^-1, К_П = 2,0.

1.2. Определение передаточного числа коробки передач.

          U₁  = n_Э / n₁,

где U₁ - передаточное число второго вала на первой скорости,

          n₁- частота вращения второго вала на первой скорости, мин^-1;

          n₁ = n_min = 250 мин^-1,

          U₁ = 920_/250  = 3,68.

          U₂ = n_Э / n₂ ,

где U₂ - передаточное число на второй скорости;

          n₂  - частота вращения выходного вала на второй скорости, мин^-1.

          U₂ = 920/315 = 2,90,

          n₂ = n₁×j = 250×1,26 = 315 мин^-1;

          U₃ =  n_Э / n₃,   

где U₃ - передаточное число на третьей скорости,

          n₃ - частота вращения выходного вала на третьей скорости, мин^-1;

          U₃ =  920/396,9 = 2,32.

Принимаем стандартные значения передаточных чисел:

          U₁ = 3,35,

          DU = | (U_расч – U_станд )/ U_станд | × 100% = | (3,68 – 3,55)/ 3,55 | × 100% =

= 3,68% < [DU ] = 4%.

          U₂ = 2,8,

          DU = | (2,9 – 2,8)/ 2,8 | × 100% = 3,57%< [DU ] = 4%.

          U₃ = 2,24,

          DU = | (2,32 – 2,24)/ 2,24 | × 100% = 3,5%< [DU ] = 4%.    

1.3. Определение мощности на валах.

          Р₁= Р_Э × h_М,

где Р₁ - мощность на первом валу, кВт;

h_М  - КПД муфты;

          Р₁ = 1,1×0,98 = 1,08 кВт;

          Р₂ =  1,08×0,97 = 1,046 кВт.

1.4. Определение частот вращения валов.

          n₁ = n_Э = 920 мин^-1;

На первой скорости:

          n₂ = n_Э/ U₁ = 920/ 3,55 = 259,15 мин^-1;

На второй скорости:

          n₂ =  n_Э/ U₂ = 920/ 2,8 =358,57 мин^-1;

На третьей скорости:

          n₂ = n_Э/ U₃ = 920/2,24 = 410,71 мин^-1.

1.5. Определение крутящих моментов на валах:

          Т_i = 9550×Р_i/ n_i ,

где Т_i -  крутящий момент на валу, Н×м;

Р_i -  мощность на i-oм валу, кВт;

n_i - частота вращения i-го вала, мин^-1.

          Т₁ = 9550×1,08/ 920 = 11,19 Н×м;

На первой передаче:

          Т₂ = 9550×1,046/ 259,15 = 38,53 Н×м;

На второй передаче:

          Т₂ = 9550×1,046/ 328,57 = 30,39 Н×м;

На третьей передаче:

          Т₂ = 9550×1,046/ 410,71 = 24,31 Н×м.

Таблица 1. Исходные данные