Проектирование индивидуального привода ролика транспортного рольганга трубопрокатного цеха

ЭЛЕКТРОСТАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

Московского государственного института стали и сплавов

(технологического университета)

(ЭПИ МИСиС)

Факультет: технологический

Кафедра: теоретической и прикладной механики

Специальность: технология машиностроения

Группа: ВТМ – 01

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: Детали машин    

Тема:

«Индивидуальный привод ролика транспортного рольганга »

Студент:   Савицких О.В.    _______________

Руководитель проекта: проф. Гриншпун М. И.        _______________

Защита с оценкой _____________________________________

«____»______________2006 г.

ЭЛЕКТРОСТАЛЬ 2006.

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе спроектирован индивидуальный привод ролика транспортного рольганга трубопрокатного цеха, который служит для передачи вращающего момента от асинхронного электродвигателя к ролику, осуществляющему транспортировку труб. Привод нереверсивный, режим работы привода средний равновероятный, расчётный срок службы привода 3 года. Состоит из электродвигателя и цилиндрического, двухступенчатого редуктора. В ступенях редуктора используются цилиндрические прямозубые колёса и шестерни. Корпус редуктора выполнен из стали  марки  45 .

Валы в корпусе редуктора установлены на радиальных однорядных шариковых подшипниках.

Вращающий момент от электродвигателя к редуктору и от редуктора к ролику передаётся с помощью муфт. Электродвигатель и редуктор устанавливают на плиту. Плиту крепят к полу фундаментными болтами.

1. Кинематический расчёт

1.1 Выбор электродвигателя

Для нереверсивного привода ролика транспортного рольганга применяем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Для выбора электродвигателя определяем его мощность по формуле (1).

;                                                    (1)

где: Т_СР – среднеквадратичный момент, Н×м (определяем по формуле (2)); n – число оборотов тихоходного вала, об/мин; h – КПД редуктора.

;                                                  (2)

Подставляем числовые значения в формулу (1) и (2):

  Н∙м;

 кВт;

По таблице 24.8 определяем тип двигателя и его частоту вращения.       

Применяем двигатель мощностью Р_НОМ = 7,5 кВт,  тип  160S8/730, с асинхронной частотой вращения n = 730 об/мин.

Основные размеры двигателя определяем по таблице 24.9.

1.2. Определение передаточных чисел привода

После выбора частоты вращения электродвигателя n определяем общее передаточное число привода по формуле (3):

;                                                   (3)

где: n – число оборотов электродвигателя (об/мин);

n_T – скорость вращения тихоходной ступени (об/мин).

 ;

Полученное расчётом общее передаточное число распределяем между типами и ступенями передач. Передаточные числа U_Б быстроходной и U_Т тихоходной ступеней двухступенчатых редукторов определяем по соотношениям, приведенным в таблице 1.3.

Передаточные числа для двухступенчатого редуктора по развёрнутой схеме будут определяться по формулам (4) и (5):

;                                                      (4)

;                                                 (5)

Подставляем цифровые значения в формулы (4) и (5):

;

.

1.3.Определение частоты вращения и вращающих моментов валов              привода

Зная частоту вращения быстроходного вала n_Б определяем частоту вращения n_П промежуточного и n_Т тихоходного валов по формулам (6) и (7):

;                                                       (6)

;                                                       (7)

Подставляем числовые значения в формулы (6) и (7):

 об/мин ;

 об/мин ;

Зная вращающий момент тихоходного вала Т_Т определяем вращающие моменты Т_П промежуточного и Т_Б быстроходного валов по формулам (8) и (9):

;                                                   (8)

;                                                   (9)

Подставляем числовые значения в формулы (8) и (9):

 Н∙м ;

 Н∙м.

Редуктор с рассчитанными значениями n и Т изображён на Рис 1.

Рис. 1

2. Расчёт зубчатых передач

2.1. Выбор твёрдости, термической обработки и материала зубчатых колёс

В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и требований к габаритным размерам выбираем материал, необходимую твёрдость колёс и соответствующий вариант термической обработки по таблице 2.1. Так как особых требований к размеру редуктора особых  не предъявляется, применяем  марку стали типа ст. 40Х с термообработкой улучшение.

Термическая обработка колеса –  улучшение,

твёрдость НВ 235…262, материал ст. 40X.

Термическая обработка шестерни –  улучшение, твёрдость НВ 235…262, материал ст. 40X.

2.2. Расчёт межосевого расстояния тихоходной и быстроходной цилиндрических зубчатых передач

Межосевое расстояние рассчитывается по формуле (10):  

;                                    (10)

где:    К_а= 4950 – (для прямозубых колёс );

U – передаточное отношение тихоходной (быстроходной) ступеней;                       

К_Hb  – коэффициент концентрации нагрузки;

Т_НЕ2 – эквивалентный момент на колесе (Н×м); 

Y_а – коэффициент;

[s]_Н – допускаемое напряжение (Па).

Коэффициент концентрации нагрузки К_Hb принимаем для неприрабатывающихся колёс. При переменной нагрузке:                       где:  – начальный коэффициент концентрации нагрузки, определяем по таблице 2.3. в зависимости от коэффициента . Так как ширина колеса b₂ и диаметр шестерни d₁ ещё не определены, коэффициент Y_d определяем ориентировочно:

;                                                (11)

где: Y_а – принимаем из ряда стандартных чисел, при симметричном расположении колёс Y_а = 0,5;

U – передаточное отношение тихоходной (быстроходной) передачи.

Для тихоходной передачи:

;

;

По формуле (12) определяем эквивалентный момент на колесе: