Кинематическая схема привода. Выбор электрического двигателя. Определение передаточных чисел. Определение крутящих моментов

Кинематическая схема привода.

Вариант 20А

Исходные данные.

1.  –  Эл. Двигатель (n=1500мин^-1)

2.  –  Муфта.

3.  – Редуктор червячный.

4.  – Цепная передача.

5.  – Тяговые звёздочки.

Ø Окружное усилие на двух звёздочках F_t =8 кН

Ø Скорость тяговой цепи V=0,35 м/с

Ø Шаг цепи P=125мм

Ø Число зубьев звёздочки z=9

Ø Долговечность зацепления t_∑ =9500часов

Ø Передаточное число цепной передачи u=2…2,5

Ø Выпуск единичный

Проектируемый привод цепного транспортера состоит из асинхронного электродвигателя исполнения 112М4, упругой торообразной муфты, соединяющей вал электродвигателя с быстроходным валом червячного редуктора.
1. Выбор эл. двигателя.

1.1. Мощность на барабане.

1.2. Расчётная мощность на валу двигателя.

1.3. Частота вращения приводного вала.

1.4. Выбор эл. двигателя.

Тип двигателя 112М4/1432

2. Определение передаточных чисел.

2.1. Общее передаточное число.

2.2. Передаточное число редуктора.

3. Определение крутящих моментов.

3.1. Крутящий момент на валу двигателя.

3.2. Крутящий момент на быстроходном валу.

3.3. Крутящий момент на тихоходном валу.

3.3. Крутящий момент на приводном валу.

Проверка

4. Определение допускаемых напряжений.

4.1. Определение скорости скольжения.

4.2. Выбор материала.

Для червяка принимаем марку стали 40Х.

Материал для зубчатого венца червячного колеса оловянная бронза Бр010Ф1 при

4.3. Определение общее число циклов перемены напряжений.

4.4. Коэффициент учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса.

4.5. Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений 10⁷.

4.6. Допускаемые контактные напряжения.

4.7. Исходное допускаемое напряжение изгиба.

4.8. Допускаемые напряжения изгиба.

5. Межосевое расстояние.

Принимаем

6. Подбор основных параметров передачи.

6.1. Число заходов червяка.

6.2. Число зубьев колеса.

6.3. Предварительный модуль передачи.

Принимаем

6.4. Предварительный коэффициент диаметра червяка.

Принимаем

6.5. Минимально допустимое значение q.

6.6. Коэффициент смещения.

6.7. Фактическое передаточное отношение.

7. Геометрические размеры червяка и колеса.

7.1. Делительный диаметр червяка.

7.2. Начальный диаметр червяка.

7.3. Диаметр окружности вершин витков.

7.4. Диаметр окружности впадин.

7.5. Длина нарезной части червяка.

Принимаем

Для фрезеруемых и шлифуемых червяков полученную расчётным путём длину b₁ увеличиваем на 25мм,

Принимаем

7.6. Делительный диаметр колеса.

7.7. Диаметр окружности вершин зубьев.

7.8. Диаметр окружности впадин.

7.9. Наибольший диаметр колеса.

7.10. Ширина венца.

Принимаем

8. Проверочный расчёт передачи на контактную прочность.

8.1. Определение окружной скорости на начальном диаметре червяка.

8.2. Угол подъёма линии витка червяка на начальном цилиндре.

8.3. Скорость скольжения в зацеплении.

8.4. Окружная скорость на колесе.

Принимаем

8.4. Расчётное контактное напряжение.

Расчётное напряжение находится в интервале

9. КПД передачи.

10. Силы в зацеплении.

10.1. Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке.

10.2. Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе.

10.3. Радиальная сила.

11. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.

11.1. Эквивалентное число зубьев червячного колеса.

11.2. Коэффициент формы зуба колеса.

11.3. Расчётное напряжение изгиба.

 – условие выполняется

12. Тепловой расчёт передачи.

12.1. Мощность на червяке.

12.2. Площадь поверхности охлаждения корпуса червячного редуктора.

При

12.3. Температура нагрева масла (корпуса) без искусственного охлаждения.

Максимально допустимая температура нагрева масла

13. Расчёт цепной передачи.

13.1. Число зубьев ведущей звёздочки.

13.2. Число зубьев ведомой звёздочки.

Принимаем

13.3. Фактическое передаточное число.

   

13.4. Шаг цепи.

Принимаем

Выбираем цепь 2ПР-38,1-25400

13.5. Оптимальное межосевое расстояние.

Межосевое расстояние в шагах

13.6. Число звеньев цепи.

Принимаем

13.7. Уточняем межосевое расстояние в шагах.

13.8. Фактическое межосевое расстояние.

Монтажное межосевое расстояние составит

13.9. Длинна цепи.

Монтажное межосевое расстояние составит

13.10. Фактическая скорость цепи.

13.11. Окружная сила передаваемая цепью.

13.12. Расчётное давление в шарнирах цепи.

13.13. Предварительное натяжение цепи.

13.14. Натяжение цепи от центробежных сил.

13.15. Прочность цепи.

14. Геометрические размеры звёздочек.

14.1. Делительный диаметр звёздочек.

14.2. Диаметр окружности выступов звёздочек.

14.3. Диаметр окружности впадин звёздочек.

14.4. Диаметр проточки звёздочек.

14.5. Ширина зуба звёздочек.

14.6. Ширина венца звёздочек.

14.7. Толщина обода звёздочек.

14.8. Толщина диска звёздочек.

14.9. Радиус закругления зуба.

14.10. Координата центра радиуса.

15. Эскизное проектирование.

15.1. Предварительные значения диаметров входного (быстроходного) вала.

Согласуем с диаметром вала электродвигателя

, принимаем

, принимаем

, принимаем

Длинна посадочного конца

Длинна промежуточного участка

15.2. Предварительные значения диаметров выходного (тихоходного) вала.

, принимаем

, принимаем

, принимаем

Длинна посадочного конца

Длинна промежуточного участка

Длинна ступицы колеса

Диаметр резьбы болта  на конце вала М8×1,25;

Диаметр штифта  на конце вала;

15.3. Предварительные значения диаметров приводного вала.

, принимаем

, принимаем

, принимаем

Длинна посадочного конца

Диаметр резьбы болта  на конце вала М8×1,25;

Диаметр штифта  на конце вала;

15.4. Расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

15.5. Зазор между внешними поверхностями деталей передач и внутренних поверхностей стенок корпуса.

15.6. Толщина стенки редуктора.

15.7. Толщина стенки крышки редуктора.

15.8. Ширина фланца стенки редуктора.

15.9. Напуск стенки редуктора.

15.10. Высота фланца стенки редуктора.

15.11. Диаметр фланца крышки подшипника быстроходного вала.

15.12. Диаметр фланца крышки подшипника тихоходного вала.

15.13. Диаметр прилива для подшипника быстроходного вала.

15.14. Диаметр прилива для подшипника быстроходного вала.

15.15. Винты крепления крышек подшипников.

Принимаем

15.16. Диаметр винтов крепления крышки редуктора.

Принимаем

15.17. Диаметр штифтов крепления крышки.

Принимаем

15.18. Диаметр винтов крепления к плите.

Принимаем

15.19. Уровень масла в редукторе.

Кинематическая вязкость

Принимаем масло И-Г-С-220

Индустриальное масло для гидравлических систем с антиокислителем.

16. Определение реакций опор.

16.1. Определение реакций опор вала червяка.

При вращении вала червяка с правой нарезкой по ходу часовой стрелки силы в зацеплении:

,,

Сила действующая на входной конец вала червяка

Примем предварительно подшипники роликовые конические 7309А.

Схема установки подшипников – враспор

Расстояние между заплечиками вала  по компоновочной схеме

Расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников

Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника

Расстояние между точками приложения радиальных реакций

Из условия равенства нулю моментов сил в опорах А и Б.

– в плоскости XOZ

– в плоскости YOZ

Проверка:

16.2. Определение реакций опор вала колеса.

Сила действующая на выходной конец вала червячного колеса

Примем предварительно подшипники роликовые конические 7313А.

Схема установки подшипников – враспор

Расстояние между заплечиками вала  по компоновочной схеме

Расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников

Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипника

Расстояние между точками приложения радиальных реакций

Из условия равенства нулю моментов сил в опорах Д и Е.

– в плоскости XOZ

– в плоскости YOZ

Проверка:

Реакции от консольной силы F_к

Проверка:

16.3. Определение реакций опор приводного вала.

Примем предварительно подшипники радиальные сферические 1317.

Расстояние между приводными звёздочками вала  по компоновочной схеме

Расстояние между точками приложения радиальных реакций по компоновочной схеме

Расстояние между точками приложения радиальных реакций до звёздочки

Из условия равенства нулю моментов сил в опорах Д и Е.

Проверка:

17. Подбор подшипников.

17.1. Подбор подшипников для вала червяка.

Схема установки подшипников – враспор.

Требуемый ресурс

Возможны кратковременные перегрузки до 150%.

Ожидаемая температура работы

Предварительно назначены подшипники роликовые конические 7309А.

; ;

   

   

17.2. Подбор подшипников для вала червячного колеса.

Схема установки подшипников – враспор.

Требуемый ресурс

Возможны кратковременные перегрузки до 150%.

Ожидаемая температура работы

Предварительно назначены подшипники роликовые конические 7313А.

; ;

 

 

17.3. Подбор подшипников для приводного вала.

Требуемый ресурс

Возможны кратковременные перегрузки до 150%.

Предварительно назначены подшипники радиальные сферические 1317.

; ;

 

18.  Расчет валов на выносливость.

18.1. Расчет на статическую прочность выходного вала червячного редуктора

Исходные данные - из расчета передачи, расчета подшипников