Проектирование механизма привода барабанной мельницы. Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням

Содержание расчетно-графической работы

Введение……………………………………………………………………………...5

1. Кинематический расчёт

1.1  Выбор электродвигателя……………………………………………………..6

1.2  Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням…7

1.3  Определение силовых и скоростных параметров передач…………………7

2.  Расчет редуктора

2.1  Выбор материала и определение допустимых напряжений……………...11

2.1.1  Выбор материала и допустимых напряжений для закрытой передачи……………………………………………………………….11

2.1.2  Выбор материала и допустимых напряжений для открытой передачи……………………………………………………………….14

2.2  Определение геометрических параметров передач……………………….16

2.2.1  Определение геометрических параметров закрытой передачи……16

2.2.2  Определение геометрических параметров закрытой передачи……20

2.3  Определение сил зацепления……………………………………………….25

2.3.1  Определение сил зацепления закрытой передачи……………….....25

2.3.2  Определение сил зацепления открытой передачи………………....26

2.4  Определение рабочих напряжений и проверка по напряжениям………..29

2.4.1  Определение рабочих напряжений и проверка по напряжениям закрытой передачи……………………………………………………29

2.4.2  Определение рабочих напряжений и проверка по напряжениям открытой передачи……………………………………………………30

3.  Предварительный расчет валов

3.1  Расчёт валов закрытой передачи………………………………….…31

3.2  Расчёт валов закрытой передачи………………………………….…31

4.  Предварительный выбор подшипников

4.1  Предварительный выбор подшипников для валов закрытой передачи……………………………………………………………….37

4.2  Предварительный выбор подшипников для валов открытой передачи……………………………………………………………….37

5.  Определение конструктивных размеров колес……………………………….39

6.  Подбор и проверка шпоночного соединения…………………………………40

7.  Конструктивная проработка элементов корпуса редуктора…………………42

Приложения [1-9]…………………………………………………………………..46

Список использованных источников……………………………………………..56

Эскизная компоновка редуктора

Реферат

В расчетно-графической работе представлены результаты проектирования механизма привода барабанной мельницы.

Применение таких машин способствует повышению производительности труда.

В работе приведены расчёты подтверждающие работоспособность механизма.

Расчетно-графическая работа содержит расчетно-пояснительную записку из 56 страниц  текста, 7 таблиц, 9 приложений, трех литературных источников и одного листа формата  А2.

 Задание

.

Спроектировать привод барабанной мельницы.

	М

 

Рисунок - Кинематическая схема привода барабанной мельницы.

Таблица - Исходные данные для проектирования.

Данные	Значения
Рвых,  кВт	4.5
Nвых,  об\мин	100
Закрытая цилиндрическая передача	Прямозубая
Открытая цилиндрическая передача	Ремённая
Муфта	Фланц.
Корпус	Литой
Рама	Литая
Срок службы в годах при 2-х сменной работе	5

Введение

Выполнение расчетно-графической работы студентами механических специальностей имеет целью закрепить теоретические основы изучаемых дисциплин кафедры и получить навыки по расчету и проектированию привода барабанной мельницы.

В расчетно-графической работе предлагается решение следующих задач:

1.  Выбор электродвигателя;

2.  Расчет редуктора:

-  предварительный расчет валов;

-   предварительный выбор подшипников;

-  определение конструктивных размеров колес;

-  подбор и проверка шпоночного соединения.

           При решении названых задач, я опирался на теоретические основы «Детали машин», даю обоснование на определенные задачи и рассчитываю их по методикам. 

1.  Кинематический расчет

1.1  Выбор электродвигателя.

         Определяем требуемую мощность электродвигателя по формуле:

   ,                                                                   (1)

- где    -общий КПД двигателя.               - мощность на выходе.

 

                                                (2)    

- где  - КПД закрытой  цилиндрической  прямозубой  передачи,(0,98)                        - КПД открытой цилиндрической  косозубой  передачи,(0,95)             - КПД пар подшипников,(0,99)

 

,

                                    к.Вт,

Электродвигатель подбираем по условию:

          Предварительную  частоту  вращения вала электродвигателя  определяем  по  формуле:

 ,                                         (3)

-  где  - частота вращения вала электродвигателя;                   - Рекомендуемые передаточные числа ,(3-6)

,

По приложению 2  выбираю электродвигатель  АОП-2

= 10кВт ;

n_НОМ =1440 об/мин;

 Типоразмер - 52-4.

1.2  Определение общего передаточного числа и разбивка его по      ступеням.

Передаточное число привода определяем по формуле:

                                                                       (4)

Проверку передаточного числа привода производим по формуле:

                                                                     (5)

Разбивку передаточного числа привода производим, принимая передаточное число закрытой передачи из стандартного ряда чисел:U_ЗП = 4.5. Передаточное число цилиндрической открытой передачи рассчитываем по формуле:

                                                        

.                                                 (6)

1.3  Определение силовых и скоростных параметров передач.

Определяем частоту вращения первого вала:

                                       ,                                                                    (7)

 

	-

Определяем частоту вращения второго вала:

Определяем частоту вращения третьего вала:

                                      (9)

                                     

Определяем частоту вращения четвертого вала:

                                      (10)

                                     

                                     (11)

                                    

          Определяем угловую скорость двигателя по формуле:

                            (12)

Определяем угловую скорость на первом валу:

(13)

Определяем угловую скорость на втором валу:

(14)

Определяем угловую скорость на третьем валу:

(15)             

Определяем угловую скорость на четвертом валу:

(16)

Определяем мощность на первом валу:

                      (17)

          Определяем мощность на втором валу:

(18)

Определяем мощность на третьем валу:

(19)

Определяем мощность на четвертом валу:

(20)

Определяем вращающий момент на валу электродвигателя:

(21)

Определяем вращающий момент на первом валу:

(22)

Определяем вращающий момент на втором валу:

(23)

Определяем вращающий момент на третьем валу:

(24)

Определяем вращающий момент на третьем валу:

(25)

Рассчитанные величины сводим в таблицу 1.

Силовые и скоростные параметры привода

Таблица  №1.

Номер вала	n, об/мин	, рад/с	P, кВт	Т, Нм
Вал  эл. двигателя	1440	150.72	8.26	54.8
1	1440	150.72	8	53.1
2	320	33.5	7.76	231.64
3	320	33.5	7.53	224.78
4	80	8.4	7.3	869

          Кинематическая схема редуктора указана в приложении 1.

2.  Расчет редуктора

2.1 Выбор материала и определение допустимых напряжений

Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условий ее работы. Производим подбор материала передачи, ее термообработку и твердость по таблице 6.1

2.1.1 Производим выбор материала и допустимых напряжений для закрытой (цилиндрической прямозубой) передачи.

 

-  Материал Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

-  Термообработка: Улучшение

-  Твердость: НВ₁269….302-шестерня

НВ₂235….262-колесо

Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

 

Определяем допустимое напряжение на контактную прочность:

                                         (26)

	-  где  - коэффициент долговечности ;              - допустимое контактное напряжение, соответствующее                          пределу  контактной выносливости Табл. 6[1];

                                     (27)

          Определяем коэффициент долговечности:

                                                                (28)

-  где -  число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу                          выносливости;  циклов  циклов  - наработка (число циклов перемены напряжения за весь срок службы)

 

Определяем наработку:

                                                                                       (29)

-  где -  срок службы привода, час;

 

Определяем срок службы:

                               (30)

-  где -  срок службы привода, лет(8);  - число смен (2-е смены);  - продолжительность смены, час (8часов);               0.85-принятое время простоя агрегата-15%;

,

,

,

Исходя из условия N > N_HO , принимаем K_HL=1;

,

К дальнейшему расчету принимаем минимальное значение допускаемого