Привод цепного транспортера. Кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя. Определение вращающих моментов на всех валах привода

Задание на проектирование 1.1 Вариант 7 Спроектировать привод цепного транспортера                              1 – Электродвигатель, 2 – ременная передача, 3 – двухступенчатый редуктор, 4 – муфта, 5 – цепной транспортер. I – Быстроходный вал; II – Промежуточный вал; III – Тихоходный вал. Рисунок 1 – Кинематическая схема цепного транспортера Таблица1 – Исходные данные для проектирования Рвых,., кВт. Nвых., об/мин. Ременная передача Цилиндр. передача 1 Цилиндр. передача 2 Рама 1 2 3 4 5 6 5,0 30 Клиноременная Прямозубая Шевронная Сварная
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		КС			Привод цепного транспортера	Лит			Лист	ЛистовПМ.КП.01.00.00.000 ПЗ ов
Пров..		Е.Н							2
						СибГТУ, гр.91-04
Н.контр.
Утв.

                                                                                                                                                           

                                                                                                                                                               

1. Кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя

Задачи кинематического расчёта

В задачу кинематического расчёта привода входит определение мощностей на всех валах привода, КПД привода и частных КПД, угловых скоростей, вращающих моментов на всех валах и передаточного числа привода с его разбивкой, а также подбор по расчётной мощности типового электродвигателя.

                    

Условия расчёта

При подборе типового электродвигателя необходимо, чтобы мощность стандартного электродвигателя была равна или больше расчётной мощности

(кВт),                                           (1)

2.1 Определение номинальной мощности и выбор типового электродвигателя

Расчётная мощность электродвигателя определяется по формуле

(кВт),                                            (2)

где  η_общ. – КПД привода,

                                                 ,                                          (3)

где   η_р.п. – КПД ременной рередачи 0,96 – 0,97;        

η_ц.п. – КПД цилиндрической передачи 0,97 – 0,98;

η_пп – КПД пар подшипников качения 0,99;

Принимаются значения для η_р.п. = 0,97; η_ц.п.  = 0,98; η_пп. = 0,99;                                                               

 кВт.        

По расчётной мощности выбираем типовой электродвигатель. Таблица 2, [1].

        Двигатель 4АМ132S6У3  у которого Р_ном = 5 кВт и n_ном = 965 мин^-1.    

 2.2 Определение общего передаточного числа привода и его составляющих

Передаточное число привода определяется по формуле

                                             ,                                                        (4)

где  n_эл.дв. – число оборотов вала типового электродвигателя, мин^-1;

n_вых. – число оборотов на выходном валу привода, мин^-1.

 

Производим разбивку общего передаточного числа на составляющие по формуле

,                                                (5)

где  U_р.п. – передаточное число ременной передачи;

U_б.с. – передаточное число быстроходной передачи.

U_т.с. – передаточное число тихоходной передачи. Из стандартного ряда чисел принимается передаточное число ременной передачи U_р.п.=2,5; передаточное число быстроходной  передачи U_б.с = 4 ; передаточное число тихоходной передачи  U_т.с. =3,15   Таблица 4, [2],  тогда

                                 

2.3 Определение частоты вращения на всех валах привода

об/мин, 

Частоту вращения быстроходного вала n_I, об/мин, определяют по формуле

                                                         (6)

где -  передаточное отношение ременной передачи;

об/мин

Частоту вращения промежуточного вала n_II, об/мин, определяют по формуле

                                                         (6)

где -  передаточное отношение быстроходной передачи;

об/мин

Частоту вращения тихоходного вала n_III, об/мин, определяют по формуле            

                                          (7)

где -  передаточное отношение тихоходной передачи;

   об/мин

Погрешность при подсчете частоты вращения коленчатого вала не должна превышать 3%;

= 

2.4 Определение угловых скоростей на всех валах привода

Угловые скорости , с^-1, на отдельных валах определяются по формуле

,                                                            (8)

Определяем угловую скорость вала электродвигателя , с^-1, по формуле:

Определяем угловую скорость первого вала , с^-1, по формуле

                                                          (9)     

10

с^-1.

Определяем угловую скорость второго вала , с^-1, по формуле

                                                            (10)

Где w₁- угловая скорость первого вала

 с^-1.

Определяем угловую скорость третьего вала , с^-1, по формуле      

                                                                                                           (11)

 с^-1.

2.5 Определение мощности на всех валах привода

Требуемая мощность электродвигателя  Р_тр.,  кВт,  

 кВт                                      

Мощность Р, кВт первого вала определяем по формуле

                                                          (12)

 кВт

       Мощность Р, кВт второго вала определяем по формуле

                                                     (13)

 кВт

         Мощность Р, кВт третьего вала определяем по формуле

                                                      (14)

 кВт

2.6 Определение вращающих моментов на всех валах привода

Определяем вращающий момент первого вала Т_I., Н·м,  по формуле

                                                           (15)

 Н·м

 11

 Вращающий момент Т_II, Н·м, на втором валу

                                                           (16)

 Н·м

Вращающий момент Т_III, Н·м, на третьем  валу определяем по формуле

                                                            (17)

 Н·м

Параметры кинематического привода  приводим в сводную таблицу

Таблица 3 – Кинематические параметры привода

Номер вала	n, об/мин	, с-1	P, кВт	Т, Н·м
I	1430	149,67	3,19	21,31
II	476,66	49,89	3,09	61,93
III	120,06	12,56	2,99	238,05

12

3.1 Расчёт закрытой быстроходной зубчатой передачи  (редуктора)

Задачи расчёта

В задачу расчёта закрытой зубчатой передачи входит: выбрать материал для изготовления зубчатых колёс и определить допускаемые контактные и изгибные напряжения [_н] и [_F], определить геометрические размеры передачи и провести проверочный расчёт по контактным _н и изгибным _F напряжениям.

Данные для расчёта

Исходными данными являются силовые и скоростные  параметры передачи

 3.2 Выбор материалов и определение допускаемых контактных [_н] и изгибных [_F] напряжений

Косозубая передача

По таблице 7 [2], выбираем материал для шестерни и колеса

Сталь 40хн, (ГОСТ 1050-88)

Термообработка: улучшение

Твёрдость шестерни, НВ₁ = 280

Твёрдость колеса, НВ₂ = 250

Таблица 4 – Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи	Марка стали	Вид термообработки	Dпред	НВ	σв	σт	σ-1
					Н/мм2
Шестерня	Сталь 40хн	Улучшение	125	280	600	540	335
Колесо				250

Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни [σ]_н1 и колеса [σ]_н2 по формулам

[σ]_н1 = К_HL1·[σ]_но1 /Sн                                                    (18)

[σ]_н2 = К _HL2·[σ]_но2 /Sн                                                     (19)

где К_HL – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи.

[σ]_но – допускаемое контактное напряжение, Н/м, соответствующее пределу   контактной выносливости. Таблица 6 [2].

[σ]_но = 2НВ + 70                                                                (20)

21

[σ]_но2 = 2 · 250 + 70 = 570 Н/мм².

[σ]_но1 = 2 · 280 + 70 = 630 Н/мм².

К дальнейшему расчёту принимаем минимальное значение контактных напряжений [σ]_но5 = 570 Н/м по формулам

[σ]_но1 =1 · 630/1,15 = 548 Н/мм²

[σ]_но2 =1 · 570/1,15 =496  Н/мм²

[σ]_н =0,45([σ]_н1+[σ]_н2)

[σ]_н =0,45(496+548) = 469,8 Н/мм²

Определяем допускаемые напряжения изгиба [σ]_F по формуле