Проект привода смесителя инградиентов резиновых смесей. Определение крутящих моментов на валах. Определение допускаемых напряжений изгиба

 

Министерство образования РФ

Сибирский Государственный Технологический Университет

Факультет: Механический

Кафедра: Прикладная механика

ПРОЕКТ ПРИВОДА СМЕСИТЕЛЯ ИНГРАДИЕНТОВ РЕЗИНОВЫХСМЕСЕЙ

                                                            Разработал: ст-т гр. 91-04

__________

(подпись)

__________________

(дата)

Руководитель:

__________

(подпись)

____________

(оценка, дата)

Красноярск  2007
 Введение расчетно-графическая работа по деталям машин является первой  конструкторской  работой студента, выполненной на основе знаний общеобразовательных, общетехнических и обще-специальных дисциплин. Здесь есть все: анализ назначения и условий работы проектированных деталей; наиболее рациональные конструктивные решения с учетом технологических, монтажных, эксплуатационных, экономических требований; и  кинематические расчеты; и выбор материалов; и процесс сборки и разборки конструкций; и многое другое.

Таким образом достигаются основные цели этого проекта:

·  Овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования;

·  Приобрести навыки   самостоятельного решения инженерно-технических задач и умения анализировать полученные результаты;

·  Научиться работать  со стандартами, различной инженерной, учебной и справочной литературой (каталогами, атласами, Классификатором ЕСКД);

·  Уметь обоснованно защитить проект.

В результате приобретенные навыки и опыт проектирования машин механизмов общего назначения  станут базой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

1  Техническая характеристика привода смесителя

Электродвигатель

Тип …………………………………………… 132М4 (асинхронный  трехфазный с коротко    замкнутым ротором)                                 

Мощность   Р, кВт……………………………..11

Частота вращения   n, об/мин………………...1460

Редуктор

Тип……………………………………………..одноступенчатый

                                                                               цилиндрический  косозубый                                                                                                      

Передаточное число u……………………….3,55

Число зубьев z

Шестерни z₁…………………..22

Колеса      z₂…………………..76

Смазка зубчатых колес……………………….консистентная

Марка масла………………………………….индустриальное И-20А

2  Кинематический расчет привода

1 – электродвигатель;2 – упругая муфта;3 – закрытая зубчатая передача;4 – открытая зубчатая передача;5 – барабан

Рисунок 1 – Схема привода

2.1 Общие положения

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4М. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т.п.

Двигатели серии 4М применяют для приводов механизмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительном режиме  работы и большую пусковую нагрузку, вследствие повышенной силы трения и больших инерционных масс. Эти двигатели работают при любом направлении вращения, обеспечивая при необходимости реверсивность машинного агрегата.

3  Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя определяю требуемую его мощность  и частоту вращения.

Требуемую мощность электродвигателя определяю по формуле, в кВт

Р_тр=P₂ /                       (3.1)

η – общий КПД привода.

Р_тр=7,9/0,88=8,97

Общий КПД привода определяю по формуле   

η=η_з* η³_п*                                        (3.2)

где η_з=0,98 – КПД закрытой зубчатой передачи [1, табл. 1.1];

η_п=0,99 – КПД пары подшипников качения [1, табл. 1.1];

 - КПД открытой зубчатой передачи[1, табл. 1.1].

η =0,97*0,99³*0,955=0,88

Далее по таблице 18,36 [1] подбираю электродвигатель с мощностью Р_дв, кВт  ротора ближайшим к Р_тр.

Принимаю электродвигатель 132М4 Р_дв= 11 кВт;               n_дв=1460 мин^-1.

3.1Передаточное  число

После выбора частоты вращения n_дв определяю общее передаточное число привода

u=n_дв/n_вых,                            (3.3)

u=1460/100=14,6.

Полученное расчетом общее передаточное число распределяю между редуктором и другими передачами.

В кинематической схеме кроме закрытой зубчатой передачи имеется открытая зубчатая передача, предварительно назначенное передаточное число передачи не изменяю, а уточняю  передаточное число ременной передачи. Принимаю передаточное число закрытой зубчатой передачи стандартное значение u_з=3,55, тогда передаточное число открытой зубчатой передачи передачи:

u_озп=u/u_ззп                              (3.4)

u_озп  =14,6/3,55=4

Полученные значения передаточных чисел соответствуют рекомендованным [2, табл. 1.2].

3.2Частоты вращения и угловые скорости валов

После определения передаточных чисел вычисляю частоты вращения, угловые скорости, мощности и вращающие моменты на валах передачи.

Частоту вращения определяю по формуле, в мин^-1

n₁=n_дв= 1460 мин^-1;

n₂=n₁/u_ззп                                     (3.5)

n₂=1460/3,55=411,26 об/мин;

n₃= n_2/ u_озп

 

n₃= 411,26/4=102,81 об/мин

Угловые скорости определяю по формулам, в с^-1

ω₁=π*n_дв/30                          (3.6)

ω₁=3,14*1460/30=152,81с^-1;

ω₂= ω₁/u_ззп                              (3.7)

ω₂=152,81/3,55=43,04с^-1;

ω₃= ω₂/u_ззп                           (3.8)

ω₃=43,04/4=10,76 с^-1.

3.3Мощности и крутящие моменты на валах

Мощности на валах определяю по формулам, в кВт

Р₁= Р_э.д. + η_п.

Р₁=8,97*0,99=8,88кВт

Р₂=Р₁*η_З*                         (3.9)

Р₂= 8,88*0,98*0,99=8,61 кВт

Р₃=Р₂*η_ОЗП *                    (3.10)

Р₃=8,61*0,95*0,99=8,1кВт

Определяю крутящие моменты на валах по формуле, в Н*м

Т=Р*1000/ω                            (3.11)

Т₁ =8,8*1000/=58,11 Н*м;

Т₂= 8,61*1000/43,04=200,04Н*м;

Т₃= 8,1*1000/10,76=752,78 Н*м.

Таблица 3.1  Кинематические параметры привода

Номер  вала	Р, КВт	n, мин-1	ω, с-1	Т, Нм
1	8,88	1460	152,81	58,11
2	8,61	411,26	43,04	200,04
3	8,1	102,81	10,76	752,78

4 Проектный расчет закрытой зубчатой цилиндрической передачи

4.1 Выбор материала зубчатых колёс

Выбор материала зубчатых колёс зависит от назначения передачи и условий её работы. В качестве материалов колёс применяют, стали, чугуны и пластмассы.

Основными материалами для зубчатых колёс служат термически обработанные стали. В зависимости от твёрдости стальные зубчатые колёса делятся на две группы.

Первая группа – колёса с твердостью поверхностей зубьев Н<=350HB. Применяются в слабо – и средненагруженных передачах. Материалами для колёс этой группы служат углеродистые стали