Проектирование привода цепного конвейера. Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет червячной передачи

1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

Необходимо определить мощность передачи, частоты вращения и моменты на валах привода.

1.1 Определяем общий h привода

h_общ = h_р*h_п³_*h_{м *}h_рм

h_п=0,995- КПД подшипников

h_р=0,8- КПД червячного редуктора

h_м=0,99 - КПД муфты

h_рм=0,93 – КПД ременной передачи

h_общ=0,98²*0,99³*0,8*0,93=0,7

1.2 Требуемая мощность двигателя

Р_тр – требуемая мощность двигателя.

1.3 Определяем общее передаточное число редуктора u_общ:

u_общ=n_дв/n_вв; u_общ=700/15=46.7

n_дв=700

u_р=20

u_рем=2,3

1.4  Выбираем электродвигатель

Выбираем двигатель 4АМ71В2У3 мощностью

P_дв=1кВт

n_дв=700

1.5 Определяем частоты вращения на валах привода:

n_двиг =700 об/мин

n₁  = n_дв/u_рем =700/2,3=304,3 об/мин

2 вал – вал червячного колеса (тихоходный вал редуктора)

n₂ = n₁/u_р = 304,3/20 = 15,2 об/мин

 

1.7 Определяем моменты на валах

Расчет ведется от исполнительного механизма

Для расчета моментов на остальных валах необходимо учесть КПД

4. Расчет валов.

Принимаем допускаемое напряжение на кручение [t]= 10…25 МПа

4.1 Быстроходный вал (червяк)

25.4мм.

Так как вал червяка соединяется со шкивом то принимаем  d₁= 26 мм

Диаметр вала под уплотнение крышки

d_у=d₁+2t=26+2*2=30мм принимаем диаметр вала под подшипник

d_п =d_у+2t=30+2*2=34 мм

По ГОСТу принимаем d_п=35мм

t=2мм принимается в зависимости от d, принимаем диаметр вала для буртика d_бп = d_п+3r=35+3*1,6=40 мм

r=1,6мм принимается в зависимости от d.

4.2 Тихоходный вал (вал червячного колеса):

48,7 мм         принимаем по ГОСТу d₂=50 мм

d_п = d_у +2t=50+2*2,5=55 мм принимаем по ГОСТу d_п= 55 мм

t=2,5мм принимается в зависимости от d,

Диаметр вала под колесом

d_к= d_п+3,2*r=55+3,2*2,5=63

принимаем диаметр вала для буртика d_бп = d_к+3r=63+3*2,5=70,5 мм

r=2,5 мм принимается в зависимости от d, принимаем по ГОСТу d_бп= 70 мм

5. Расчет элементов корпуса редуктора.

Корпус и крышку редуктора изготавливается литьем из серого чугуна.

5.1 Толщина стенки корпуса мм

  - расстояние между вращающимися деталями где:    L, мм –расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

а=8,9мм Принимаем а=9мм

r=0,5·δ = 0,5·9 =4,5 мм – внутренние радиусы скругления корпуса редуктора.

R=1,5·δ = 1,5·9 = 13,5 мм  -внешние радиуса корпуса редуктора

 - диаметр фундаментных болтов принимаем d=12 мм

h=20 мм – толщина фундаментных лап.

Крепление крышки корпуса

принимаем d₁= 10 мм

l=12·d₁ = 120 мм – расстояние между болтами

Крышка люка

h= 0.5δ = 4,5 мм  -высота крышки люка

δ_к = 4 мм – толщина стенки крышки люка

6. Расчет шпоночных соединений.

В редукторе предусмотрено три шпоночных соединения

1 Соединение вала червяка со шкивом.

2 Соединение червячного колеса с валом.

3 Соединение вала червячного колеса с полумуфтой

6.1 Соединение вала червяка со шкивом.

Быстроходный вал d₁= 26 мм, поэтому сечение шпонки  b´h = 8*7

Расчетная длина призматической шпонки определяется по формуле

мм, где

T = 31,8 Нм – крутящий момент на валу червяка,

t₁=4мм – глубина паза под шпонку на валу.

[s_см]=70…100 МПа – допускаемое напряжение смятия для чугуна.

По ГОСТу принимаем шпонку 8х7х20 ГОСТ 23360 – 78.

6.2 Соединение червячного колеса с валом.

Диаметр ступени вала, на которую насаживают колесо d₂=63, поэтому сечение шпонки b´h = 18´11. Глубина паза на валу t₁=6мм.

Крутящий момент на валу Т₂=535,1 Нм

Расчетная длина шпонки

мм принимаем шпонку 16х10х45 ГОСТ 23360 – 78.

6.3 Соединение вала червячного колеса с полумуфтой

Посадочный диаметр вала d=50мм, поэтому выбираем шпонку b´h = 16*10

Глубина паза на валу t₁=6мм.

Расчетная длина шпонки

Принимаем шпонку 16х10х55 ГОСТ 23360 – 78

7. Предварительная компоновка и расчет валов.

7.1. Схема нагружения вала червяка

Составим уравнение моментов  относительно точки В (плоскость YOZ)

 

Составим уравнение моментов  относительно точки A(плоскость YOZ)

 

Проверка

Реакции найдены правильно.

Составим уравнение моментов  относительно точки В (плоскость ХOZ)

 

Составим уравнение моментов  относительно точки A(плоскость ХOZ)

Проверка

Реакции найдены правильно.

Строим эпюру изгибающих моментов червяка.

- Относительно оси У

М_у1=0; М_у2=R_ax*l₁₂=-133.1; М_у3=-F_op*l₃₄=-116.6Нм;

М_у4=0;          

- Относительно оси Х

М_х1=0; М_х2=R_aу*l₁₂=44.88Hм; М_х2=R_BY*l₂₃=178.66Нм; М_х3=0; М_х4=0;

- Относительно оси Z

M_z=31.88 Hм

Реакции в подшипниках

 

7.2 Определим реакции в подшипниках.

Схема нагружения вала червячного колеса

Составим уравнение моментов  относительно точки В (плоскость YOZ)

 

Составим уравнение моментов  относительно точки A(плоскость YOZ)

 

Проверка

Реакции найдены правильно.

Составим уравнение моментов  относительно точки В (плоскость ХOZ)

 

Составим уравнение моментов  относительно точки A(плоскость ХOZ)

Проверка

Реакции найдены правильно.

Строим эпюру изгибающих моментов червяка.

- Относительно оси У

М_у1=0; М_у2=R_ax*l₁₂=-430; М_у3=-F_m*l₃₄=-624.56Нм;

М_у4=0;          

- Относительно оси Х

М_х1=0; М_х2=R_aу*l₁₂=-20.75 Hм; М_х2=R_BY*l₂₃=106.45 Нм; М_х3=0; М_х4=0;

- Относительно оси Z

M_z=535.1 Hм

Реакции в подшипниках