Кинематический расчёт и выбор электродвигателя. Выполнение компоновочного чертежа. Определение основных размеров крышки и корпуса редуктора

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине

«Детали машин и основы конструирования»

Выполнил:

студент гр. МЭ-31

Р.А.

2007

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА: «Детали машин и подъемно-транспортные механизмы»

Привод к ленточному транспортёру

Проверил:	Выполнил:
преподаватель	студент гр. МЭ-31

2007

Содержание

Задание 6

Вариант 9

Где:

1.  Электродвигатель.

2.  Плоскоременная передача.

3.  Редуктор.

4.  Муфта соединительная.

u_т≤2,0…3,0.

Параметры:

Р₄=1,9 кВт;

n=30 об/мин.

Срок службы t=5 тыс. часов.

Плоскоременная передача расположена в горизонтальной плоскости, работает с постоянной нагрузкой.

Введение

В настоящее время привод машин и механизмов осуществляется в основном электродвигателями переменного тока с частотой вращения 750-3000 об/мин. Однако, рабочие органы машин в большинстве случаев имеют небольшую частоту вращения: u=20…100 об/мин (барабан лебёдки, ведущий барабан ленточного транспортёра, ведущая звёздочка цепного транспортёра и т.п.) или более высокую частоту вращения, чем электродвигатель (шпиндель токарного станка).

Для преобразования вращательного движения электродвигателя на валу рабочего органа применяют механические передачи (зубчатые, червячные, планетарные, ременные, цепные и т.д.).

Кроме того, передачи предназначены для исполнения целого ряда других функций, основными из которых являются:

-  повышение или понижение крутящего момента;

-  изменение траектории или характера движения;

-  регулирование или изменение скорости;

-  предохранение деталей и узлов машин от поломки при перегрузке.

1. Кинематический расчёт и выбор электродвигателя

Определяем потребную мощность электродвигателя для всего привода.

Мощность электродвигателя определим по формуле:

Р_эл=Р₄/η_пр, где η_пр ― общий КПД привода.

η_пр=η₁·η₂·η₃·η₄³, где η₁― КПД плоскоременной передачи (η₁=0,95 );

 η₂― КПД червячной передачи при двухзаходном червяке в масленой ванне (η₂=0,75);

η₃― КПД зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, работающей в масленой ванне (η₃=0,96);

η₄― КПД, учитывающий потери в паре подшипников (η₄=0,99).

η_пр=0,95^. 0,75^. 0,96^. 0,99³ =0,664.

Р_эл=1900/0,664=2861 Вт.

Выбираем двигатель асинхронный трёхфазный короткозамкнутый, закрытый, обдуваемый серии 4А – 4А90L2У3 [5]; Р_эл =3 кВт, n=3000 об/мин.

Определяем передаточное отношение привода:

u_прив=u_рем^.u_ред=n_эл/n₄;

u_прив=3000/30=100.

Принимаем передаточное отношение ременной передачи u_рем =3. Тогда:

u_ред=u_прив / u_рем =100/3=33,3.

Разбиваем передаточное отношение редуктора по ступеням. Принимаем передаточное отношение для тихоходной ступени u^т_цил=3. Тогда передаточное отношение быстроходной ступени u^б_ч=u_ред / u^т_цил =33,3/3=11,1.

Определяем частоты вращения каждого вала привода:

n₁=n_эл=3000 об/мин;

n₂=n₁/ u_рем =3000/3=1000 об/мин;

n₃=n₂/ u^б_ч =1000/11,1=90,1 об/мин;

n₄=n₃/ u^т_цил=90,1/3=30 об/мин.

Определяем мощность на каждом валу:

Р₁= Р_эл=2861 Вт

Р₂=Р₁^. η₁^. η₄ =2861^. 0,95^. 0,99=2690,8 Вт;

Р₃=Р₂^. η₂^. η₄ =2690,8^. 0,75^. 0,99=1998 Вт;

Р₄=Р₃^. η₃^. η₄ =1998^. 0,96^. 0,99=1899 Вт.

Определяем крутящие моменты на каждом валу:

Ориентировочно определяем диаметры валов при [τ]=12…15 МПа.

2. Выбор материалов

Желая получить сравнительно невысокую стоимость редуктора, выбираем для изготовления колеса и шестерни сталь 40Х (поковка). Термообработка: улучшение НВ 230..260;σ_в=850 МПа; σ_т=550 МПа. Для шестерни второй ступени улучшение НВ 260..280; σ_в=950 МПа; σ_т=700 МПа. При этом обеспечивается приработка зубьев.

Для червячной передачи назначаем материал колеса БрАЖ9-4 при σ_т=200 МПа, σ_в=400 МПа; червяк сталь 40Х, закалка до HRC 54 витки шлифовать и полировать.

2.1. Допускаемые контактные напряжения

Определяем допускаемые контактные напряжения. Для колеса второй ступени σ_но=2НВ+70=2^.250+70=570 МПа. Для шестерни второй ступени σ_но=2НВ+70=2^.270+70=610 МПа.

Коэффициент безопасности для второй ступени s_н=1,1.

Число циклов напряжений для колеса второй ступени :

N_Σ=60^.c^.n₄^.t_Σ=60^.1^.30^.5000=9^.10⁶.

Для НВ=250 N_но=1,6^.10⁷, К_НЕ=0,25.

Для колеса второй ступени: N_НЕ=K_НЕN_Σ=0,25^. 9^.10⁶=2,25^.10⁶.

Сравнивая N_НЕ и N_нσ отмечаем, что для колеса второй ступени N_НЕ<N_нσ.

Должно быть 1<K_НL<2,4. Данное условие выполняется.

Аналогично для шестерни второй ступени N_НЕ<N_нσ.

N_Σ=60^.c^.n₃^.t_Σ=60^.1^.90,1^.5000=27,03^.10⁶.

N_НЕ=K_НЕN_Σ=0,25^. 27,03^.10⁶=6,76^.10⁶.

Подставив, получим:

Допускаемые контактные напряжения рассчитаем по формуле:

[σ_Н]=(σ_Н0/s_Н)K_HL.

Подставив численные значения, получим:

Для колеса второй ступени: [σ_Н]=(570/1,1)·1,387=718