Техническое задание №16

«Спроектировать привод горизонтальных шнеков выдувного резервуара»

Технические требования

1. Синхронная частота вращения вала электродвигателя 750 об/мин

2. Редуктор не стандартный цилиндрический одноступенчатый прямозубый.

3. Открытая зубчатая передача

4. Муфты стандартные

5. Основные параметры:

1. Требуемая мощность Р=4,6 кВт

2. Частота врвщения ротора, n=48 об/мин

3. Допускаемое отклонение частоты вращения ротора 4%

4. Диаметр выходного конца вала ротора 75 мм

6.Срок службы привода при трех сменной работе 8 лет

7. Условия эксплуатации: нагрузка постоянная, равномерная

I_________

P_I=5,05 кВт__

n_I=712 об/мин

T_I=67,6 Нм

I I

__________

P_II=4,84 кВт___

n_II=118,6 об/мин

T_II=389,7 Нм

Р.М._______

P_Р.М.=4,6 кВт__

n_Р.М.=48 об/мин

T_Р.М.= 915, 2 Нм

1. Расчёт кинематики привода

1.1 Определение требуемой мощности и выбор двигателя

Исходные данные:

• Требуемая мощность Р=4,2 кВт

• срок службы привода – 6 лет в три смены.

Определяем мощность по формуле (1.1)

Р_эд= Р_м / η, (1.1)

где Р_эд - мощность электродвигателя, кВт:

Определяем общий КПД привода по формуле (1.2)

По схеме привода

(1.2)

Где, по таблице 4 выбираем : [ 1 ]

- КПД прямозубого редуктора;

- КПД зубчатой открытой передачи;

- КПД муфты;

- КПД одной пары подшипников качения;

Сделав подстановку в формулу (1.2) получим:

Определяем мощность, необходимую на входе

кВт

По синхронной частоте вращения выбираем электродвигатель с мощностью большей, чем рассчитанная.

двигатель АИР 132 М 8: ТУ 16 – 525.564 - 84

Р_дв.=5,5кВт;

n_с=712об/мин;

Определяем общее передаточное число привода и разбивка его по ступеням привода

; (1.3)

Производим разбивку передаточного числа по ступеням.

Принимаем по таблице 2 [ 1 ]

U_ред = 5,

(1.4)

;

Принимаем U_з.о.=3;

1.2 Определение мощностей и вращающих моментов на каждом валу

(Расчет от рабочей машины)

, кВт; (1.5)

кВт;

, кВт;

кВт;

кВт;

Определяем частоты вращения валов привода.(Расчет от электродвигателя)

n_дв. =712 об/мин

n_дв. = n_I.

об/мин

об/мин

1.3 Определяем вращающие моменты на каждом валу привода по формуле

(Нм), где (1.6)

T – момент вращения на валу, Нм;

Нм ;

Нм;

Нм;

Нм;

2 Расчет цилиндрической прямозубой передачи одноступенчатого редуктора

2.1 Исходные данные для расчета:

Передаточное число U=5

Частота вращения шестерни и колеса n_I = 712 об/мин

n_II= 142,4 об/мин

Вращающий момент на шестерне Т_I=61,737 Нм

Срок службы передачи при трехсменной работе – 6 лет.

Передача нереверсивная, нагрузка постоянная, производство мелкосерийное.

2.2 Выбор материалов и термической обработки колес.

При мелкосерийном производстве и невысоких требованиях к размерам редуктора выбираем

Материалы (по таблице 2): [ 2 ]

шестерня – сталь 45, термообработка – улучшение, средняя твердость - 285НВ,

колесо - сталь 40, термообработка – нормализация , средняя твердость - 250НВ.

Определяем допускаемое контактное напряжение по формуле :

(2.1)

где σ_Hlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

Z_N – коэффициент долговечности;

S_H – коэффициент безопасности, S_H=1,1 ;

Определяем σ_Hlimb :

σ_Hlimb =2НВ+70; (2.2)

σ_Hlimb1 =2285+70; σ_Hlimb1 =640 МПа;

σ_Hlimb2 =2250+70; σ_Hlimb1 =570 МПа.

(2.3)

Базовое число циклов напряжений:

N_HO=30x(HB)^2.4 ≤ 12x10⁷;

N_HO1=30x(HB₀₁)^2.4=30x(285)^2.4=2,3x10⁷; 2,3x10⁷≤ 12x10⁷;

N_HO2=30x(HB₀₂)^2.4=30x(250)^2.4=1,7x10⁷ ; 1,7x10⁷≤ 12x10⁷;

Расчетное число циклов напряжений за весь срок службы передачи при постоянном режиме нагружения:

N_k=60xnxcxL, где (2.4)

n – частота вращения шестерни, колеса , мин^-1;

с – число зацеплений зуба за один оборот колеса. с=1;

L_h – срок службы передачи, ч;

L_h=2920xLxK_ГxKc, ч;

L – число лет работы передачи, L=6 лет;

К_Г – коэффициент годового использования передачи, К_Г=0,85;

К_С – число смен работы передачи в сутки, К_С = 3;

L_h=2920x6x0,85x3=44676, ч;

Расчетное число циклов напряжений:

N_k1=60x712x44676=190,86x10⁷;

N_k2=60x142,4x44676=38,17x10⁷;

Для длительно работающих передач при N_k > N_H0 коэффициент долговечности равен:

Для шестерни Z_N1 = ²⁰√(NH₀₁/N_K1) = ²⁰√(2,3 · 10⁷/ 190,86·10⁷) = 0,80 0,75;

Для колеса Z_N2 = ²⁰√(NH₀₂/N_K2) = ²⁰√(1,7 · 10⁷/ 38,17·10⁷) = 0,85 0,75;

Допустимые контактные напряжения

для шестерни [σ_H]₁ = 640·0,8/1,1= 465,45 МПа ;

для колеса [σ_H]₂ = 570·0,85/1,1 = 440,45 МПа.

Расчётное допускаемое контактное напряжение

[σ_H] = [σ_H]₂ = 440,45 МПа.