- •Проектирование привода технологического оборудования
- •Федеральное агентство по образованию Уральский государственный технический университет – упи
- •Проектирование привода технологического оборудования
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Порядок выполнения курсового проекта
- •2. Предварительные расчеты сборочных единиц
- •2.1. Выбор электродвигателя в общем случае требуемая мощность двигателя Pдв.Тр равна
- •2.2. Определение кинематических и силовых параметров привода
- •Кинематические и силовые параметры передачи
- •2.3. Выбор параметров и конструирование элементов клиноременной передачи
- •2.3.1. Предварительный выбор параметров передачи
- •2.3.2. Сила в ременной передаче
- •2.3.3. Конструирование шкивов
- •2.3.4. Натяжные устройства
- •2.4. Выбор параметров цепной передачи
- •2.4.1. Предварительный выбор параметров цепной передачи
- •2.4.2. Сила в цепной передаче
- •2.5. Выбор параметров открытой зубчатой передачи
- •2.5.1. Геометрические параметры прямозубых цилиндрических колес
- •2.5.2. Силы в зубчатой цилиндрической прямозубой открытой передаче
- •2.6. Выбор зубчатого редуктора
- •Коэффициенты характера нагрузки Кн, режима работы Креж, продолжительности включения кпв, часов работы в сутках Кч.Р/с
- •2.7. Выбор соединительных муфт
- •3. Компоновка привода
- •3.1. Конструирование ведомого вала привода и выбор подшипников ведомого вала
- •3.2. Первый этап компоновки
- •3.3. Проверочные расчеты
- •3.3.1. Расчет подшипников на долговечность
- •3.3.2. Расчет ведомого вала на усталостную прочность
- •3.3.3. Расчет ведомого вала на статическую прочность
- •3.3.4. Проверка прочности шпонок
- •3.4. Второй этап компоновки
- •4. Проектирование рам
- •4.1. Проектирование сварных рам
- •4.2. Сварные соединения. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений
- •Примеры условных обозначений швов сварных соединений
- •4.3. Требования к чертежу рамы
- •5. Составление сборочного чертежа и спецификации
- •5.1. Общие принципы построения сборочных чертежей
- •5.2. Составление спецификаций
- •5.3. Пояснительная записка
- •6. Расчет привода технологической машины
- •6.1. Исходные данные
- •6.2. Выбор электродвигателя
- •Кинематические и силовые параметры привода (предварительные)
- •6.3. Выбор параметров клиноременной передачи
- •Кинематические и силовые параметры привода (уточненные)
- •6.4. Выбор редуктора
- •6.5. Выбор муфты
- •6.6. Выбор подшипников ведомого вала
- •6.7. Компоновка и вычерчивание привода
- •6.8. Проектирование рамы
- •6.9. Проверочные расчеты
- •6.9.1. Проверка долговечности подшипников ведомого вала
- •Определяем опорные реакции вала.
- •6.9.2. Проверка прочности шпоночных соединений на ведомом валу
- •6.9.3. Расчет ведомого вала на усталостную прочность
- •6.9.4. Расчет ведомого вала на статическую прочность
- •Библиографический список
- •Приложения
Кинематические и силовые параметры привода (уточненные)
Типоразмер электродвигателя 4А160S6 пс = 1000 мин-1, Рдв = 11 кВт. Потребная мощность двигателя Ртр.дв = 8,7 кВт |
Передаточные отношения:
u = 32,16;
uред = 16;
uрем = 2,01 |
||||
Вал |
n, мин-1 |
|
Т, Н∙м |
||
Двигателя |
973 |
101,84 |
85,43 |
||
Редуктора |
быстроходный |
484,1 |
50,67 |
165,83 |
|
тихоходный, ведомый |
30,25 |
3,17 |
2564 |
||
Отклонение фактической частоты вращения ведомого вала от заданной равно
что меньше допустимой величины, равной ±4,5%.
6.4. Выбор редуктора
Редуктор выбирают по формуле
ТЕт = ТтKнKЭ ≤ [Tт ],
где ТЕт – эквивалентный крутящий момент; Тт – крутящий момент на тихоходном валу редуктора Тт =2564 Н·м; Kн – коэффициент характера нагрузки, при умеренных толчках Kн = 1,2 (см. табл. 10); [Тт] – допустимый крутящий момент на тихоходном валу редуктора (см. табл. П. 3, П. 5, П. 7); KЭ – коэффициент условий эксплуатации, определяется по формуле
KЭ = KрежKПВKчр/сKрев, при условии, что KЭП ≤ KЭ ≤ 1.
Здесь Креж – коэффициент режима работы, Креж = 0,63 (см. табл. 10); КПВ – коэффициент продолжительности включения, КПВ = 0,7 (см. табл. 10); Кчр/с – коэффициент продолжительности работы в сутках, Кчр/с = 1,2 (см. табл. 10); Крев – коэффициент, учитывающий реверсивность передачи. Для нереверсивной работы Крев = 1,0; КЭП – коэффициент перегрузочной способности КЭП = 0,5 (табл.11).
KЭ =0,63·0,7·1,2·1= 0,529.
При этом выполняется условие
KЭП = 0,5 ≤ KЭ = 0,529 ≤ 1.
Эквивалентный крутящий момент на тихоходном валу редуктора равен
ТЕт = ТтKнKЭ = 2564·1,2·0,529 = 1627,62 Н·м.
По табл. П. 5 предварительно выбираем двухступенчатый редуктор типа Ц2У-200. Передаточное отношение u = 16; [Tт] = 2000 Н·м.
Допускаемая радиальная нагрузка на быстроходном валу [Fб] =2000 Н.
Выполняем проверку быстроходного вала редуктора Ц2У-200 на возможность восприятия радиальной нагрузки по формуле
Fвр = 2183 Н > [Fб ] = 2000 Н.
Следовательно, быстроходный вал редуктора Ц2У-200 не выдержит радиальную нагрузку от ремённой передачи. Выбираем более мощный редуктор Ц2У-250. Передаточное отношение u =16; [Tт] = 4000 Н·м. Допускаемая радиальная нагрузка на быстроходном валу [Fб] = 3000 Н.
Быстроходный вал редуктора Ц2У-250 выдержит радиальную силу, так как соблюдается условие
Fвр = 2183Н < [Fб] =3000 Н.
Выполняем проверку редуктора Ц2У-250 на возможность кратковременной перегрузки в момент пуска.
Пусковой момент двигателя ТП = 134,4 Н·м. Крутящий момент на валу двигателя от действия расчетной нагрузки равен 85,43 Н·м. В момент пуска крутящий момент на валы редуктора увеличивается в kп раз.
Определяем kп по формуле
Пусковой крутящий момент на тихоходном валу редуктора составляет
Тт.п = Ттkп = 2564·1,57 = 4025,5 Н·м.
Перегрузка редуктора по крутящему моменту равна
Радиальная нагрузка на быстроходный вал редуктора в момент пуска составляет
Fв.р.п = Fв.рkп = 2183·1,57 = 3427 Н.
Перегрузка редуктора по консольной радиальной силе
Стандартные редукторы в момент пуска и остановки машины допускают кратковременную перегрузку по крутящему моменту и консольной радиальной силе по сравнению с допускаемой номинальной нагрузкой в 2,2 раза. В нашем случае перегрузка является допустимой.
Окончательно выбираем редуктор Ц2У-250 с передаточным отношением u = 16. Диаметры выходных валов редуктора: быстроходного 40 мм, тихоходного 90 мм.
