Содержание

Кинематическая схема. 2

1. Кинематический расчет привода. 3

1.1. Выбор мощности двигателя. 3

1.2 Определение передаточных чисел 4

1.3 Определение чисел оборотов валов. 4

1.4 Определение вращающих моментов. 4

1.5 Срок службы приводного устройства 5

2. Расчет ременной передачи 5

2.1 Проектный расчет. 5

2.2 Проверочный расчет 8

2.3 Шкивы и натяжное устройство 9

3. Проектирование редуктора 12

3.1. Выбор материала 12

3.2 Расчет конической передачи. 14

3.4 Эскизная разработка. 17

3.4.1 Определение диаметров валов 17

3.4.2 Подбор подшипников. 19

3.5. Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов 20

3.5.1 Расчетная схема быстроходного вала. 20

3.5.2 Расчетная схема тихоходного вала. 23

3.6 Проверка подшипников 25

3.6.1 Быстроходный вал 25

3.6.2 Тихоходный вал 25

3.7 Проверочный расчет валов на прочность 26

3.7.1 Проверка прочности быстроходного вала 27

3.7.2 Проверка прочности тихоходного вала 28

3.8 Расчет шпонок 31

3.8.1 Соединение колеса и вала 31

3.8.2 Соединение шкива и вала 31

3.8.3 Соединение полумуфты и вала 31

3.9 Смазывание 32

4. Подбор и расчет муфты 33

5. Использованные источники 34

Кинематическая схема.

3 F_t

1 4 5

D_б

2

1. Электродвигатель

2. Ременная передача

3. Конический редуктор

4. Муфта

5. Барабан

Тяговая сила F=3 кН

Скорость движения ленты V=1 м/с

Диаметр барабана D=450 мм

Срок службы привода, лет L_r=7 лет

Коэффициент годового использования K_r=0,5

Коэффициент суточного использования K_c=0,3

1. Кинематический расчет привода.

   1. Выбор мощности двигателя.

1.1.1 Мощность на выходе привода: P_выхода=F·v=3·1=3 кВт

1.1.2 КПД привода:

=_{рем.пер}·_{кон.пер}·_муфты·_{подшип.}=0.96·0.96·0.98·0.99=0.89

_{рем.пер}=0.96 – КПД ременной передачи табл.2.2 [1] с.43

_{кон.пер}=0.96 – КПД конической передачи табл.2.2 [1] с.43

_муфты=0.98 – КПД муфты табл.2.2 [1] с.43

_{подшип.}=0.99 – КПД подшипниковых опор табл.2.2 [1] с.43

1.1.3 Требуемая мощность двигателя:

1.1.4 Частота вращения на выходе

n_выхода=v·60/(D·)=1·60/(0,450·3,14)=42,46 об/мин

1.1.5 Требуемая частота вращения вала электродвигателя (об/мин) ([1], с. 5):

n_э.тр. = n_в∙U_ред∙U_р.п = 42,46·4∙2,7 =458,568 об / мин,

где U_ред, U_р.п - ориентировочно принятые передаточные числа редуктора и ременной передачи соответственно ([1], с. 7, табл. 1.2).

По таблице 24.9 [2] выбираем электродвигатель 4АМ132S8У3 (P=4 кВт, n=720 об/мин)

1.2 Определение передаточных чисел

1.2.1 Общее передаточное число привода

1.2.2 Передаточное число ременной передачи принимаем

1.2.3 Передаточное число открытой передачи

1.3 Определение чисел оборотов валов.

1.3.1 вал двигателя n_{номинал}=720 об/мин

1.3.2 быстроходный вал редуктора n_бв=n_{номинал}/u_{рем.пер}=720/2,8=257.1 об/мин

1.3.3 тихоходный вал редуктора n_тв=n_бв/u_{кон.пер}=257.1/6.05=42.46 об/мин

4. вал привода n_{привода}=n_выхода=n_тв=42.46 об/мин

1.4 Определение вращающих моментов.

1.4.1 вал рабочей машины Т_вых=F_t·D/2=3·0.45/2=675 Н·м

1.4.2 тихоходный вал редуктора

T_тв=Т_вых/η_муфты=675/0.98=688.77 Н·м

1.4.3 быстроходный вал редуктора T_бв=Т_тв/(η_{кон.пер}·η_подш·u_{кон.пер})=688.77/(0.96·0.99·6.05)=119.8 Н·м

1.4.4 вал двигателя

T_двиг=Т_бв/(η_{рем.пер}·u_{рем.пер})=119.8/(0.96·2,8)=44.6 Н·м

1.5 Срок службы приводного устройства

L_h=365∙L_r∙K_r ∙t_c∙L_c∙K_c =365∙24∙7∙0,5∙0,3=9198 ч

L_r – срок службы привода, лет – 7 лет

K_r – коэффициент годового использования – 0,5

K_c – коэффициент дневного использования - 0,3

2. Расчет ременной передачи

2.1 Проектный расчет.

2.1.1 Выбор сечения ремня

По таблице 5.4 [1] выбираем сечение Б, т.к. номинальная мощность P_ном=4 кВт, а частота вращения n=720 об/мин.

2.1.2 Минимально допустимый диаметр ведущего шкива

d_1min=125 мм

2.1.3 Расчетный диаметр ведущего шкива

d₁=140 мм

2.1.4 Диаметр ведомого шкива

d₂=u·d₁(1-)=2,8·140(1-0.01)=388,08 мм

где -коэффициент скольжения

Округляем до стандартного d₂=380 мм

2.1.5 Фактическое передаточное число u_ф

;

2.1.6 Ориентировочное межосевое расстояние a

а0.55(d₁+d₂)+h=0.55·(140+380)+10,5=296,5 мм

2.1.7 Расчетная длина ремня

мм

Выбираем стандартную величину l=1600 мм

2.1.8 Уточнение межосевого расстояния

2.1.9 Угол обхвата ремнем ведущего шкива

2.1.10 Скорость ремня

м/с

2.1.11 Частота пробегов ремня

U=v/l=5.27/1,6=3.3 с^-1

2.1.12 Допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнем Н/мм²

Значения С_a; С_l; С_z; C_p из таблицы 5.2 [2]

С_a=0.91 - коэффициент угла обхвата α₁ на меньшем шкиве

С_l=0,89 - коэффициент влияния отношения расчетной длины

C_p=0.9 - коэффициент динамичности нагрузки

C_z=0.95 - коэффициент числа ремней

[P₀] из таблицы 5.5 [1] [P₀]=2,26 Н/мм²

[P_п]=[P₀]C_pС_aC_lC_z=2,26·0.9·0.91·0,89·0.95=1,56 Н/мм²

2.1.13 Число клиньев поликлинового ремня

z=P_ном/[P_п]=4/1,56=2,56

принимаем z=3

2.1.14 Сила предварительного натяжения,

Н

2.1.15 Окружная сила передаваемая ремнем,

Н

2.1.16 Силы натяжения ведущей F₁ и ведомой F₂ ветвей ремня, Н

Н_; Н

2.1.17 Сила давления ремня на вал F_оп,

Н