Содержание

Техническое задание

1 Кинематическая схема машинного агрегата

2 Выбор двигателя, кинематический расчет привода

3 Выбор материалов червячной передачи и определение допускаемых напряжений

4 Расчет закрытой червячной передачи

5 Расчет открытой зубчатой передачи

6 Нагрузки валов редуктора

7 Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора.

8. Расчетная схема валов редуктора

9 Проверочный расчет подшипников

10 Конструктивная компоновка привода

11 Проверочные расчеты

12 Расчет технического уровня редуктора

Литература

Техническое задание 4

Привод механизма поворота крана

1 – Поворотная колонна, 2 – механизм изменения вылета, 3 – двигатель,

4 – механизм подъема, 5 – упругая муфта со звездочкой, 6 – червячный редуктор, 7 – цилиндрическая зубчатая передача.

Исходные данные:

Момент сопротивления

вращению Т, кН·м 2,0

Скорость поворота v, м/с 0,08

Диаметр колонны D, мм 420

Допускаемое отклонение

скорости поворота крана δ, % 3

Срок службы привода L_г, лет 4

1 Кинематическая схема машинного агрегата

1. Условия эксплуатации машинного агрегата.

Проектируемый машинный агрегат служит приводом механизма поворота крана и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через упругую муфту соединен с ведущим валом червячного редуктора с боковым расположением червяка и открытой зубчатой передачи, ведомый вал которой является основой поворотной колонны крана. Проектируемый привод работает в 1 смену в реверсивном режиме. Характер нагрузки - с малыми колебаниями.

2. Срок службы приводного устройства

Срок службы привода определяется по формуле

L_h = 365L_ГК_Гt_cL_cK_c

где L_Г = 4 года – срок службы привода;

К_Г – коэффициент годового использования;

К_Г = 300/365 = 0,82

где 300 – число рабочих дней в году;

t_c = 8 часов – продолжительность смены

L_c = 1 – число смен

К_с = 1 – коэффициент сменного использования.

L_h = 365·4·0,82·8·1·1 = 9600 часа

С учетом времени затрачиваемого на ремонт, профилактику и т.п. принимаем ресурс привода 9·10³ часов.

Таблица 1.1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место установки	Lг	Lс	tс	Lh	Характер нагрузки	Режим работы
Заводской цех	6	1	8	9000	С малыми колебаниями	Реверсивный

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

2.1 Определение мощности и частоты вращения двигателя.

Требуемая мощность рабочей машины

Р_рм = Тω

где ω – угловая скорость колонны

Частота вращения колонны

n_рм = 6·10⁴v/πD = 6·10⁴·0,08/π·420 = 3,8 об/мин

₃ = nπ/30 = 3,8·π/30 = 0,40 рад/с

Р_рм = Тω = 2,0·0,40 = 0,8 кВт

Общий коэффициент полезного действия

η = η_мη_чпη_опη_пк²η_пс,

где η_м = 0,98 – КПД муфты [1c.40],

η_чп = 0,72 – КПД закрытой червячной передачи,

η_оп = 0,94 – КПД открытой зубчатой передачи,

η_пк = 0,995 – КПД пары подшипников качения,

η_пс = 0,99 – КПД пары подшипников скольжения,

η = 0,98·0,72·0,94·0,995²·0,99 = 0,650.

Требуемая мощность двигателя

Р_тр = Р_рм/η = 0,8/0,650 = 1,48 кВт.

Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п.

Ближайшая большая номинальная мощность двигателя 1,5 кВт

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

Таблица 2.1

Выбор типа электродвигателя

Вариант	Двигатель	Мощность	Синхронная частота вращения, об/мин	Номинальная частота вращения
1	4А80А2	1,5	3000	2850
2	4A80B4	1,5	1500	1415
3	4A90L6	1,5	1000	935
4	4A100L8	1,5	750	700

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм

где n₁ – частота вращения вала электродвигателя.

Рекомендуемые значения передаточных чисел:

- для червячной передачи 10÷35,5

- для открытой зубчатой 3÷7.

Принимаем для червячной передачи среднее значение u₁ =40,0 [2,c.54], тогда для открытой передачи u₂ = u/u₁ = u/40,0

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	750	372	246	184
Редуктора	40,0	40,0	40,0	40,0
Открытой передачи	18,8	9,3	6,15	4,60

Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к следующим выводам: варианты 1 и 2 исключаем из-за того, что передаточное число редуктора выходит за рекомендуемые пределы. Электродвигатель с числом оборотов 750 не рекомендуется применять из-за больших габаритов, окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 с электродвигателем 4A90L6.

Выбираем асинхронный электродвигатель 4А90L6 [1c.406]:

мощность - 1,5 кВт,

синхронная частота – 1000 об/мин,

рабочая частота 935 об/мин.