СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание………………………………………………………………...3

1. Расчет привода………………………………………………………………..4

2. Расчет втулочной муфты……………………………………………………..7

3. Расчет плоскоременной передачи…………………………………………...9

4. Расчет закрытой зубчатой цилиндрической передачи…………………….15

5. Расчет ведущего вала привода………………………………………………24

Список использованной литературы………………………………………………26

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Задание №1, вариант 3:

Спроектировать и рассчитать привод технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТ. Подобрать по ГОСТ и проверить на прочность муфту соединяющий вал электродвигателя с передаточным механизмом. Рассчитать все передаточные механизмы привода. Подобрать по ГОСТ и проверить на прочность соединения муфты с валом и деталей передач с валом. Спроектировать ведущий вал привода.

Исходные данные:

Муфта втулочная со шлицевым соединением.

Схема:

P₁,T₁, w₁, n₁

P₂,T₂, w₂, n₂

P₃,T₃, w₃, n₃

1 Расчет привода

1.1 Определим требуемую мощность электродвигателя.

где P_ТР-требуемая мощность электродвигателя; η_общ - КПД общий; - КПД плоскоременной передачи;- закрытая зубчатая цилиндрическая передача;- КПД двух подшипников качения.

Определим данные:

Из справочников:

[1, т.5.4]

Таким образом, общий КПД составит:

Подставим значение η_общ и получим:

1.2 Выбор электродвигателя по ГОСТ.

Главное условие в выборе двигателя P_ДВ≥P_ТР ,

где Р_ДВ-мощность двигателя.

Подберем двигатель по ГОСТ, согласно этому условию:

Марка электродвигателя 4А132S6 [1, т. 5.1];

Мощность электродвигателя P_ЭД=5.5 кВт [1, т. 5.1];

Число оборотов электродвигателя n_ЭД=1000 1/мин [1, т. 5.1];

Диаметр вала электродвигателя d_ЭД=38 мм [1, т. 5.3];

Скольжение вала электродвигателя S=3.3%=0.033 [1, т. 5.1].

1.3 Определим частоту вращения и угловую скорость ведущего вала.

где n₁-число оборотов вала двигателя; S-скольжение вала электродвигателя; n_ЭД-число оборотов электродвигателя; ₁-частота вращения вала двигателя.

1.4 Определим передаточные числа привода.

Найдем общее передаточное отношение:

Разобьем общее передаточное отношение по ступеням привода.

где U₂-передаточное отношение второй передачи(закрытой зубчатой цилиндрической)

1.5 Найдем мощность на каждом валу привода.

для первого вала:

для второго вала:

для третьего вала:

где Р₁-мощность на валу двигателя (ведущем валу); Р₂-мощность на промежуточном валу; Р₃-мощность на ведомом валу; - КПД плоскоременной передачи;- закрытая зубчатая цилиндрическая передача;- КПД двух подшипников качения.

1.6 Найдем частоту вращения каждого вала привода.

где n₁-число оборотов вала электродвигателя; n₂-число оборотов промежуточного вала ; n₃-число оборотов ведомого вала; U1- передаточное отношение первой передачи ; U₂- передаточное отношение второй передачи .

1.7 Найдем угловую скорость вращения каждого вала привода.

где ω₁-угловая скорость на валу электродвигателя; ω₂-угловая скорость на ведомом валу пл. рем. передачи; ω₃-угловая скорость на ведомом валу закрытого цилиндрического зубчатого редуктора; U1- передаточное отношение первой передачи ; U₂- передаточное отношение второй передачи .

1.8 Найдем крутящие моменты на каждом валу привода.

где T₁-крутящий момент на валу двигателя; T₂-крутящий момент на ведомом валу пл. рем. передачи; T₃-крутящий момент на ведомом валу закрытого цилиндрического зубчатого редуктора ; Р₁-мощность на валу двигателя; Р₂-мощность на ведомом валу пл. рем. передачи; Р₃-мощность на ведомом валу;ω₁-угловая скорость на валу электродвигателя; ω₂-угловая скорость на ведомом валу пл. рем. передачи; ω₃-угловая скорость на ведомом валу закрытого цилиндрического зубчатого редуктора.

2 Расчет втулочной муфты

2.1 Выбор муфты по ГОСТ 24246-40 [1, т. 17.2]

Диаметр вала электродвигателя d_вала=38 мм [из п.1.1]

Справочные данные:

Допускаемый крутящий момент: [Т_р] [1, т.17.2] 200 Н*м

Наружный диаметр муфты D [1, т.17.2] 55 мм

Длина муфты L [1, т.17.2] 105 мм

2.2 Расчет муфты на прочность

Втулочная муфта рассчитывается на кручение:

где Т_р- допускаемы крутящий момент,

- полярный момент сопротивления

Расчетный крутящий момент Т_р=К_р*Т_ном[T_р],

Т_р=91,8 Н*м=91,8*10³ Н*мм

где

К_р- коэффициент режима работы для цепного конвейера К_р=1,5…2 [1, т. 17.1]

Т_ном=Т₁=54 Н*м [из п.1.1.7]

где D- наружный диаметр муфты,

Условие прочности выполнено.

2.3 Выбор соединения муфты с валом по ГОСТ-23360-78

Возьмем соединение шпоночное призматическое. Справочные данные:

Ширина шпонки b [1, т.4.1] 10 мм

Высота шпонки h [1, т.4.1] 8 мм

Глубина паза в валу t₁ [1, т.4.1] 5 мм

Глубина паза во втулку t₂ [1, т.4.1] 3.3 мм

2.4 Расчет шпонки на прочность

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии:

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии: (1), где

l_Р=l_Ш-b (2) и l_Ш=l_П.М.-10мм (3), а T_P=k_P*T₁ (4)

Обозначения: k_p-коэффициент режима работы; σ_СМ-напряжение при смятии; d_вала-диаметр вала двигателя; l_Р-рабочая длина шпонки; h-высота шпонки; t₁-глубина паза в валу; l_Ш-длина шпонки; l_П.М-длина полумуфты; [σ_см]-допускаемое напряжение при смятии; T_P-расчетный крутящий момент; T₁-крутящий момент на валу электродвигателя.

Определим данные: d_вала=38 мм [1, т. 5.1]; l_П.М.=50,25 мм [1, т. 16.7]; [σ_СМ]=60…100 МПа [из лек.]; k_p=1.5 [1, т. 17.1]

Подставим известные значения в (3)→(2)→ (1) и (4)

l_Ш=l_П.М.-10мм=50,25-10=40,25 мм, округлим по ГОСТ l_Ш=40 мм [примечание к [1, т.4.1]]

l_Р=l_Ш-b=40-10=30 мм; T_P=k_P*T₁=91,8 Н*м

и < 100 МПа

Найденное значение меньше допустимого.