Отбор электродвигателя и кинематический расплата

Содержание

Содержание.
стр.

Поручение 1

1. Отбор электродвигателя и кинематический расплата. 2

2. Отбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых
напряжений. 4

3. Расплата третьей ступени редуктора. 5

4. Расплата 2-ой ступени редуктора. 6

5. Расплата первой ступени редуктора. 8

6. Главные габариты корпуса и крышки редуктора. 10

7. Расплата ведомого вала и расплата подшипников для него. 11

8. Расплата промежного(третьего)вала и расплата подшипников для него. 13

9. Расплата промежного(другого)вала и расплата подшипников для него. 16

10. Расплата тяговой звездочки. 19

11. Расплата приводного вала и расплата подшипников для него. 20

12. Смазка. 23

13. Испытание прочности шпоночных соединений. 24

14. Отбор муфт. 24

Перечень использованной литературы. 26

Прибавление: спецификации редуктора, привода, муфты.

Поручение 04 Вариант 3

Запроектировать привод, состоящий из трехступенчатого цилиндро-коническо-цилиндрического мотор-редуктора(1), компенсирующе-предохранительной муфты(2), приводного вала с тяговой звездочкой(3), приводящей в перемещение тяговую цепь М112-1-125-2 ГОСТ 588-81 цепного транспортера. Мотор-редуктор и приводной вал поставлены на сварной ободе.

Взять:
Стандартной режим нагружения: 3.
Вычисленный ресурс: 7 000 часов.
Изготовка в год: 1 шт.

Техно черта привода:
Окружная держава на звездочке Ft, кН: 4,5.
Прыть тяговой цепи V, м/с: 0,4.
Количество зубьев звездочки z: 7.
Ft=F1-F2; F2=0,25F1.

1. Отбор электродвигателя и кинематический расплата.

Отбор мотора [1]

Совместный КПД привода:

· = ·ред ·м ·п

·ред КПД редуктора.

·ред = ·цп2 ·кп ·п3

·цп = 0,950,97; принимаем ·цп = 0,96 КПД прикрытой цилиндрической передачи;
·кп = 0,950,97; принимаем ·кп = 0,96 КПД прикрытой конической передачи;
·п = 0,99 КПД пары подшипников качения.

·ред = 0,962 0,96 0,993 = 0,86

·м = 0,98 КПД муфты.

· = 0,86 0,98 0,99 = 0,83

Требуемая емкость мотора:

Ртр = Рвых/ · = 1,8 / 0,83 = 2,2 кВт.

Рвых емкость на тяговой звездочке.

Рвых = Ft V = 4,5 103 0,4 = 1,8 кВт.

Кэ = 1 коэффициент, учитывающий условия эксплуатации передачи.

Гармоника вращения тяговой звездочки [3].

V = , следственно nвых = = = 27 об/мин.

nвых гармоника вращения тяговой звездочки.
V = 0,4 м/с прыть тяговой цепи.
Z = 7 количество зубьев тяговой звездочки.
t = 125 мм шаг цепи.

Сообразно заданию: М112-1-125-2 ГОСТ 588-81 тяговая пластинчатая цепь с разрушающей перегрузкой 112 кН, типа 1, с шажком 125 мм, выполнения 2.

Ft = F1 F2 = 4,5 кН.
F2 = 0,25F1

Отседова: F1 = 6 кН, F2 = 1,5 кН.

Избираем электродвигатель с запасом мощности: АИР100S4
Pдв = 3 кВт; nдв = 1440 об/мин.

Передаточное количество редуктора [4].

Uред = U1 U2 U3 = nдв / nвых = 1440/27 = 53,3

U1 передаточное количество первой ступени;
U2 передаточное количество 2-ой ступени;
U3 передаточное количество третьей ступени.

Примем: U1 = 4; U2 = 3,5; U3 = 3,8.

Гармоника вращения валов:

n1 = nдв = 1440 об/мин;
n2 = n1 / U1 = 1440 / 4 = 360 об/мин;
n3 = n2 / U2 = 360 / 3,5 = 102,8 об/мин;
n4 = nвых = 27 об/мин.

Угловые скорости валов:

Й1 = Аn1 / 30 = 3,14 1440 / 30 = 150,7 рад/с;
Й2 = Аn2 / 30 = 3,14 360 / 30 = 37,7 рад/с;
Й3 = Аn3 / 30 = 3,14 102,8 / 30 = 10,8 рад/с;
Й4 = Йвых = Аn4 / 30 = 3,14 27 / 30 = 2,8 рад/с.

Мощности на валах:

Р1 = Рдв = 3 кВт;
Р2 = Р1 ·цп ·п = 3 0,96 0,99 = 2,85 кВт;
Р3 = Р2 ·кп ·п = 2,85 0,96 0,99 = 2,7 кВт;
Р4 = Р3 ·цп ·п = 2,7 0,96 0,99 = 2,6 кВт;
Рвых = Р4 ·м ·п = 2,6 0,98 0,99 = 2,5 кВт;


Крутящие моменты на валах:

М1 = Р1 / Й 1 = 3 / 150,7 = 0,02 кНм = 20 Нм;
М2 = Р2 / Й 2 = 2,85 / 37,7 = 0,076 кНм = 76 Нм;
М3 = Р3 / Й 3 = 2,7 / 10,8 = 0,25 кНм = 250 Нм;
М4 = Р4 / Й 4 = 2,6 / 2,8 = 0,93 кНм = 930 Нм;
Мвых = Рвых / Й 4 = 2,5 / 2,8 = 0,9 кНм = 900 Нм.


2. Отбор материалов шестерен и колес и определение дозволяемых напряжений.

Материал колес сталь 45; термообработка усовершенствование: 235262 НВ2;
248,5 НВСР2; Гв = 780 МПа; Г-1 = 540 МПа; Д = 335 МПа.

Материал шестерен сталь 45; термообработка усовершенствование: 269302 НВ1;
285,5 НВСР1; Гв = 890 МПа; Г-1 = 650 МПа; Д = 380 МПа. табл. 3. 2 [4].

Дозволяемые контактные напряжения для шестерни и колеса.

NK6 = 573 Й 4 Lh = 573 2,8 7000 = 17,2 106 циклов;
NK5 = NK6 U3 = 17,2 106 3,8 = 65,4 106 циклов.

NHO = 16,5 106 табл. 3. 3 [4] количество циклов смены напряжений, соответственных лимиту выносливости.

При NK > NHO, коэффициент долголетии КНL = 1.

NFO = 4 106 - количество циклов смены напряжений при изгибе для всех видов сталей, стр. 56 [4].

При NK > NFO, коэффициент долголетии КFL = 1.


[Г]H5 = 1,8HBCP1 67 = 285,5 1,8 67 = 581 МПа
[Г]H6 = 1,8HBCP2 67 = 248,5 1,8 67 = 514 МПа
[Г]F5 = 1,03HBCP1 = 285,5 1,03 = 294 МПа
[Г]F6 = 1,03HBCP2 = 248,5 1,03 = 256 МПа


3. Расплата третьей ступени редуктора.

Межосевое отдаление из условия контактной прочности зубьев:

±3 = К±( U3 1) = 495(3,8 1) = 201,5 мм.

К± = 495 для прямозубых передач, стр. 135 [3].
КНІ = 1 при неизменной перегрузке.

Принимаем ±3 = 200 мм.

m =(0,01-0,02)±3 = 2-4 мм, принимаем m = 3 мм.

z5 = 2±3 / m( U3 1)= 2 200 / 3(3,8 1)= 28

z6 = z5U3 = 28 3,8 = 106

d5 = m z5 = 3 28 = 84 мм
da5 = d5 2m = 84 2 3 = 90 мм
dt5 = d5 2,5m = 84 2,5 3 = 76,5 мм

d6 = m z6 = 3 106 = 318 мм
da6 = d6 2m = 318 2 3 = 324 мм
dt6 = d6 2,5m = 318 2,5 3 = 310,5 мм

b6 = Ракита ±3 = 0,4 200 = 80 мм
b5 = b6 5 = 80 5 = 85 мм

Окружная прыть:

V3 = = = 0,45 м/с

Назначим 8 ступень точности производства зубьев, стр. 32 [1].
Коэффициент формы зуба: уF5 = 3,9, уF6 = 3,6, стр. 42 [1].
[ГF5] / уF5 = 294 / 3,9 = 75,4 МПа; [ГF6] / уF6 = 256 / 3,6 = 71 МПа
71

Выдержка

Реакции от усилий в зацеплении:
RAx( a b) Ft6b = 0; RAx = Ft6b /(a b)= 5952 0,0715 / 0,2835 = 1501 H

RBx = Ft6 - RAx = 5952 1501 = 4451 H

Mx = RBxb = 4451 0,0715 = 318 H м

RAy = Fr6b /(a b)= 2166 0,0715 / 0,2835 = 546 H

RBy = Fr6 - RAy = 2166 546 = 1620 H

My = RByb = 1620 0,0715 = 116 H м

Реакции от стремления муфты:

FM( a b c) RAFм( a b)= 0;

RAFм = FM( a b c)/(a b) = 7624 0,3835 / 0,2835 = 10313 H

RBFм = RAFм - FM = 10313 7624 = 2689 H

RA = = = 1597 H

RB = = = 4736 H

Для расчета подшипников:

RA\' = RA RAFм = 1597 10313 = 11910 H
RB\' = RB RBFм = 4736 2689 = 7425 H

Опасное разрез I I. Сосредоточение напряжений в сечении I I вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.

Материал вала сталь 45, НВ = 240, Гв = 780 МПа, Гт = 540 МПа, Дт = 290 МПа,
Г-1 = 360 МПа, Д-1 = 200 МПа, ИД = 0,09, табл. 10. 2 [2].

Расплата вала в сечении I - I на противодействие усталости.

Га = Гu = МAFм / 0,1d43 = 762,4 103 / 0,1 603 = 35,3 МПа
Правда = Дк /2 = М4 / 2 0,2d43 = 930 103 / 0,4 603 = 10,8 МПа
КГ / КdГ = 3,8 табл. 10. 13 [2]; КД / КdД = 2,2 табл. 10. 13 [2];
KFГ = KFД = 1 табл. 10. 8 [2]; KV = 1 табл. 10. 9 [2].

KГД =(КГ / КdГ 1 / КFГ 1) 1 / KV =(3,8 1 1) 1 = 3,8
KДД =(КД / КdД 1 / КFД 1) 1 / KV =(2,2 1 1) 1 = 2,2

Г-1Д = Г-1 / KГД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
Д-1Д = Д -1 / KДД = 200 / 2,2 = 91 МПа

SГ = Г-1Д / Га = 94,7 / 35,3 = 2,7; SД = Д -1Д / Д а = 91 / 10,8 = 8,4

S = SГ SД / = 2,7 8,4 / = 2,6 > [S] = 2,5

Крепкость вала снабжена.

Отбор типа подшипника.

Осевые перегрузки отсутствуют, потому забираем радиальные шарикоподшипники №212, С = 52 кН, С0 = 31 кН, dЧDЧB = 60Ч110Ч22

QA = RA\' Kґ KT = 11910 1,3 1 = 15483 H

Ресурс подшипника:

Lh = a23( C / QA)m(106 / 60n4)= 0,8(52 / 15,483)3(106 / 60 27)= 1,9 104 ч

1,9 104 ч < [t] = 2,5 104 ч

Этак как Lh < [t] поймем роликовые подшипники №2312; С = 151 кН;
dЧDЧB = 60Ч130Ч31, тогда:

Lh = 0,7(151 / 15,183)3,3(106 / 60 27)= 8,2 104 ч > [t] = 2,5 104 ч

Подшипник идет.


8. Расплата промежного(третьего)вала
и расплата подшипников для него.

Поперечник вала, исходя из расчета на скручивание:

d3 = = = 36,7 мм
Принимаем: поперечник под подшипники Ш40 мм, под коническое колесо - Ш45мм.

Ft5 = 5952 H, Fr5 = 2166 H, d = 71,5 мм, e = 133 мм, f = 78,5 мм.
Ft4 = 2342 H, Fr4 = 234 H, Fa4 = 820 H.


Реакции опор:

в плоскости xz:

RDX =(Ft5d Fr4( d e) Fa4d4/2)/( d e f)=( 595271,5 234204,5 820106,75)/283 = 1982 Н;

RCX =(Fr4f Ft5( f e)- Fa4d4/2)/( d e f)=( 23478,5 5952211,55 - 820106,75)/283 = 4204 Н;

Испытание: RDX RCX - Ft5 Fr4 = 1982 4204 - 5952 234 = 0.

в плоскости yz:

RDY =(Fr5d Ft4( d e)) /( d e f)=( 216671,5 2342204,5)/283 = 2238 Н;
RCY =(Ft4f Fr5( f e)) /( d e f)=( 234278,5 2166211,5)/283 = 2270 Н;

Испытание: RDY RCY Fr5 - Ft4 = 2238 2270 2166 - 2342 = 0.

Суммарные реакции:

RD = = = 2989 H;
RC = = = 4778 H;

Опасное разрез пространство под колесо цилиндрической передачи.

Материал вала сталь 45, НВ = 240, Гв = 780 МПа, Гт = 540 МПа, Дт = 290 МПа,
Г-1 = 360 МПа, Д-1 = 200 МПа, ИД = 0,09, табл. 10. 2 [2].

Найдем смысла изгибающих моментов в более рискованном сечении:

Му = RDX( e f) Fr4e - Fa4d4/2 = 1982 0,2115 234 0,133 820 0,107= 300,7 Нм;

Мх = RDY( e f) Ft4e = 2238 0,2115 2342 0,133 = 162 Нм;

Мсеч = = = 341,6 Нм.

Расплата вала в рискованном сечении на противодействие усталости.

Га = Гu = Мсеч / 0,1d3 = 341,6 103 / 0,1 76,53 = 37,5 МПа
Правда = Дк /2 = М3 / 2 0,2d3 = 250 103 / 0,4 76,53 = 6,9 МПа

КГ / КdГ = 3,8 табл. 10. 13 [2]; КД / КdД = 2,2 табл. 10. 13 [2];
KFГ = KFД = 1 табл. 10. 8 [2]; KV = 1 табл. 10. 9 [2].

KГД =(КГ / КdГ 1 / КFГ 1) 1 / KV =(3,8 1 1) 1 = 3,8
KДД =(КД / КdД 1 / КFД 1) 1 / KV =(2,2 1 1) 1 = 2,2

Г-1Д = Г-1 / KГД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
Д-1Д = Д -1 / KДД = 200 / 2,2 = 91 МПа

SГ = Г-1Д / Га = 94,7 / 37,5 = 2,6; SД = Д -1Д / Д а = 91 / 6,9 = 13,2

S = SГ SД / = 2,6 13,2 / = 2,63 > [S] = 2,5

Крепкость вала снабжена.
Отбор типа подшипника.

Осевые перегрузки находятся, потому забираем роликовые подшипники №7208, С = 58,3 кН, С0 = 40 кН, dЧDЧB = 40Ч80Ч18

Эквивалентная перегрузка:

Qэ =(XVRC YFa4)KбKT,

в которой радиальная перегрузка RC = 4778 H; осевая перегрузка Fa4 = 820 H; V = 1
вращается внутреннее перстень; коэффициент сохранности Kб = 1,3; КТ = 1.

Известие Fa4 / Со = 820 / 40000 = 0,021; данной величине подходит е = 0,37.
Известие Fa4 / RC = 820 / 4778 = 0,17 < е; Х = 0,4; Y = 1,6.

Qэ =(0,44778 1,6 820)1,3 = 4077 H.

Ресурс подшипника:

Lh = a23( C / Qэ)m(106 / 60n3)= 0,8(58,3 / 4,077)3(106 / 60 102,8)= 3,9 104 ч

3,9 104 ч > [t] = 2,5 104 ч

Подшипник идет.


9. Расплата промежного(другого)вала
и расплата подшипников для него.

Поперечник вала, исходя из расчета на скручивание:

d2 = = = 24,7 мм

Принимаем: поперечник под подшипники Ш30 мм, под цилиндрическое колесо -
Ш35 мм.

Ft2 = 988 H, Fr2 = 360 H, k = 46,5 мм, l = 46,5 мм, m = 48,5 мм.
Ft3 = 2342 H, Fr3 = 820 H, Fa3 = 234 H.

Литература

1. С. А. Чернавский и др. Курсовое конструирование подробностей машин,
Столица, «Машиностроение», 1988 г.

2. П. Ф. Дунаев, С. П. Леликов Проектирование узлов и подробностей машин,
Столица, «Верховная школа», 1998 г.

3. М. Н. Иванов Подробности машин, Столица, «Верховная школа», 1998 г.

4. А. Е. Шейнблит Курсовое конструирование подробностей машин,
Калининград, «Медовый сказ», 2002 г.

Больше работ по теме: