РефератыПромышленность, производствоКоКонструирование электропривода 2

Конструирование электропривода 2


Схема привода


Привод состоит :


1- Электродвигатель


2- Ременная передача


3- Редуктор конический одноступенчатый


4- Муфта


5- Барабан конвейера


Исходные данные:


Задание 3, вариант 6


Усилие натяжения P- 6500 Н


Скорость движения V- 0,7м/с


Диаметр барабана D- 180 мм


1.Кинематический и силовой анализ механизма привода
.


Мощность электродвигателя определяем по формуле


Nдв
= ψ ·Р·V/
ηпр


где ηпр
– КПД привода


ψ –
коэффициент запаса, принимаем равным 1.05,


ηпр
= ηрп
· ηзп
· ηп


где ηрп
= 0,9 – КПД ременной передачи по [1]


ηшп
= 0,96 – КПД зубчатой передачи, [1].


ηп
= 0,99n
– КПД подшипников, где n- число пар подшипников.


На схеме 3 пары, т.е.:


ηп
= 0,993
= 0,97


тогда:


ηпр
= 0,9 · 0,96 · 0,97 = 0,83


Мощность электродвигателя


Nдв
= 1,05 ·6500·0,7/
0,83 = 5756 Вт =5,7 кВт


По [2] принимаем трехфазный двигатель серии А4


4A132M8 (ГОСТ 20459-87)


Nдв
= 7,5 кВт; nдв
= 750 об/мин


Определяем передаточное число привода:


Угловая скорость барабана


ωб
=2V/D = 2·0,7/0,18 = 7,4 рад/с


Вал двигателя


ωдв
= π n / 30 = 3,14 · 750 / 30 = 78.5 рад/с


Передаточное число привода


uпр
= ωдв
/ ωб
= 78,5/7,4 = 10,6


В свою очередь передаточное число привода можно выразить как


uпр
= uрп
· uзп
,


где


uрп
- передаточное число ременной передачи


uзп
- передаточное число зубчатой передачи редуктора


По [1] таб1,1 принимаем uзп
= 3 тогда


uрп
= uпр
/uзп
= 10,6/3 = 3,53


Угловая скорость валов привода


Вал двигателя


ωдв
= π · n / 30 = 3,14·750 / 30 = 78.5 рад/с


Входной вал редуктора


ωвх
= ωдв
/ uрп
=78,5 / 3,53 =22,2 рад/с


Выходной вал редуктора (соединен с валом барабана)


ωвых
= ωвх
/ uшп
=22,2 / 3 =7,4 рад/с


Моменты на валах привода


М1
= Nп
/ ωдв
= 5756 / 78,5 = 73 Нм


Входной вал редуктора


Мвх
= М1
· ηрп
· ηп
· uрп
= 73 · 0,9 · 0,99 · 3,53 = 230 Нм


Выходной вал редуктора


Мвых
= Мвх
· ηзп
· ηп
· uзп
= 230 · 0,96 · 0,99 · 3 = 657 Нм


2. Определение параметров зубчатого зацепления.


Выбор материалов зубчатых колес


Принимаем сталь 45;


шестерня – термообработка улучшение: HB230


колесо – термообработка нормализация: HB210.


Допускаемые контактные напряжения


[H] = (2HB+70)KHL/[SH]=(2210+70)1/1,1=445 МПа


KHL=1–коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации


[SH] = 1,1 коэффициент безопасности


Допускаемые изгибные напряжения


[F] = 1,8HB/[SF]


[SF] = [SF]'[SF]''=11,75=1,75–коэффициент безопасности


[SF]'=1,75-коэффициент нестабильности свойств материала


[SF]''=1- коэффициент способа получения заготовки


шестерня [F]1 = 1,8230/1,75 = 237 МПа


колесо [F]2 = 1,8210/1,75 = 216 МПа


Внешний делительный диаметр колеса


,


где Kd
= 99,0 – для прямозубых передач


ybR
= 0,285 – коэффициент ширины венца


KHB
= 1,3 – при консольном расположении колес .


= 356,2 мм


Принимаем по ГОСТ 12289–766 de2 = 360 мм


Принимаем число зубьев шестерни z1=20, тогда число зубьев колеса


z2=z1u = 203 = 60,


Внешний окружной модуль


mе = de2/z2 = 360/60 = 6 мм


Углы делительных конусов


сtgd1
= u1
= 3 ®d1
= 17o
36`,


d2
= 90o
– d1
= 90o
– 17o
36’ = 72o
24`.


Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b


= 0,5×6(202
+ 602
)1/2
= 185 мм,


b = bRRe =

0,285185 = 46 мм


Внешний и средний делительный диаметры шестерни


dе1=mеz1= 620 =120 мм


d1 =2(Rе-0,5b)sin1 = 2(185–0,552,7)sin17o36` = 108 мм.


Средний окружной модуль


m = d1/z1 =108/20 = 5,4 мм


Средний делительный диаметр колеса


d2 = mz2 = 5,46 = 340 мм


Коэффициент ширины шестерни bd = b/d1 = 60/108= 0,56


Уточняем коэффициент нагрузки


KH = KHαKHβKHv =1,221,05 =1,28


KHα= 1,0–коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями


KHβ = 1,22–коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца


KHv = 1,05 – динамический коэффициент .


Расчетное контактное напряжение


=


=412,2 МПа


·Условие Н < [Н] выполняется


Силы действующие в зацеплении:


окружная


Ft= 2T2/d2 = 2657103/340 = 3864 Н


радиальная для шестерни, осевая для колеса


Fr1 =Fa2 = Fttgcos1 = 3864tg20оcos17o36` = 1339 H


осевая для шестерни, радиальная для колеса


Fa1= Fr2 = Fttg sin1 = 3864tg20osin17о36` = 424 H


Проверка зубьев по напряжениям изгиба расчетное изгибное напряжение


F =FtKFYF/bm


=0,85


Y–коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев :


zv= z/cos


при z1= 20 → zv
1 = 20/(cos17º36`)= 21 → YF1 = 4,05


при z2= 60→ zv2 = 60/(cos72º24`) = 64 → YF2 = 3,6


отношение [F]/YF


шестерня [F]1/YF1 = 237/4,05 = 58,5 МПа


колесо [F]2/YF2 = 216/3,6 = 60,0 МПа


т.к. [F]2/YF2 > [F]1/YF1 то расчет ведем по зубьям шестерни.


коэффициент нагрузки


KF = KFβKFv = 1,31,15 = 1,5


KFβ = 1,30–коэффициент концентрации нагрузки


КFv = 1,15–коэффициент динамичности


F1 = 38641,504,05/0,85465,4 = 87 МПа


·Условие F1 < [F]1 выполняется


3. Предварительный расчет валов.


Предварительный расчет валов проводится по формуле:


d =
;


где М – момент на валу,


[τ]кр
– допускаемое напряжение при кручении ≈ 20 МПа для стальных валов [2] стр. 284.


а) Входной вал редуктора


М2
= 230 Н×м


Тогда:


dвх
=
= 38,3 мм.


Принимаем стандартное значение d = 40 мм.


б) Выходной вал редуктора:


Мвых
= 657 Н×м


dвых
=
= 57.2 мм.


Принимаем стандартное значение d = 60 мм.


Стандартное значение соответствует диаметру внутренней поверхности подшипника. По этому размеру из [1] стр. 84 принимаем подшипники.


для Æ 40 –67208 ГОСТ 833-75


для Æ 60 – 67212 ГОСТ 833-75


4. Расчет шпонки.




Шпонка используется для установки колеса на тихоходный вал редуктора. Используем призматическую шпонку ГОСТ 23360-78.


Площадь сечения шпонки b´h выбираем по ГОСТу. Она задается по диаметру вала. Длина шпонки l рассчитывается по формуле.


Для Æ 65 (диаметр вала в месте установки колеса) b´h = 18 ´ 11 мм.


t = 5,5 мм – глубина шпоночного паза на валу.


b –ширина шпонки


h – высота шпонки


Длина шпонки:


l =


[s]см
= 100 МПа – допускаемое напряжение на смятие, для стальных валов и ступиц.


l =
= 67.4 мм


принимаем стандартную шпонку 18´ 11 ´ 70 мм.


5. Расчет толщины стенки корпуса редуктора


Толщина стенки литого корпуса редуктора может быть определена по формуле:


S =


где М – момент на тихоходном валу редуктора


S =


Принимаем S = 7 мм


Список литературы:


1. Воробьев Ю.В., Кавергин А.Д. Детали машин. – Тамбов, ТГТУ, 2004.


2. Чернелевский Д.В. и др. Детали машин.


Учебник, под. ред. Бородина Н.А. – М.: Машиностроение, 1983.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Конструирование электропривода 2

Слов:1180
Символов:10612
Размер:20.73 Кб.