Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Содержание

 

Введение

1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

2 Расчет червячной передачи редуктора

3 Расчет цилиндрической передачи редуктора

4 Расчет валов

4.1 Предварительный расчет валов

4.2 Определение нагрузок, действующих на валы

4.3 Расчет и выбор опор валов, определение ресурса подшипников

4.4 Проверка шпоночных соединений

4.5 Расчет валов на усталостную прочность

Заключение

Список использованных источников

 

Введение

 

Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства и промышленности, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность.

Транспортирующие машины являются неотъемлемой частью производственного процесса современного предприятия. По принципу действия подъемно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики, тягачи), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины, а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) - конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Благодаря этому машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками.

Выбор электродвигателя и кинематический расчет

 

Цель: Спроектировать привод к цепному конвейеру.

Исходные данные для проектирования:

- кинематическая схема привода (рисунок 1);

- мощность на валу тяговой звездочки Р_V = 5,4 кВт;

- угловая скорость вала тяговой звездочки ω_V = 0,5 π;

По кинематической схеме определяем общий КПД привода

 

η_общ = η_ч · η_ц · η_к · η^m_м · η^k_пк = 0,84 · 0,98 · 0,94 · 0,98² · 0,99⁴ = 0,72

 

где Ση_i – КПД элементов, составляющих привод [1, с. 61, таблица 7]

η_ч = 0,84 – КПД червячной передачи (предварительный);

η_ц = 0,98 – КПД закрытой цилиндрической передачи;

η_к = 0,94 – КПД открытой конической передачи;

η_м = 0,98 – КПД муфты;

η_п = 0,99 – КПД одной пары подшипников качения.

m = 2 – число муфт;

k = 4 – число пар подшипников качения.

Определяем требуемую мощность электродвигателя

 

Р_Э.тр = Р_V / η_общ = 5,4 / 0,72 = 7,5 кВт

 

Из источника [1, с. 62, таблица 8] выписываем рекомендуемые значения передаточных отношений механических передач:

- закрытой цилиндрической u_з = 3…5,

- червячной u_ч = 8…40;

- открытой конической u_к = 1,5…3.

Определяем требуемую частоту вращения ротора электродвигателя

n_Э.тр = n_V · u_з · u_ч · u_к = 15 · (3…5) · (8…40) · (1,5…3) = 540 … 9000 мин^-1

 

где n_V – частота вращения вала тяговой звездочки

 

 

Из источника [1, с. 63, таблица 9] выбираем двигатель АО2-51-4 с параметрами: номинальная мощность Р_эд=7,5 кВт; частота вращения n_эд=1460 мин^-1, диаметр выходного конца ротора d = 32 мм.

Определяем передаточное отношение привода

 

u = n_эд / n_V = 1460 / 15 = 97,33

 

Предварительно намечаем передаточное отношение открытой конической передачи u_к = 1,6 , тогда частота вращения выходного вала редуктора

 

n_IV = n_V · u_к = 15 · 1,6 = 24 мин^-1

 

Определяем общее передаточное число червячно-цилиндрического редуктора

 

u_ред = n_эд / n_IV = 1460 / 24 = 60,83

 

Предварительно принимаем передаточное число червячной передачи u_ч=20, тогда передаточное число цилиндрической передачи

 

u_ц = u_ред / u_ч = 60,83 / 20 = 3,04

Принимаем u_ц = 3.

Вычисляем фактическое значение передаточного отношения привода

 

u_ф = u_ч · u_ц · u_к = 20 · 3 · 1,6 = 96

 

Определяем отклонение от требуемого (допускается расхождение 5%)

 

 

Уточняем частоты вращения валов

 

n_I = n_эд = 1460 мин^-1

n_II = n_I / u_ч = 1460 / 20 = 73 мин^-1

n_III = n_II / u_ц = 73 / 3 = 24,2 мин^-1

n_IV = n_III / u_к = 24,2 / 1,6 = 15,1 мин^-1

n_V = n_IV = 15,1 мин^-1

 

Определяем мощности на валах привода

 

Р_V = 5,4 кВт

Р_IV = Р_V / (η_к · η_п) = 5,4 / (0,94 · 0,99) = 5,79 кВт

Р_III = Р_VI / (η_м · η_п) = 5,79 / (0,98 · 0,99) = 5,96 кВт

Р_II = Р_III / (η_ц · η_п) = 5,96 / (0,98 · 0,99) = 6,13 кВт

Р_I = Р_II / (η_ч · η_п) = 6,13 / (0,84 · 0,99) = 7,35 кВт

Р_Э = Р_I / η_м = 7,35 / 0,98 = 7,49 кВт

Определяем вращающие моменты на валах