Содержание
1 Кинематический и силовой расчет привода
1.1 Подбор электродвигателя
1.2 Определение мощностей, частот вращения и моментов на валах привода.
2 Расчет элементов привода
2.1 Расчет тихоходной ступени
2.1.1 Проектировочный расчет на контактную выносливость
2.1.2 Проверочный расчет на контактную выносливость
2.1.3 Проверочный расчет на изгибную выносливость
2.1.4 Проектировочный расчет на изгибную выносливость
2.2 Расчет быстроходной ступени
2.2.1 Проектировочный расчет на контактную выносливость
2.2.2 Проверочный расчет на контактную выносливость
2.2.3 Проверочный расчет на изгибную выносливость
2.2.4 Проектировочный расчет на изгибную выносливость
2.3 Расчет ременной передачи
3 Первая эскизная компоновка редуктора
3.1 Предварительный подбор валов
3.2 Подбор подшипников
3.3 Подбор манжет
3.4 Определение толщины стенки и размеров фланцев корпуса и прочих размеров редуктора
3.5 Определение диаметров болтов
3.6 Размеры фланцев под болты
3.7 Определение размеров крышек подшипников
Введение
Проектируется привод к агрегату. Привод предназначен для обеспечения необходимой частоты вращения и крутящего момента валов потребителя.
Привод состоит из электродвигателя, муфты, цилиндрического редуктора и цепной передачи. Редуктором называется передача, установленная в закрытом корпусе и служащая для снижения угловой скорости и повышения вращающего момента на ведомом валу.
В данном техническом задании редуктор включает в себя две косозубые цилиндрические передачи.
1 Кинематический и силовой расчет привода
1.1 Подбор электродвигателя
Общий КПД привода
h = hРП × hП × hЗПК × hП ∙ hЗП × hМ × hП = hРП × hЗПК × hЗП · h3П × hМ
где: hРП - КПД цепной передачи, hРП = 0,95,
hЗПК - КПД цилиндрической косозубой передачи, hЗПК = 0,96;
hЗПП - КПД цилиндрической прямозубой передачи, hЗПК = 0,96;
hМ - КПД муфты, hМ = 0,98;
hП - КПД подшипников, hП = 0,99;
h = 0,95 · 0,962 · 0,993 · 0,98 = 0,833.
Требуемая мощность электродвигателя.
Nвх = Nвых /h;
где: h - общий кпд привода,
Nвх = 8/0,833 = 9,604 кВт;
Подбор электродвигателя из условия
Nдв ³ Nвх;
Из заданного условия подбираем двигатель «АИР132М2/1447 ТУ 16-525.564-84» с параметрами Nдв = 11 кВт, nдв = 1447 мин-1 /5/.
1.2 Определение мощностей, частот вращения и моментов на валах привода.
Расчет мощностей (нумерацию элементов см. рисунок 1):
Nвх = N1 = 9,604 kВт;
N2 = N1 × hРП = 9,604 ∙ 0.95 = 9,1238 kВт;
N3 = N2 × hП = 9,1238 ∙ 0.99 = 9,033 kВт;
N4 = N3 × hЗПК = 9,033 ∙ 0.96 = 8,6713 kВт;
N5 = N4 × hП = 8,6713∙ 0.99 = 8,5856 kВт;
N6 = N5 × hЗПП = 8,5846 ∙ 0.96 = 8,241216 kВт;
N7 = N6 × hП = 8,241216 ∙ 0.99 = 8,159kВт;
N8 = N7 × hМ = 8,159 × 0,98 = 7,996 kВт;
Передаточное отношение привода:
iприв = nдв/ nвых = 1447/150 = 9,647
iприв = iРЕД × iРП;
iред= iЗПК ∙ iЗПП =iБ ∙ iТ;
iред=iприв/iРП;
Предварительно принимаем iРП = 3, тогда
iред= iприв/ iРП = iЗПК ∙ iЗПП =iБ ∙ iТ = 9,647/3 = 3,2157;
iТ = iЗПП = 0,95=1,704
iБ = iЗПК = iред/ iТ = 3,2157/1,704 = 1,89 = 1,9
Уточняем iРП:
iРП = iприв/ iред =9,647/ 3,2157 = 3
Принимаем: iБ = 1,9; iТ = 1,7.
Частота вращения каждого элемента редуктора:
nI = nдв = 1447 об/мин;
nII = nI/iрп = 1447/3 = 482,333 об/мин;
nIII = nII/iб = 482,333/1,9 = 253,86 об/мин;
nIV = nIII/iТ = 253,86/1,7 = 149,33 об/мин.≈nвых.=150 об/мин.
Расчет угловых скоростей:
wi = πn/30, рад/с:
wдв = wI = πnI/30 = 3,14 ∙ 1447/30 = 151,453 с-1;
wII = πnII/30 = 3,14 ∙ 482,333/30 = 50,5 с-1;
wIII = πnIII/30 = 3,14 ∙ 253,86 /30 = 26,571 c-1;
wIV = πnIV/30 = 3,14 ∙ 150/30 = 15,7 с-1;
Расчет крутящих моментов Ti = Ni /wi Н∙м;
Т1 = Tдв = Nдв/wдв = 9604 /151,453 = 63,412 Н∙м;
Т2 = N2/w2 = 9123,8/50,5 = 180,67 Н∙м;
Т3 = N3/w3 = 9033 /50,5 = 178,8 Н∙м;
Т4 = N4/w4 = 8671,3/26,571 = 326,345 Н∙м;
Т5 = N5/w5 = 8585,6/26,571 = 323,12 Н∙м;
Т6 = N6/w6 = 8241,216/15,7 = 524,92 Н∙м;
Т7 = N7/w7 = 8159/15,7 = 519,682 Н∙м;
Т8 = N8/w8 = 7996 /15,7 = 509,3 Н∙м;
Долговечность привода: срок службы 4 года при 2 сменной работе (с учетом того, что 1 год работы приравнен к 261 8-и часовым рабочим дням 1 сменной работы) равен 16 704 часов.
Таблица 1.1 - Распределение мощностей, частот вращения и моментов по валам привода.
Вал n, об/мин ω, рад/с
№
эл.
N, кВт T, Н∙м Т, Н∙мм Двигатель 1447 151,453 1 9,604 63,412 I 482,333 50,5 2 9,124 180,67 3 9,033 178,8 II 253,86 26,571 4 8,6713 326,345 5 8,5856 323,12 III 150 15,7 6 8,24122 524,92 7 8,159 519,682 8 7,996 509,3
2 Расчет элементов привода
2.1 Расчет тихоходной ступени
2.1.1 Проектировочный расчет из условия сопротивления контактной усталости активных поверхностей зубьев
Задаем материал и твердость рабочих поверхностей зубьев.
Стали, рекомендуемые для цилиндрических и конических колес, виды их термообработки и механические характеристики приведены в таблице 2.1 /8/.
При проектировании привода выбираем следующий вариант термообработки: термообработка шестерни - улучшение до средней твердости H1=285HB, колеса - улучшение до средней твердости Н2=248 НВ. ............
