Расчет и конструирование привода к аппарату с мешалкой

Обоснование и выбор схемы привода. Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет редукторной (червячной) передачи, открытой прямозубой конической передачи, вала с консольной открытой передачей, подшипников качения и шпоночного соединения.
Краткое сожержание материала:

Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО

Ивановский государственный

химико-технологический университет

Кафедра механики

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО МЕХАНИКЕ

Выполнил: Ивлев П.А

(факультет ОХиТ, 3 курс,

спец. ПБ, группа 3-29)

Проверил: Комарова Т.Г

Иваново

2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание

2. Введение

3. Обоснование и выбор схемы привода

4. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

5. Расчет редукторной (червячной) передачи

6. Расчет открытой прямозубой конической передачи

7. Расчет вала с консольной открытой передачей

8. Расчет подшипников качения

9. Расчет шпоночного соединения

10. Выбор муфты

11. Выбор смазки. Тепловой расчет редуктора

12. Конструирование рамы

13. Список использованной литературы

14. Спецификация к чертежу

1. ЗАДАНИЕ

Спроектировать привод к аппарату с мешалкой.

Исходные данные:

Мощность на рабочем валу привода: =21,8 кВт

Частота вращения на рабочем валу привода: =73 об/мин

Частота вращения вала электродвигателя: =1500 об/мин

2. ВВЕДЕНИЕ

Целью данного курсового проекта является расчет и конструирование привода к аппарату с мешалкой.

Привод - это энергосиловое устройство для приведения в действие машин от двигателя через передаточные механизмы. Любой привод, включает в себя три основных узла:

Рис. 2.1 Основные узлы привода

В качестве двигателя используются трехфазные асинхронные двигатели серии 4А, которые широко используются в промышленности вследствие простоты конструкции, малой стоимости простоты ухода, непосредственного включения в трехфазную сеть переменного тока без преобразователей.

Передаточным механизмом является стандартный редуктор (цилиндрический: 1ЦУ, Ц2У, Ц3У; червячный: Ч-100, Ч-125, Ч-160; конический КР; мотор-редуктор и другие).

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочему механизму. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Исполнительным механизмом является рабочий (приводной) вал.

При проектировании привода необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ПРИВОДА

3.1 Выбор редуктора и открытой передачи

Цель: выбрать стандартный редуктор, открытую передачу и оптимальную схему привода.

В приводах к аппаратам с мешалкой вращение от электродвигателя к рабочему валу мешалки может передаваться через цилиндрический или червячный редукторы. В качестве открытой передачи могут быть применены клиноременная или зубчатая коническая передачи.

Определим приближенное передаточное отношение привода :

В нашем случае:

,

где - передаточное отношение редуктора

-передаточное отношение открытой передачи

Для клиноременной передачи = 2…4 (5)

Для открытой конической передачи = 2…3,55 (4)

Исходя из этого, мы можем разбить ориентировочное передаточное отношение следующим образом:

Таблица 1.

	4	5	6,3	8	10
	5,125	4,1	3,25	2,56	2,05

Судя по из таблицы 1 мы можем выбрать:

-- одноступенчатый цилиндрический редуктор (1ЦУ-100, 1ЦУ-160);

-- двухступенчатый цилиндрический редуктор (Ц2У-100, Ц2У-125);

-- червячный редуктор (Ч-100, Ч-125, Ч-160).

Возможны два варианта:

А) Если в качестве открытой передачи выбрать клиноременную (которая размещается между электродвигателем и редуктором), то момент на тихоходном валу редуктора не будет зависеть от передаточного числа открытой передачи:

,

Определим крутящий момент на тихоходном валу

,

По тихоходному расчетному моменту выбираем редукторы:

Таблица 2.

		расч., Нм	ТНОМ, Нм	Тип редуктора	Заключение
8	2,56	2909,9	659	Ч-125-8	недогрузка
10	2,05	2909,9	636	Ч-125-10	недогрузка
8 или 10	2,56	2909,9	630	Ц2У-125 (8…10)	недогрузка

Из таблицы 2. можно заключить, что данный вариант не является приемлемым, так как редукторы не подходят из-за явного отличия моментов на тихоходном валу редуктора Т_Н (табличное) от Т_Т расчетное.

В) Если в качестве открытой передачи выбрать открытую коническую передачу после редуктора, то тихоходный момент на рабочем валу будет зависеть от передаточного числа открытой передачи:

T_т =

Таблица 3.

		ТТ расч., Нм	ТНОМ, Нм	Тип редуктора	Заключение
6,3	3,25	918,8	2000	1ЦУ-200	недогрузка
8	2,56	1166,4	1250	Ч-160-8	недогрузка
8 или 10	2,56	1166,4	750	Ц2У-125- (8…10)	перегрузка

Остальные редукторы не подходят из-за явного отличия Тн от Тт расчетное.

Исходя из выше сказанного, можно сделать единственно правильное решение - выбираем редуктор Ч-160-8-51-1-Ц, (эскиз редуктора представлен на стр. 19) Тн=1250 Нм.

Так как мы разрабатываем привод к аппарату с мешалкой с вертикальным рабочим валом, в качестве открытой передачи лучшим вариантом является зубчатая коническая передача с углом поворота осей и = 2,5.

Схема привода:

Рис. 3.1 Схема привода к аппарату с мешалкой

1 - Электродвигатель;

2 - Муфта;

3 - Быстроходный вал;

4 - Подшипники качения;

5 - Червячный редуктор;

6 - Тихоходный вал;

7 - Подшипники скольжения;

8 - Открытая коническая передача;