Розробка конструкції механічного привода

Особливості проектування механічного привода у складі циліндричної та клинопасової передач. Розрахунок валів на міцність при роботі редуктора без заміни підшипників під час строку служби. Компоновочний вибір підшипників. Ескізна компоновка редуктора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

1. ЕНЕРГОСИЛОВИЙ ТА КІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНКИ ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДА

1.1 Визначення потрібної потужності і вибір електродвигуна

При довгостроковому постійному або незначному змінному навантаженні, яке притаманне компресорам, конвеєрам, транспортерам та іншим механізмам, розрахункова потужність електродвигуна Р₁, кВт привода визначається через потужність на вихідному валу привода Р₃, кВт.

Вхідні данні

· Потужність на вихідному валу, кВт P₃=15

· Швидкість обертання вихідного валу, об/хв. n₃=150

· Кількість змін за добу 2

· Режим навантаження П

· Можливі перевантаження 200%

· Строк служби, тис. год20

· На веденому валу привода шестерня діаметром, мм 100

· Коефіцієнт корисної дії з 0.95

· Передаточне число U_1,2 2,8…3,55

Визначаємо потужність на валах

Для визначення передаточних відношень між зубцями потрібно знайти загальне передаточне відношення U_0. В подальших розрахунках вони можуть змінюватись.

U₀ = n_д/n₃=1465/150=9.6

Попередньо приймаємо: U₁₂ =2.8

Приймаємо остаточно: U₂₃=3.55; U₁₂=2.8

1.2 Визначення швидкості обертання валів

1.3 Визначення обертових моментів привода

T_i = 9550 ·

1.4 Підсумкові дані розрахунку

Параметри визначеного для привода електродвигуна:

Тип - 160S4

Потужність Р_ном -15кВт

Частота обертання n₁- 1465 хв^-1

Енергосилові та кінематичні характеристики привода (табл.1)

Таблиця 1 - Розрахункові дані параметрів привода

№	Потужність, кВт	Частота обертання, хв-1	Обертовий момент, Нм	з	U
1	16,278	1465	106,11	0.95	2,8
2	15,464	523	282,25
3	15	147,38	971,9	0.97	3,55

2. РОЗРАХУНОК ПЕРЕДАЧІ КЛИНОВИМ ПАСОМ

2.1 Вихідні дані

Розрахункова потужність привода	РД = 16,278кВт
Обертовий момент на ведучому валу	ТД =106,11Н·м
Частота обертів ведучого валу	nД= 1465 хв-1
Передаточне число передачі	UП = 2,8
Ресурс роботи передачі	tУ = 6300 год
Коефіцієнт навантаження	Ш = 1,8
Кількість змін	2
Коеффіцієнт використання впродовж доби Кд = 0,45 Тип електродвигуна 160S4

2.2 Проектний розрахунок

В клинопасовій передачі обертовий момент передається за рахунок сил тертя між боковими поверхнями пасів трапецеїдального перерізу та клинових канавок шківа. Тому така передача в порівнянні з плоскопасовою має більшу тягову здатність завдяки більшій силі тертя при однаковому натяжінні паса. Внаслідок цього при рівному обертовому моменті вона потребує меншого натяжіння, менше тисне на вали та опори, допускає менші кути обхвату на шківах. Використання клипасових пасів забезпечує мінімальні габаритні розміри передачі.

В залежності від обертового моменту на валу двигуна Т_Д обираємо переріз пасу та мінімальний діаметр ведучого шківа. З довідників обираємо переріз нормального паса А з діаметром d_min=125 мм.

Обираємо клинопасові паси згідно ГОСТ 1284.1-80 (рис. 2.1).

Запишемо розміри приводних пасів:

Переріз А=138мм2
bР=14 мм
b0=17 мм
h=10,5 мм
y=4 мм
q=0,18 кг/м
Інтервал довжин 800-6300

Для забезпечення довговічності пасу діаметр ведучого шківа обираємо на 1-2 номери більше d_min ніж з стандартного ряду згідно ГОСТ 1284-80. Обираємо діаметр ведучого шківа d_min=125 мм.

Знайдемо розрахунковий діаметр ведучого шківа, мм:



Приймаємо діаметр веденого шківа 450мм.

Згідно прийнятим стандартним діаметрам шківів розраховуємо дійсне передаточне число клинопасової передачі з урахуванням проковзування:

де е - коефіціент відносного ковзання пасу, е=0,015;

Перевіримо умову співпадання передаточних чисел передачі:



Розрахуємо колову швидкість пасу, м/с:

Знайдемо міжосьову відстань в залежності від передаточного числа, мм:

Знайдемо довжину пасу, мм:

Округляємо отриманий результат згідно стандартного ряду довжин пасу L_р=2800 мм.

Знайдемо дійсну міжосьову відстань, яка відповідає прийнятій стандартній довжині пасу, мм:



Знайдемо кут обхвату на ведучому шківі, ⁰:

Знайдемо число пробігів пасу за 1 секунду, с^-1:

Визначимо допустиму потужність, яка передається клиновим пасом з 10 ребрами при заданих режимах роботи, кВт:



де Р₀ - потужність, яка передається одним пасом при числі шківів Z_m=2, U=1, б=180⁰, заданій довжині пасу l₀ та спокійній роботі, Р₀=3,64 кВт;

Сб - коефіцієнт, який враховує вплив кута обхвату на тягову спроможність;

С_L - коефіцієнт, який враховує вплив на довговічність довжини пасу L в залежності від відношення даної довжини пасу L та вихідної довжини L₀, С_L=1,04;

ДP_U - поправка, яка враховує зменшення впливу згину пасу на ведучому шківі на довговічність з збільшенням передаточного числа;

С_Р - коефіцент, який враховує режим роботи, С_Р=0,83;

Знайдемо коефіцієнт, який враховує вплив кута обхвату на тягову спроможність:

Знайдемо поправка, яка враховує зменшення впливу згину пасу на ведучому шківі на довговічність з збільшенням передаточного числа, кВт:

де ДT_U - поправка до моменту на ведучому шківі в залежності від передаточного числа, ДT_ЗГ=3,1Н·м;

Визначимо допустиму потужність, яка передається клиновим пасом з 10 ребрами при заданих режимах роботи, кВт:

Знайдемо необхідне число пасів з урахуванням нерівномірності розподілення навантаження між пасами:

де C_Z - коефіціент числа пасів, C_Z=0,9;

Обираємо 6 пасів.

Знайдемо силу тиску клинових пасів на вали, Н:

де - сила попереднього натягу пасу, Н;

Визначимо ресурс передачі, год:

де у_Y - межа стійкості матеріала пасу, у_Y=10 МПа;

у_max - максимальні напруження в пасі, МПа;

m - показник кривої втоми, m=8;

N₀ - базове число циклів, N₀=10⁷;

С_U - коефіцієнт, який враховує різну ступінь впливу напружень згину на ведучому і введеному шківах;

Z_m - число шківів в передачі, Z_m=2;

у