Расчет редуктора привода ленточного конвейера транспортёра энергоузла

  СОДЕРЖАНИЕ 

  ТЕМА  ПРОЕКТА 

  ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

  ОПИСАНИЕ  УСТРОЙСТВА РЕДУКТОРА 

  ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 

  Кинематический  расчёт 

  Расчет  открытой плоскоременной передачи 

Выбор материала шестерни и зубчатого колеса. определение допускаемых  напряжений. 

  Определение параметров зацепления. 

  Определение основных геометрических размеров передачи 

  Проверяем условие прочности  зубьев по напряжениям  изгиба. 

  Определение сил, действующих  в зацеплении. 

  Выбор материала для  изготовления вала 

  Эскизная  разработка конструкции  вала 

  проверочный расчёт вала на усталостную  прочность 

  Расчёт  подшипников качения 

  Расчёт  шпонок 

  Проектирование  корпуса редуктора

  Смазка  редукторА

 

ТЕМА  ПРОЕКТА: 
«РАСЧЕТ  РЕДУКТОРА ПРИВОДА ТРАНСПОРТЕРА ЭНЕРГОУЗЛА»

  Назначение  редуктора.

  Проектируемый редуктор предназначен для привода  ленточного конвейера транспортёра энергоузла, рис.1.

  Цель  работы:

• ознакомиться с устройством передаточных механизмов, применяемых в энергохозяйстве;
• изучить методы проектирования деталей машин;

   Задачи  работы:

• изучить классификацию передаточных механизмов;
• изучить конструкцию редуктора, назначение и работу его узлов и деталей;
• изучить методы расчёта деталей редуктора;
• выполнить расчёт:

  - зубчатой передачи;

  - тихоходного вала редуктора;

  - подшипников быстроходного и  тихоходного валов;

  - шпонки тихоходного вала;

  - корпуса редуктора;

  - подобрать смазку.

• приобрести навыки выполнения расчётно-графических работ;
• составить пояснительную записку к проекту;
• подготовить ответы на контрольные вопросы по проекту.

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

  Задание предусматривает проектирование одноступенчатого, с цилиндрическими прямозубыми колёсами редуктора, рис. 1.

  Нагрузка  на вал нереверсивная, без рывков. Зубчатое колесо вращается по ходу часовой стрелки, если смотреть на него со стороны звездочки. 

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1. Кинематическая схема  электропривода транспортера энергоузла

1 – электродвигатель; 2 – ременная передача;  
3 – редуктор цилиндрический одноступенчатый;  
4 – цепная передача; 5 – ленточный транспортер

  Примечание:

  θ = 38° – угол между силой давления цепной передачи на вал F_n и горизонтом;

  i_рем = 2 – предварительное передаточное число ременной передачи.

  d_зв = 0,14 м – диаметр звёздочки цепной передачи.

 

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА РЕДУКТОРА

  Редуктором называется устройство (механизм), состоящее из одной или нескольких передаточных пар, помещённых в общий корпус, и передающее вращающий момент от электродвигателя к исполнительному механизму.

  Различают редукторы:

• одноступенчатые;
• многоступенчатые;
• многоскоростные (коробка передач);

  В зависимости от расположения валов  различают редукторы:

• горизонтальные;
• вертикальные.

  Редуктор  выполняет следующие функции:

• уменьшает частоту вращения вала исполнительного механизма;
• увеличивает вращательный момент на валу исполнительного механизма;
• позволяет конструктивно разделить двигатель и остальные части машины и, при необходимости, согласовать их пространственное положение.

  Проектируемый редуктор предназначен для привода  ленточного конвейера транспортёра энергоузла.

  Предполагается  крупносерийный выпуск в условиях специализированного производства.

  Соединение  входного вала редуктора с двигателем выполнено с помощью понижающей ременной передачи, а тихоходного вала с рабочим органом с помощью цепной передачи.

  Проектируемый одноступенчатый редуктор состоит  из следующих деталей, рис. 22:

• корпус;
• крышка корпуса;
• шестерня;
• зубчатое колесо;
• быстроходный и тихоходный валы;
• подшипники качения;
• крышки подшипников;
• шпонки;
• распорные втулки;
• маслоотражательные кольца;
• крепёжные детали (болты);
• смотровой люк;
• пробка-отдушина;
• щуп-масломер;
• маслосливное отверстие с пробкой;
• рым-болты;

  Зубчатая  передача смазывается погружением  в масляную ванну, подшипники смазываются  консистентной смазкой.

 

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

    

  Примем  в качестве варианта задания:

• Т_рв =210 Н∙м;
• n_рв (обороты рабочего, т/х вала) =100 об/мин.;
• тип зубчатой передачи – прямозубая.

 

  В соответствии с кинематической схемой в приводе имеются:

• открытая цепная;
• ременная;
• одноступенчатая закрытая цилиндрическая прямозубая передачи;
• две пары подшипников качения.

 

  Общий КПД привода:

η_общ= η_1∙ η_цп∙ η_рп∙ η_подш∙ η_подш = 0,97∙0,92∙0,95∙(0,99)² =0,83

  Определяем  мощность на рабочем валу редуктора:

Р_рв (Вт)= Т_рв ⋅ω_рв = Т_рв ∙π∙n_рв/30 =120 ∙ π ∙ 100/30 = 1256 Вт.

  Определяем  требуемую мощность электродвигателя:

Р_треб.(кВт) = Р_рв/(10³ η_о) =1256/(10³∙0,83) = 1,51 кВт

  С учетом вышеперечисленных замечаний  для рассчитываемого привода  выбираем асинхронной электродвигатель 4A90L6 мощностью 1,5 кВт и частотой вращения вала n_с ≈ n_ном =935 об/мин. Технические данные выбранного двигателя заносим в табл 1.  

  Таблица 1

Технические данные выбранного двигателя.

  

 

  Кинематический  расчёт 

  Общее необходимое передаточное число  привода:

u_oбщ. = n_ном/n_рв = 935/100 = 9,35 

  Для рассматриваемого привода общее  передаточное число:

u_oбщ. = u_p ⋅u _рп,

где u_р – передаточное число редуктора;

  u_рп – передаточное число ременной передачи. 

  Так как привод имеет одноступенчатый  редуктор, предварительно принимаем  значение u_рп = 2 откуда

u_р = u_общ./u_рп = 9,35/2 = 4,68 

  Выбираем  значение передаточного числа из стандартного ряда:

u_{р ст} = 4,5

и затем  уточняем u_рп с точностью до 0,01 по формуле:

u_рп = u_oбщ./u _р.ст = 9,35/4,5 = 2,08 

  Фактическое передаточное число привода:

u_ф = u_{р ст} ∙ u_рп = 4,5∙2,08 = 9,36

  Отклонение  фактического передаточного числа  привода u_ф от расчётного u_общ:

Δu = (u_ф− u_общ)∙100% / u_о = 
= (9,36 – 9,35) ∙100% /9,35 = 0,1% < 3%.

  Требование  по отклонению обеспечено. 

  Определяем  угловые скорости на валах. На быстроходном (входном) валу:

ω_Б = π∙n_Б/30 = π∙(n_ном/ u_рп )/30 = π∙(935/2,08) /30 =47,07 (рад/с).

  На  тихоходном:

ω_Т = π∙n_Т/30 = ω_Б/u_р =47,07 /4,5 = 10,46 (рад/с).

  Определяем крутящие моменты на валах:

Т_Б = 1000Р₁/ω_Б; = 1000Р_эдв.∙ η_рп/ω_Б = 1000·1,5∙0,95/47,07 = 30,27 Н∙м

η_ред. = η_1∙∙η_1подш∙ η_2подш = 0,97∙(0,99)² = 0,951