Расчет работы электродвигателя (стр. 1 из 4)

АННОТАЦИЯ

Курсовой проект по деталям машин состоит из пояснительной записки и чертежей. Объём пояснительной записки - 21 стр. на листах формата А4, объём графической части проекта – 3 листа чертежей. Листы графической части распределяются следующим образом: 1 лист – сборочный чертёж редуктора в двух видах формата А1, 2 и3 листы – рабочие чертежи двух деталей – вала и колеса.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание

Введение

1 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

2 Расчёт цепной передачи

3 Расчёт закрытой цилиндрической передачи

4 Расчёт элементов корпуса

5 Предварительный расчёт диаметров валов

6 Конструктивные размеры шестерни и колеса

7 Расчёт реакций опор и изгибающих моментов

валов

8 Проверочный расчёт вала на прочность

9 Выбор и расчёт подшипников

10 Выбор муфты

11 Расчёт шпоночного соединения

12 Выбор масла

13 Выбор посадок

14 Сборка редуктора

15 Литература

Приложения

ЗАДАНИЕ

Рис. 1. Кинематическая схема привода к ленточному конвейеру:

1 – электродвигатель;

2 – муфта упругая;

3 – редуктор цилиндрический одноступенчатый вертикальный;

4 – передача цепная;

5 – барабан приводной.

Р₄ = 4,6 кВт; n₄ = 130 об/мин.

ВВЕДЕНИЕ

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

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надёжность, технологичность, минимальные габариты и масса. Все эти требования учитываются в процессе проектирования и конструирования.

Проектируемый привод конвейера предназначен для создания и передачи заданного крутящего момента и числа оборотов на приводной вал ленточного конвейера. Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора и цепной передачи.

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Находим КПД привода отдельно для каждого вала, учитывая, что:

h_цил – КПД закрытой цилиндрической передачи, h_цеп = 0,96;

h_цеп – КПД цепной передачи;

h_м – КПД муфты, h_м = 0,99;

h_п – КПД пары подшипников, h_п = 0,99.

h₂ = h_мh_п = 0,99 · 0,99 = 0,98

h₃ = h₂h_цилh_п = 0,98 · 0,98 · 0,99 = 0,95

h₄ = h₃h_цепh_п = 0,95 · 0,92 · 0,99 = 0,86

Определяем требуемую номинальную мощность двигателя

(кВт)

Выбор электродвигателя делаем по требуемой мощности и числу оборотов. Выбираем электродвигатель трёхфазный асинхронный короткозамкнутый закрытый обдуваемый 4А112S4У3 ГОСТ 19523-74

4А – серия;

132 – высота оси центров;

S – установочный размер по длине станины;

4 – число полюсов;

У3 – категория климатического размещения.

Мощность электродвигателя Р_дв = 5,5 кВт ³ 5,34 кВт, число оборотов

n_дв = 1455 мин^-1 (1500 – 45 = 1455, где: 1500 – синхронная частота вращения, 4,5% проскальзывания).

Мощности на валах

Р₂ = Рдв h₂ = 5,34 · 0,98 = 5,23 (кВт)

Р₃ = Рдв h₃ = 5,34 · 0,95 = 5,07 (кВт)

Р₄ = Рдв h₄ = 5,34 · 0,86 = 4,6 (кВт)

Общее передаточное число привода

i_пр = i_цi_ред

i_ред – передаточное число редуктора;

i_ц – передаточное число клиноремённой передачи;

Принимаем стандартные передаточные числа i_ред = 5,0 i_ц =2,23

Тогда n_дв = n₄i_ред i_ц = 130 × 5,0 ×2,23 = 1455 мин^-1

Частоты вращения валов

n₁ = n₂ =n_дв = 1455 (мин^-1)

n₃ = n₁ /i_ред = 1455/5,0= 291 (мин^-1)

n₄ = n₂ /i_ц = 291/2,23 = 130,5 (мин^-1)

Определяем угловую скорость каждого вала по формуле

Крутящие моменты на валах находим по формуле

(Нм)

(Нм)

(Нм)

(Нм)

Вал	n, мин-1	w, рад/с	Т, Нм
1	1455	152,36	35,05
2	1455	152,36	34,32
3	291	30,47	166,38
4	130,5	13,66	336,62

2 РАСЧЁТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные:

Р = 5,07 кВт, передаваемая мощность;

n₁ = 291 мин^-1, скорость вращения малой звёздочки;

i = 2,23, передаточное число.

Расчёт выполняется по критерию износостойкости шарниров.

Назначаем число зубьев малой звёздочки из условий

n1, мин-1	До 100	100…200	200…300	300…500
z1	11	13	15	17

z₁ = 15

Определяем число зубьев большой звёздочки

z₂ = z₁i= 15 · 2,23 = 33,45 принимаем 33 зуба

Уточняем передаточное число

Назначаем межцентровое расстояние в шагах цепи

а = 30t

Находим скорость вращения большой звёздочки

(мин^-1)

Определяем коэффициент числа зубьев

где z₀₁ = 25 – число зубьев малой звёздочки базовой передачи.

Находим коэффициент числа оборотов

где n₀₁ – число оборотов малой звёздочки базовой передачи. За n₀₁ принимаем ближайшее к n₀₁ число из ряда табл. 5.8 [2].

Определяем коэффициент эксплуатации

Кэ=К₁К₂К₃К₄К₅К₆= 1 · 1,25 · 1 · 1 · 1 · 1 = 1,25

где К₁…К₆ – частные коэффициенты, учитывающие условия работы передачи и её конструкцию по табл. 5.7 [2].

К₁ = 1 при спокойной нагрузке;

К₂ = 1,25 при постоянном межосевом расстоянии;

К₃ = 1 при а = 30t;

К₄ = 1 при наклоне линии центров до 70 °С;

К₅ = 1,0 при регулярной смазке;

К₆ = 1 при односменной работе.

Определяем расчётную мощность передачи, кВт

Р_р=РК_zК_nК_э = 5,07 · 0,6 · 1,37 · 1,25 = 5,2 (кВт)

По табл. 5.8 [2] назначаем шаг цепи, так чтобы Рр £[Рр]

5,2/2,5=2,08 £ 2,35

Выбираем трёхрядную цепь 3ПР 12,7 – 1820-1 ГОСТ 13568-75

Определяем диаметры делительных окружностей звёздочек, мм

(мм)

(мм)

а = 30 · 12,7 = 381 (мм)

Определяем число звеньев цепи

Значение L_t округляем до целого числа, которое желательно брать чётным, чтобы не применять специальных соединительных звеньев, L_t= 86.

Уточняем межцентровое расстояние, мм

Определяем скорость цепи, м/с

(м/с)

Находим окружную силу, Н

(Н)

Направление силы F_зв принимаем по линии центров звёздочек. Для горизонтальной передачи или под углом наклона до 40 °

F_зв = 1,15 F = 1,15 · 2010,75 = 2312,36 (Н)

3 РАСЧЁТ ЗАКРЫТОЙ КОСОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ

ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные:

Р₁ – номинальная передаваемая мощность на шестерне, кВт – 5,23;

n₁ – частота вращения шестерни, мин^-1 – 1455;

i – передаточное число рассчитываемой пары – 5,0

Смещение исходного контура отсутствует.

Зацепление внешнее.

Большинство зубчатых передач относятся к длительно работающим, у которых число циклов перемены напряжений N больше базового числа циклов N₀. Расчётное число циклов перемены напряжений

N = 60 n₁tc

где: n₁ – частота вращения колеса, мин^-1;

t – число часов работы передачи за расчётный срок службы;

c – число зацеплений зуба за один оборот колеса, с = 1.

У кратковременных передач N<N₀.

Допускаемое контактное напряжение

,

где s_Hlimb – базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев (табл. [1]);

S_H – коэффициент безопасности, рекомендуется S_H = 1,1 при нормализации, улучшении или объёмной закалке; S_H = 1,2 при поверхностной закалке, цементации, азотировании;

K_HL – коэффициент долговечности. Для длительно работающих передач

K_HL = 1.

Допускаемые напряжения изгиба

,

где: s_Flimb – базовый предел выносливости по излому от напряжений изгиба (табл. [1]);

S_F – коэффициент безопасности, S_F = 1,7 …2,2;