Кинематический расчет привода ленточного конвейера и расчет червячной передачи

Индивидуальное задание

по дисциплине «Детали машин и ПТМ»

Тема: «Кинематический расчет привода ленточного конвейера и расчет

червячной передачи»


1. Исходные данные

Тип редуктора – червячный

Сила полезного сопротивления на ленте редуктора F=8 кН

Скорость движения ленты V=0,6 м/с

Диаметр барабана конвейера D= 0,4 м

Материал червячного вала – Сталь 40ХН (закалка)

Материал червячного колеса – БрА10Ж4Н4

2. Кинематическая схема привода ленточного конвейера

Рисунок 2.1 Кинематическая схема привода ленточного конвейера

3. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

3.1 Общий КПД привода ленточного конвейера.

Принимаем КПД червячного редуктора

= 0,9 [1, c. 5]

Коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения

=0,99 [1, c. 5]

КПД открытой цепной передачи

=0,92 [1, c. 5]

КПД открытой ременной передачи

=0,97 [1, c. 5]

Потери в опорах вала приводного барабана

=0,99 [1, c. 5]

3.2 Определяем мощность на валу барабана

, кВт

3.3 Определяем требуемую мощность электродвигателя

, кВт

Выбираем стандартный асинхронный электродвигатель серии 4А, закрытый обдуваемый мощностью Р=7,5 кВт с синхронной частотой вращения 1500 об/мин 4А132S4УЗ и скольжением s=3,0%. Номинальная частота вращения вала двигателя

=1500-0,030 1500=1455 об/мин.

3.4 Определяем угловую скорость вала двигателя

, рад/с

3.5 Определяем угловую скорость барабана


, рад/с

3.6 Определяем общее передаточное отношение

Из рекомендаций [1, c. 7] принимаем передаточное отношение редуктора Uред = 8; цепной передачи передачи Uц = 3 ; ременной передачи Uр = 2,115.

Проверка выполнена

3.7 Определяем результаты кинематических расчетов на валах

Вал А:

Частота вращения вала

об/мин

Угловая скорость

рад/с

Мощность на валу

кВт

Крутящий момент

Н м

Вал Б:

Частота вращения вала

об/мин

Угловая скорость

рад/с

Мощность на валу

кВт

Крутящий момент

Н м

Вал В:

Частота вращения вала

об/мин

Угловая скорость

рад/с

Мощность на валу

кВт

Крутящий момент

Н м

Вал Г:

Частота вращения вала

об/мин

Угловая скорость

рад/с

Мощность на валу

кВт

Крутящий момент

Н м

Результаты кинематических расчетов сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Результаты кинематических расчетов

Вал Угловая скорость
, рад/с
Частота вращения п, об/мин Мощность на валу Р, кВт Крутящий момент Т, Н м
А 152,3 1455,0 6,150 40,38
Б 72,0 687,8 5,970 82,90
В 9,0 85,9 5,267 585,0
Г 3,0 28,6 4,800 1600

Проверка

кН м =1600 Н м

Условие выполнено

4. Расчет зубчатых колес редуктора

4.1 Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного числа: при Uред = 8 принимаем Z1 = 4 [1, с 55]

Тогда число зубьев червячного колеса:

Z2 = Z1 U = 4 8 = 32

При этом

проверка выполнена

4.2 Материал червячного вала – 40ХН с твердостью после закалки не менее 45 HRC [1, с. 35]. Материал венца червячного колеса - БрА10Ж4Н4.

Предварительно принимаем скорость скольжения в зацеплении

Vз= 4м/с. [1, с 68]

Тогда при длительной работе допускаемое контактное напряжение

[

]=175 МПа [1, с. 68].

Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы

[

]=KFL[
]

В этой формуле KFL=0,543 при длительной работе;

[

]=101 МПа [1, с. 66].

[

] = 0,543 101 = 54,8 МПа

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q=8. [1, c 55]

4.3 Принимаем предварительно коэффициент нагрузки К=1,2. [1, c 369]

Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости

, мм

где Т3 – крутящий момент на ведомом валу редуктора Т3 = ТВ = 585 Н м (см. табл. 3.1)

К - коэффициент нагрузки К=1,2 [1, c369]

Z2 – число зубьев ведомого колеса

мм

Модуль

мм

Принимаем по ГОСТ 2144-76 стандартные значения т=8 мм; q=8

Межосевое расстояние при стандартных значениях т и q:

мм

4.4 Основные размеры червяка

делительный диаметр червяка

d1 =qm =8 8 =64 мм

диаметр вершин витков червяка

мм

диаметры впадин витков червяка

мм

длина нарезанной части шлифованного червяка

мм

Принимаем в1 = 130 мм.

Делительный угол подъема витка при Z1 = 4 и q=8

=26
34’ [1, с. 57].

4.5 Основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр червячного колеса


мм

диаметр вершин зубьев червячного колеса

мм

диаметры впадин зубьев червячного колеса

мм

наибольший диаметр колеса

мм

ширина венца червячного колеса

мм

Окружная скорость червяка

м/с,

где п1 – частота вращения червячного вала, п1 = пБ = 687,8 об/мин (см. табл. 3.1)

Скорость скольжения

м/с


при этой скорости [

]=184 МПа

погрешность составит

.%, что в пределах допускаемых отклонений [1, с 62].

4.6 Расчет контактных напряжений [

]:

Выбираем 7-ю степень точности передачи, при этом Кv=1,0 [1, с. 65].

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки определяем по формуле [1, c 64]

,

где

– коэффициент деформации червяка при q=8 и z=4
=47 [1, с. 64].

х- вспомогательный коэффициент х=0,6 [1, с. 65].

Коэффициент нагрузки

Проверяем контактное напряжение по формуле

МПа


Полученный результат больше допускаемого напряженияна

%, что свидетельствует о перегрузке в допускаемых пределах [1, c 62]. Уточняем ширину венца червячного колеса:

мм

Принимаем ширину венца b = 65 мм

4.7 Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев

Коэффициент формы зуба YF=2,37 [1, с. 63].

Напряжение изгиба

МПа

что значительно меньше вычисленного ранее [

]=54,8 МПа

Условие выполнено.

4.8 Результаты расчетов зубчатых колес сведены в таблицу 4.1


Таблица 4.1 Основные характеристики зацепления

№ п/п Параметр Червячный вал Червячное колесо
1. Межосевое расстояние, мм 160
2. Модуль,мм 8
3. Число зубьев 4 32
4. Делительный диаметр, мм 64 256
5. Диаметр вершин зубьев, мм 80 272
6. Диаметры впадин, мм 44,8 236,8
7. Наибольший диаметр колеса, мм ___ 284
8. Длина нарезанной части шлифованного червяка, мм 155 ___
9. Ширина венца червячного колеса, мм ___ 65
10. Материал Сталь 40ХН БрА10Ж4Н4

11.

Допускаемое контактное напряжение, МПа

184

12 Расчетное контактное напряжение, МПа 191
13. Допускаемое напряжение изгиба, МПа ____ 54,8
14. Расчетное напряжение изгиба, МПа ____ 7,66

5. Литература

1. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальных техникумов – М.: Машиностроение, 1988.

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий

Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?
Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.

opyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.