Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

1. Энергетический и кинематический расчеты привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Рисунок 1-Схема привода.


Исходные данные:

- выходная мощность, Вт 5;

-частота вращения выходного вала, мин-1 65.

Коэффициент полезного действия (КПД) привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


где Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера- ориентировочные величины КПД различных видов

механических передач и отдельных элементов привода.

Расчётная мощность электродвигателя


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Рекомендуемое передаточное число привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера,


где Ui – средние значения передаточных чисел для различных видовЭнергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера механических передач.

Расчётная частота вращения вала электродвигателя


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамин-1


По каталогу выбираю электродвигатель 4А132S4У3 (Рэ=7,5 кВт, nэ=1455мин-1, Тmax/Tnom=2).

Действительное общее передаточное число привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера;


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера;


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера.


Частоты вращения валов привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамин-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамин-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамин-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамин-1

Угловые скорости валов привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерас-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерас-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерас-1

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерас-1


Мощности, передаваемые валами привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракВт,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кВт,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кВт,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кВт.


Крутящие моменты на валах привода


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераН∙м,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н∙м,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н∙м,

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н∙м.


Результаты энерго-кинематического расчёта заносим в таблицу 1


Таблица 1 – Значения параметров элементов привода

№ вала

Частота

вращения

n, мин-1

Угловая

скорость

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера, с-1

Мощность

Р, кВт

Крутящий

момент

Т, Н∙м

Передаточное

xисло

U

1 1455 152,29 6,14 40,31 2,01
2 723,88 75,28 5,775 76,31
3 241,3 25,09 5,489 218,77 3
4 65,21 6,8 4,999 733,1

2. Расчёт тихоходной передачи


2.1 Проектный расчёт передачи


Исходные данные:

- крутящий момент шестерни 44,33;

- частота вращения шестерни n2, мин-1 1455;

- частота вращения колеса n30, мин-1 723,88;

- передаточное число 2,01.

Материал шестерни и зубчатых колёс – сталь 20Х ГОСТ4543-71.

Термообработка для зубчатых колёс и шестерен –цементация, закалка и отпуск. Пределы текучести и твёрдость выбираем по таблице 8.8[1], результаты заносим в таблицу 2.


Таблица 2 – Механические свойства

Вид термообработки σВ, МПа σТ, МПа НRС
Зубчатое колесо, шестерня Цементация 650 400 56-63

Пределы контактной выносливости


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


где HHRC – твёрдость поверхности зубьев.


Допускаемые контактные напряжения


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

где ZN – коэффициенты выносливости;

SH – коэффициенты запаса прочности.


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


где Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера - меньшее из значений контактных напряжений, МПа.


Принимаем пределы изгибной выносливости


σFLIM1=750МПа

σFLIM2=800МПа


Допустимые напряжения изгиба


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (13)

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


где YN - коэффициенты долговечности (YN=1);

YA – коэффициенты, учитывающие одностороннее приложение

нагрузки при одностороннем приложении нагрузки YA=1;

SF - коэффициенты запаса прочности (SF=2).


Коэффициент нагрузки передачи


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


2.3 Проектный расчет конической передачи


Расчетный диаметр шестерни определяем по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


где ψbd-коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра

(ψbd=0.3-0.6);

KHβ-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по ширине венца;

КА-коэффициент внешней динамической нагрузки(Ка=1).

Определим ширину венца зубчатых колес


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (15)


Принимаем b=45 мм.

Угол делительного конуса


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (16)


Внешнее конусное расстояние определяем по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм


Определяем внешний делительный диаметр шестерни

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм (18)


Принимаем число зубьев шестерни z1=17, определяем модуль зацепления по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм


Принимаем mte=mn=4мм

Округляем значение модуля до ближайшей величины mnII=mII в соответствии с ГОСТ 9563-60 (таблица 4.2.1[2]).

Определяем действительное число зубьев шестерни


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Находим число зубьев колеса


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Принимаем z2=35

Действительное передаточное число


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Определяем действительные величины углов делительных конусов


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (20)


Определяем внешние делительные диаметры по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (21)


Определяем внешние диаметры вершин зубьев


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (22)


Определяем внешние диаметры впадин зубьев


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (23)


Действительное внешнее конусное расстояние


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (24)


Средний модуль зацепления

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм (25)


Средние делительные диаметры колес определяется по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (26)


Определяем внешнюю высоту головки зуба


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (27)


Определяем внешнюю высоту ножки зуба


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (28)


Определяем внешнюю высоту зуба


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Определяем угол ножки зуба по формуле

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (29)


Угол головки зуба


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Угол конуса вершин определяем по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (31)


Находим угол конуса впадин по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (32)


Расстояние от вершины до плоскости внешней окружности вершин зубьев шестерни определяем по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм (33)

Расстояние от вершины до плоскости внешней окружности вершин зубьев колеса

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм (34)


Определим внешнюю окружную толщину зуба шестерни и колеса по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (35)

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


2.4 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям


Определяем окружную силу в зацеплении


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н, (36)


где dm1-средний делительный диаметр шестерни, мм.

Окружная скорость колеса определяется по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (37)


Определяем условное межосевое расстояние


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (38)


Находим удельную окружную динамическую силу


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераН/мм, (39)


где δН-коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и

модификации профиля на динамическую нагрузку (δН=0,06);

go-коэффициент учитывающий влияние разности шагов зацепления

зубьев шестерни и колеса (go=9);

Определяем удельную расчетную окружную сила в зоне ее наибольшей концентрации


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н/мм (40)


Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (41)


Удельная расчетная окружная сила рассчитывается по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера Н/мм, (42)


где b-ширина венца зубчатых колес, мм.

Определяем расчетные контактные напряжения и сравниваем их с допустимыми

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (43)


где ZH- коэффициент, учитывающий форму сопряженных

поверхностей зубьев (ZH=1.77);

ZE- коэффициент, учитывающий механические свойства

материалов колес (ZE=275);

Zε- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных

линий (Zε=1.0).


2.5 Проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба


Удельная окружная динамическая сила определяется по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераН/мм, (44)


где δF- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля на динамическую нагрузку (δF=0,16).

Определяем удельную расчетную окружную силу в зоне ее наибольшей концентрации


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераН/мм, (45)

где KFβ- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по ширине венца (KFβ=1,15).

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении определяется по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (46)


Удельная расчетная окружная сила при изгибе


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераН/мм (47)


Определяем коэффициент, учитывающий форму зуба по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (48)


Определяем расчетные напряжения изгиба зуба шестерни по формуле и сравниваем их с допускаемыми


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (49)


Определяем расчетные напряжения изгиба зуба колеса по формуле и сравниваем их с допускаемыми

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (50)


где Yβ- коэффициент, учитывающий наклон зуба (Yβ=1)

Yε- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев (Yε=1)

Находим силы действующие в зацеплении зубчатых колес:

-уточненный крутящий момент на колесе


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (51)


-окружная сила


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (52)


-радиальная сила


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (53)


-осевая сила


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера (54)


4. Расчет тихоходного вала


4.1 Проектный расчет вала


Исходные данные:

- материал вала Сталь 3 ГОСТ380-88

- крутящий момент на валу, Нм 303,965.

Минимальный диаметр вала определяем по формуле


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортерамм


По конструктивным соображениям принимаем следующие диаметры вала:

- диаметр выходного конца d=30 мм;

- диаметр для посадки подшипника d=35 мм;

- диаметр для посадки колеса d=38 мм.

Длины участков вала принимаем конструктивно:

- участки на посадку подшипников L1=25 мм, L2=48 мм;

- участок на посадку колес L3=40 мм;

- выходной конец вала, L4=58 мм.

Общая длина вала составляет 294 мм.


4.2 Проверочный расчёт вала


Исходные данные:

- окружные силы колес Ft3 = Ft4,кН 2,039;

- радиальные силы Fr3 = FR4,кН 0.85;

- осевые силы зацеплений FA3= FA4,кН 0,44;

- нагрузка на вал передачи от звёздочки FЦ.,кН 4,53;

-угол наклона цепной передачи к горизонту 80

- начальный диаметр колес dw,м 0,142;

Схема приложения сил приведена на рисунке 2.


Реакции на опорах действующие в горизонтальном направлении


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН


Реакции на опорах действующие в вертикальном направлении


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортераЭнергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН


Полные поперечные реакции в опорах


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН


Определяем изгибающие моменты в плоскости XOZ


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортеракН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


Определяем изгибающие моменты в плоскости YOZ


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Суммарные изгибающие моменты МИЗ в характерных участках вала


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера кН·м

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера


По полученным данным строят эпюры изгибающих моментов, эпюру крутящих моментов и эпюру суммарных крутящих моментов и изображаем их на рисунке 2.

Так как основным видом разрушения валов является усталостное, а статическое встречается крайне редко, поэтому расчёт на усталость является основным, а на статическую прочность проверочным.

Для выбранных опасных сечений (под колесом и под подшипником) определяем запасы сопротивления усталости и сравниваем с допустимым ([S]=1.5).


Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера,


где Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера- запас сопротивления усталости по изгибу;

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера- запас сопротивления усталости по кручению.

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера

Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера,


где Энергетический и кинематический расчеты редуктора
    <!--<div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
-->

Похожие рефераты: