126246 (Проектирование привода к барабану гранулятора)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУВПО

«Ивановский государственный химико-технологический университет»

кафедра «Механика»

«Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту по механике»

Выполнил: студент гр.3-31 Чуловский А.Л.

Проверил: Киселёв Б.Р.

Иваново,2005

1. Задание

Спроектировать привод к барабану гранулятору. Мощность на рабочем валу 35 кВт. Частота вращения рабочего вала 15об/мин.

2. Кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя

2.1 Общее передаточное число привода:

где

nс – синхронная частота вращения вала электродвигателя

nрв – частота вращения рабочего вала

Выбираем двухступенчатый редуктор с открытой цепной передачей.

2.2 Общее передаточное число разбиваем по ступеням механических передач:

где

Uпр – общее передаточное число привода

Uцп – передаточное число цепной передачи

Uр - передаточное число редуктора

2.3 Определяем общий КПД привода:

где

- КПД закрытой зубчатой передачи

- КПД подшипников качения

- КПД открытой цепной передачи

2.4 Расчетная мощность электродвигателя равна:

2.5 Выбираем электродвигатель, таким образом, чтобы фактическая перегрузка двигателя не превышала 5%, а недогрузка – 15%:

Выбираем двигатель 4А250M8УЗ. Для этого двигателя:

S=1.4% - номинальное скольжение

N=45 кВт - мощность электродвигателя

n=750 об/мин – синхронная частота вращения

Выбранный электродвигатель подходит, т.к. значение недогрузки укладывается в установленный интервал.

4А250M8УЗ

4 – порядковый номер серии

А – асинхронный

250 – высота оси вращения

M – установочный размер по длине страницы

8 – число полюсов

УЗ – работа в зоне с умеренным климатом

l1=170мм l10=368мм l2=140мм l30=1170мм l31=190мм l33=1350мм d1=75мм d10=24мм d2=65мм d30=660мм d33=64мм h=280мм h1=14мм h2=11мм h10=30мм h33=700мм h5=85.0мм h6=69.5мм b1=22мм b10=457мм b2=16мм m=785кг

2.6 Асинхронная частота вращения вала электродвигателя равна

где

nс – синхронная частота вращения вала электродвигателя

S – номинальное скольжение

2.7 Уточняем передаточное отношение

Принимаем U/цп равным 2.5

Так как отклонение от исходного параметра скорости 1,4% < 3%, то принимаю Uцп=2,5

2.8 Определим моменты на валах

2.9 Определим скорости на валах:

3. Расчёт закрытых цилиндрических зубчатых передач

3.1 Расчёт первой ступени

3.1.1 Выбор материала

Выбираю материал шестерни – Сталь 45+улучшение по ГОСТ 1050-88 с твердостью НВ1300 [1], материал колеса 45+улучшение по ГОСТ 4543-71 с твердостью НВ1280 [1]. Так как шестерня воспринимает большое число циклов нагружения, поэтому твердость материала шестерни выбирают больше, чем колеса и дальнейший расчёт производят по колесу.

3.1.2 Расчёт первой ступени по контактным напряжениям

3.1.2.1 Определение допускаемого контактного напряжения

предел контактной выносливости поверхностей зубьев при базовом числе циклов нагружения, МПа;

[1];

Определим время работы передачи,

ресурс работы машины в годах, 12лет;

число рабочих дней в году, 300дней;

число смен, 2 смены;

продолжительность работы за смену, 8 часов;

коэффициент долговечности, так как ресурс работы данной машины предусмотрен более 10000 часов, зубчатые колёса имеют твердость поверхности зубьев < НВ550 и частота вращения n.8,3об/мин, принимаю

[1];

коэффициент безопасности, так как колесо с однородной структурой материала и получено улучшением, принимаю

[1];

3.1.2.2 Определение ориентировочного межосевого расстояния

исходный крутящий момент;

коэффициент зависящий от вида передачи, так как в моём случае прямозубая передача, то принимаю

[1];

коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца;

коэффициент ширины венца зубчатого колеса относительно межосевого расстояния, зависит от расположения колёс относительно опор и от твёрдости материала, так как нагрузка несимметричная и твёрдость < НВ350, то принимаю

[1];

коэффициент ширины венца зубчатого колеса относительно диаметра;

При принимаю [1];

3.1.2.3 Выбираю модуль в интервале

выбираю модуль и согласую с ГОСТ 9563-60

3.1.2.4 Определение суммарного числа зубьев

3.1.2.5 Определение числа зубьев шестерни и колеса

принимаю

3.1.2.6 Уточняем межосевое расстояние

Принимаем, значение , которое является стандартным и соответствует ГОСТ 2185-66 [1].

3.1.2.7 Определение параметров зубчатых колёс в соответствии с ГОСТ 16532-70

Таблица 3.1. Основные параметры зубчатых колёс.

3.1.2.8 Определение окружной скорости передачи

Задаю 8 степень точности изготовления зубчатой передачи в соответствии с ГОСТ 1643-81.

3.1.2.9 Определение сил действующих в зацеплении

окружная сила

радиальная сила

угол зацепления,

осевая сила

3.1.2.10 Проверка расчётных контактных напряжений

коэффициент формы сопряжённых поверхностей зуба, так как передача прямозубая, то ;

коэффициент суммарной длины контактных линий

коэффициент торцевого перекрытия

коэффициент, учитывающий распределения нагрузки между зубьями, так как прямозубая передача, то принимаю

[1];

коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, принимаю

[1];

коэффициент динамической нагрузки, возникающей в зацеплении, принимаю

[1];

Определим % недогрузки:

3.1.3 Расчёт первой ступени по изгибным напряжениям

3.1.3.1 Определение допускаемого напряжения изгиба

предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПа;

коэффициент долговечности, так как n>6.66, то принимаю

[1];

коэффициент влияния двухстороннего приложения нагрузки, при одностороннем приложении [1];

коэффициент безопасности,

;

коэффициент нестабильности свойств материала зубчатого колеса и ответственности зубчатой передачи;

[1];

коэффициент способа получения заготовки зубчатого колеса;

(для поковок) [1];

коэффициент градиента напряжений и чувствительности материала к концентрации напряжений, зависит от модуля, так как модуль , то принимаю

[1];

3.1.3.2. Определение коэффициента формы зуба в соответствии с ГОСТ 21354-87, по известному числу зубьев

[1];

3.1.3.3 Определение отношения

Так как > , то расчёт по изгибным напряжениям производим по колесу.

3.1.3.4 Проверка расчётных изгибных напряжений

коэффициент формы зуба;

[1];

коэффициент наклона зуба;

, так как передача прямозубая;

момент на валу, ;

коэффициент распределения нагрузки между зубьями, при 8 степени точности принимаю

;

коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца при принимаю

[1];