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

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, c 369]

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 =q m =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].

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

Коэффициент нагрузки Проверяем контактное напряжение по формуле МПа

Полученный результат больше допускаемого напряжения на %, 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

5. Литература

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