Привод галтовочного барабана

1. Техническое задание

Спроектировать привод галтовочного барабана.

Мощность на ведомом звене N₃=7,2 кВТ.

Частота вращения ведомого звена n₃=150 об/мин.

Тип цепи — роликовая.

Срок службы привода L=5 лет.

l — Электродвигатель

ll — Цепная передача

lll — Конический одноступенчатый редуктор

4 — Муфта Рисунок 1 — Кинематическая схема привода

2. Энерго-кинематический расчет привода

Определение мощности двигателя

N_эдN_дс

Мощность движущих сил, кВт:

N_дс=, (1)

гдеКПД привода:

(2)

где — КПД цепной передачи;

— КПД зубчатой конической передачи;

— КПД подшипниковой пары;

— КПД муфты.

N_дс= кВт Эл. двигатели, соответствующие данной мощности представлены в таблице 1.

Таблица 1- Данные для выбора электродвигателя

Выбор привода с меньшим передаточным числом целесообразнее, так как позволяет уменьшить его габариты.

Выбираем электродвигатель 4А160М8У3.

Передаточное число привода:

(3)

u_зпк: 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4.

Выбираем u_зпк=2,5.

Определяем передаточное число цепной передачи:

(4)

Определяем частоту вращения звеньев, об/мин:

n₁=n_дв=730 об/мин

n₂=n₁/u_цп, (5)

n₂=730/1,946=375,13 об/мин

n₃=n₂/u_зпк, (6)

n₃=375,13/2,5=150,05 об/мин Определяем крутящие моменты на соответствующих валах, Нм:

Т=N_дс/, (7)

где — угловая скорость двигателя, рад/с:

(8)

рад/с Т₁=8,136×10³ /76,4=106,5 Нм Т₂=Т₁u_цп, (9)

Т₂=106,51,946 Нм Т₃=Т₂u_зпк, (10)

Т₃=196,972,5 Нм

3. Расчет цепной передачи

3.1 Проектный расчет

Определяем шаг цепи, мм:

Р_Р=, (11)

где К_э=1 — коэффициент режима работы;

S_p=0,25 — коэффициент шага цепи;

К_m=1 — коэффициент, учитывающий число рядов цепи;

[p]=24,2 МПа — допускаемое удельное давление в шарнирах цепи;

z₁ — число зубьев ведущей звездочки:

z₁=29−2u_цп, (12)

z₁=29−21,946=26,108

Принимаем z₁=27.

Предварительное значение скорости цепи, м/с:

v=z₁n₁ P_p/(60 000), (13)

v=2 773 015/(60 000)=4,93 м/с Действительное допускаемое удельное давление в шарнирах [p]=17 МПа.

Принимаем шаг цепи Р_р=15,875 мм.

Выбираем цепь ПР-15,875−2270−2: шаг Р_р=15,875, ширина В=13,95 мм, Q_разр=2,27 кН, масса 1 метра цепи 1 кг, диаметр валика d_В=5,08 мм, ширина внутреннего звена b₃=9,65 мм, срок службы 4000 ч, n_мах=900 об/мин.

Действительное значение скорости цепи, м/с:

v=2 773 015,875/(60 000)=5,21 м/с Определяем число зубьев ведомой звездочки:

z₂=z₁u_цп, (14)

z₂=271,946=52,54

Принимаем z₂=53.

Определяем фактическое передаточкое число цепной передачи:

u_ф=z₂ / z₁, (15)

u_ф=53/27=1,963

Отклонение фактического передаточного числа:

(16)

Определяем предварительное межосевое расстояние, мм:

а=(3050)Р_р, (17)

а=3015,875=476,25 мм Проверяем частоту вращения ведущей звездочки, об/мин:

n₁[n]₁, (18)

где [n]₁— допускаемая частота вращения, об/мин:

[n]₁=1510³/Р_р, (19)

[n]₁=1510³/15,875=944,8 об/мин

900 об/мин?944,8 об/мин Проверяем давление в шарнирах, МПа:

Р_ц=F_tК_э/А, (20)

где F_t — окружное усилие, Н:

F_t=N₁10³/v, (21)

F_t=8,13 610³/5,21=1561,6 Н, А — площадь опрорной поверхности шарнира, мм²:

А=d_Вb_З, (22)

А=5,089,65=49,022 мм²

Р_ц=1561,61/49,022=31,85 МПа Р_ц=31,85 Мпа? [p]=17 МПа Выбираем цепь с большим шагом ПР-19,05−3180: шаг Р_р=19,05, ширина В=17,75 мм, Q_разр=3,18 кН, масса 1 метра цепи q=1,9 кг, диаметр валика d_В=5,94 мм, ширина внутреннего звена b₃=12,7 мм, срок службы Т=2000 ч.

Действительное допускаемое удельное давление в шарнирах [p]=21 МПа Определяем скорость цепи, м/с:

v=2719,5 730/6000=6,258 м/с Межосевое расстояние, мм:

а=3019,05=571,5 мм Определяем число звеньев цепи:

L_ц=, (23)

L_ц=

Принимаем L_ц=100 звеньев.

Определяем фактическое межосевое расстояние, мм:

а_ф=, (24)

а_ф= мм Определяем длину цепи, мм:

L=L_ц Р_р, (25)

L=10 019,05=1905 мм Диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм:

d_D1=P_p/sin (180/z₁), (26)

d_D1=19,05/sin (180/27)=164,1 мм Диаметр делительной окружности ведомой звездочки, мм:

d_D1=19,05/sin (180/53)=321,8 мм Диаметр окружности выступов, мм:

D_e=, (27)

где к=0,7 — коэффициент высоты зуба;

=1,6 — геометрическая характеристика зацепления;

К_z1=ctg180/z — коэффициент числа зубьев.

D_e1= мм

D_e= мм Диаметр окружности впадин, мм:

D_f=d_D-(d₁-0,175), (28)

где d₁=11,91 — диаметр ролика шарнира цепи.

D_f1=164,1-(11,91−0,175)=154,43 мм

D_f=321,8-(11,91−0,175)=313,03 мм

3.2 Проверочный расчет

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки, об/мин:

n₁[n]₁

где [n]₁— допускаемая частота вращения, об/мин:

[n]₁=1510³/19,05=787,4 об/мин

900 об/мин??787,4 об/мин Проверка числа ударов цепи о зубья звездочек, с^-1:

V[V], (29)

где V — расчетное число ударов цепи:

V=, (30)

V= с^-1

[V] - допускаемое число ударов:

[V]=508/Р_р, (31)

[V]=508/19,05=26,66 с^-1

V=13,14 с^-1?? [V]=26,66 с^-1

Определяем окружное усилие, Н, по формуле 21:

F_t= Н Проверка давления в шарнирах цепи, МПа, по формуле 20:

Р_ц= МПа Р_ц=17,23 Мпа? [p]=21 МПа Определение нагрузок, действующих на валы, Н:

R=К_ДF_t+2F_r, (32)

где F_r — натяжение от провисания ведомой ветви, Н:

F_r=К_fqga, (33)

где К_f=6 — коэффициент провисания;

F_r=61,99,80,5632=62,9 Н

R=1,151 300,1+262,9=1620,95 Н Определение срока службы цепи, ч:

Т_ф=, (34)

где — допускаемое увеличение шага цепи, %;

а_р — межосевое расстояние в шагах:

а_р=а/Р_{р ,} (35)

а_р=566,03/19,05=29,7

К_с — коэффициент смазки:

К_с=К_сп, (36)

где К_сп=1,8 — коэффициент, учитывающий способ смазки.

К_с=1,8/

Т_ф= ч Уточненный ожидаемый срок службы, ч:

Т₀=, (37)

Т₀= ч