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
Nэд/>Nдс
Мощность движущих сил, кВт:
Nдс=/>, (1)
где />-КПД привода:
/>, (2)
где />— КПД цепной передачи;
/> — КПД зубчатой конической передачи;
/> — КПД подшипниковой пары;
/> — КПД муфты.
/>
Nдс=/>кВт
Эл. двигатели, соответствующие данной мощности представлены в таблице 1.
Таблица 1- Данные для выбора электродвигателя
№ п/п
Обозначение
Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин
Требуемое передаточное число привода, u=nдв/n3
1
4А132М2У3
11
2900
19,23
2
4А132М4У3
11
1460
9,73
3
4А160S6У3
11
975
6,5
4
4А160М8У3
11
730
4,866
Выбор привода с меньшим передаточным числом целесообразнее, так как позволяет уменьшить его габариты.
Выбираем электродвигатель 4А160М8У3.
Передаточное число привода:
/> , (3)
uзпк: 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4.
Выбираем uзпк=2,5.
Определяем передаточное число цепной передачи:
/> , (4)
/>
Определяем частоту вращения звеньев, об/мин:
n1=nдв=730 об/мин
n2=n1/uцп, (5)
n2=730/1,946=375,13 об/мин
n3=n2/uзпк, (6)
n3=375,13/2,5=150,05 об/мин
Определяем крутящие моменты на соответствующих валах, Нм:
Т=Nдс//>, (7)
где />— угловая скорость двигателя, рад/с:
/> , (8)--PAGE_BREAK--
/> рад/с
Т1=8,136х103/76,4=106,5 Нм
Т2=Т1/>uцп/>, (9)
Т2=106,5/>1,946/>Нм
Т3=Т2/>uзпк/>, (10)
Т3=196,97/>2,5/>Нм
3. Расчет цепной передачи
3.1 Проектный расчет
Определяем шаг цепи, мм:
РР=/>, (11)
где Кэ=1 – коэффициент режима работы;
Sp=0,25 – коэффициент шага цепи;
Кm=1 – коэффициент, учитывающий число рядов цепи;
[p]=24,2 МПа – допускаемое удельное давление в шарнирах цепи;
z1– число зубьев ведущей звездочки:
z1=29-2/>uцп, (12)
z1=29-2/>1,946=26,108
Принимаем z1=27.
Предварительное значение скорости цепи, м/с:
v=z1/>n1/>Pp/(60000), (13)
v=27/>730/>15/(60000)=4,93 м/с
Действительное допускаемое удельное давление в шарнирах [p]=17 МПа.
Принимаем шаг цепи Рр=15,875 мм.
Выбираем цепь ПР-15,875-2270-2: шаг Рр=15,875, ширина В=13,95 мм, Qразр=2,27 кН, масса 1 метра цепи 1 кг, диаметр валика dВ=5,08 мм, ширина внутреннего звена b3=9,65 мм, срок службы 4000 ч, nмах=900 об/мин.
Действительное значение скорости цепи, м/с:
v=27/>730/>15,875/(60000)=5,21 м/с
Определяем число зубьев ведомой звездочки:
z2=z1/>uцп, (14)
z2=27/>1,946=52,54
Принимаем z2=53.
Определяем фактическое передаточкое число цепной передачи:
uф=z2/ z1 , (15) продолжение
--PAGE_BREAK--
uф=53/27=1,963
Отклонение фактического передаточного числа:
/> , (16)
/>
Определяем предварительное межосевое расстояние, мм:
а=(30/>50)Рр , (17)
а=30/>15,875=476,25 мм
Проверяем частоту вращения ведущей звездочки, об/мин:
n1/>[n]1, (18)
где [n]1— допускаемая частота вращения, об/мин:
[n]1=15/>103/Рр, (19)
[n]1=15/>103/15,875=944,8 об/мин
900 об/мин944,8 об/мин
Проверяем давление в шарнирах, МПа:
Рц=Ft/>Кэ/А, (20)
где Ft– окружное усилие, Н:
Ft=N1/>103/v, (21)
Ft=8,136/>103/5,21=1561,6 Н
А – площадь опрорной поверхности шарнира, мм2:
А=dВ/>bЗ , (22)
А=5,08/>9,65=49,022 мм2
Рц=1561,6/>1/49,022=31,85 МПа
Рц=31,85 Мпа [p]=17 МПа
Выбираем цепь с большим шагом ПР-19,05-3180: шаг Рр=19,05, ширина В=17,75 мм, Qразр=3,18 кН, масса 1 метра цепи q=1,9 кг, диаметр валика dВ=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=27/>19,05/>730/6000=6,258 м/с
Межосевое расстояние, мм:
а=30/>19,05=571,5 мм
Определяем число звеньев цепи:
Lц=/>, (23)
Lц=/>
Принимаем Lц=100 звеньев.
Определяем фактическое межосевое расстояние, мм:
аф=/>, (24) продолжение
--PAGE_BREAK--
аф=/>мм
Определяем длину цепи, мм:
L=Lц/>Рр , (25)
L=100/>19,05=1905 мм
Диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм:
dD1=Pp/sin(180/z1), (26)
dD1=19,05/sin(180/27)=164,1 мм
Диаметр делительной окружности ведомой звездочки, мм:
dD1=19,05/sin(180/53)=321,8 мм
Диаметр окружности выступов, мм:
De=/>, (27)
где к=0,7 – коэффициент высоты зуба;
/>=1,6 – геометрическая характеристика зацепления;
Кz1=ctg180/z– коэффициент числа зубьев.
De1=/>мм
De=/>мм
Диаметр окружности впадин, мм:
Df=dD-(d1-0,175/>/>), (28)
где d1=11,91 – диаметр ролика шарнира цепи.
Df1=164,1-(11,91-0,175/>/>)=154,43 мм
Df=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=15/>103/19,05=787,4 об/мин
900 об/мин787,4об/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/Рр, (31)
[V]=508/19,05=26,66 с-1 продолжение
--PAGE_BREAK--
V=13,14 с-1 [V]=26,66 с-1
Определяем окружное усилие, Н, по формуле 21:
Ft=/>Н
Проверка давления в шарнирах цепи, МПа, по формуле 20:
Рц=/>МПа
Рц=17,23 Мпа [p]=21 МПа
Определение нагрузок, действующих на валы, Н:
R=КД/>Ft+2Fr, (32)
где Fr– натяжение от провисания ведомой ветви, Н:
Fr=Кf/>q/>g/>a, (33)
где Кf=6 – коэффициент провисания;
Fr=6/>1,9/>9,8/>0,5632=62,9 Н
R=1,15/>1300,1+262,9=1620,95 Н
Определение срока службы цепи, ч:
Тф=/>, (34)
где />— допускаемое увеличение шага цепи, %;
ар– межосевое расстояние в шагах:
ар=а/Рр, (35)
ар=566,03/19,05=29,7
Кс– коэффициент смазки:
Кс=Ксп/>, (36)
где Ксп=1,8 – коэффициент, учитывающий способ смазки.
Кс=1,8//>
Тф=/>ч
Уточненный ожидаемый срок службы, ч:
Т=/>, (37)
Т=/>ч