Проектирование привода к пресс-валкам
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Тема: Спроектировать привод к пресс-валкам
Задание
на выполнение курсового проекта по деталям машин
Тема: Спроектировать привод к пресс-валкам
Исходные данные:
Мощность на рабочем валу машины…………N р.в.=16,8 кВт
Скорость рабочего вала машины……………nр.в.=4 об/мин
Скорость вращения электродвигателя……...nс =1000 об/мин
ПВ=45 %
Рис.1.1.Кинематическая схема привода.
Задание выдано:
Преподаватель: Киселев Б.Р.
Введение
Приводы в химическом машиностроении многообразны по конструкции и различаются в зависимости от вида машины. Привод - устройство для приведения в действие машин от двигателя через передаточные механизмы. Соединение вала машины с валом электродвигателя возможно лишь в относительно редких случаях. Однако в химическом машиностроении это имеет место. В основном для привода машины необходима установка повышающей или понижающей передачи. Оптимальный тип передачи определяют с учетом ряда факторов: эксплуатационных условий, характера нагрузки, срока службы, техники безопасности, удобства расположения, обслуживания, стоимости привода.
Наиболее совершенным и прогрессивным является индивидуальный привод, т.к. он устраняет потери энергии в трансмиссиях, допускает наиболее рациональное размещение узлов, агрегатов машин, улучшает условия труда. Индивидуальный привод к рабочему валу машины осуществляется разными вариантами, в которые входят электродвигатель, открытые передачи, редуктор, муфты. Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающегося момента. В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Обычно в червячной передаче ведущим является червяк. Валы опираются на установленные в корпус подшипники.
Червяки проектируются однозаходные и многозаходные, в основном с правым направлением витка. С увеличением числа витков червяка возрастает угол подъема винтовой линии, что повышает КПД передачи. Червячные передачи характеризуются большими скоростями скольжения в месте контакта червяка и червячного колеса.
1.Оптимизация выбора привода
Кинематическая схема привода состоит из электродвигателя 1 типа 4А, соединительной муфты 2, редуктора 3, открытой передачи 4 и пресс-валков 5, см. рис. 1.1.
2.Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя
.1 Определение КПД привода
? = ?чп ? ?зп? ?п2 ,
где ?чп = 0.8 - КПД червячной передачи [1 с.40];
?п = 0.99 - КПД пары подшипников.
? зп = 0.95 - КПД зубчатой передачи
? = 0.8 ? 0.95?0,9952= 0,748
.2 Определим расчетную мощность электродвигателя
Nэлр = Nр.в./? ,
элр = 16,8/0.748 = 22,46 кВт .
.3 Выбираем электродвигатель
Зная nс = 1000 об/мин
Nэлр = 22.46 кВт.
По ГОСТ 19523-81 принимаем электродвигатель 4А200М6УЗ, табл. 2.1, Nэл = 22кВт, S = 2.3% [1 с.43]. Электродвигатель будет работать с перегрузкой
- 100%
X = 2,09%,
,46 - X%
которая составляет 2,09%, что вполне допустимо, так как<5%.
Определяем асинхронную частоту вращения электродвигателя
nас = nс? (1- (S%/100)) ;
ас = 1000 ? (1- (2.3/100)) =977 об/мин .
.4 Уточняем передаточное отношение привода
Действительное общее передаточное отношение привода равно
пр. = nас/nр.в = 977/4 = 244,25 .зп. = Uпр. / Uр.= 244,25/40 = 6,11
Принимаем для червячной передачи по ГОСТ 2144 -76 Uчп. = 40, а для зубчатой Uзп. = 6,11 [1 с.96].
.5 Определяем момент на валах привода
M1 = Mэл = 30 ? Nэлр/? ? nас ;
1 = 30 ? 22460/3.14 ? 977 = 219.8 Н?м ;
= M1 ? Uпр.? ?чп ? ?п2 ;
2 = 219,8 ? 40 ? 0.8 ? 0.9952 = 6962,2 Н?м;
3 = M2 ? Uзп.? ?зп ? ?п = 6962 ? 6.11? 0,95 ? 0,995 = 40209,8 Н?м.
.6 Определим скорости вращения валов
n1 = nас. = 977 об/мин ;
n2 = n1 / Uпр. ;
n2 = 977 / 40 = 24,425 об/мин .
3. Расчет и проектирование червячной передачи
.1 Выбираем материал червячной пары
Приближенное значение скорости скольжения :
Vs = (3.7 4.6 ) ?10-4 ? n1 ? ;
= 4 ?10-4 ? 977 ?= 7.5 м/с ,
Выбираем для червяка Сталь 45 с закалкой до твердости > HB240. Для венца червячного колеса выбираем бронзу БрO10Ф1 (ГОСТ 613-79);
предел прочности ?В2 = 215 МПа ;
предел текучести ?Т2 = 140 МПа [1 с.9] .
.2 Определяем допускаемое контактное напряжение
[?]Н2 =0,9* ?В2*KHL ?4* ?Т2;
KHL =/ NHE2 ;= 60?T? n2 = 60*10000*24=1.44*107=/ NHE =0.95,
[?]Н2 = 184 Мпа ? 560 МПа .
3.3 Определяем допускаемое изгибное напряжение
[?]F2 = (0.25??Т2 +0.08??В2)?KFL ;
где KFL - коэффициент долговечности изгибных напряжений ,
KFL = / NFE ;
= / 1.44?107 = 0,74 ,
где NFE - эквивалентное число циклов напряжений ;
= 60?T? n2 ;
= 60?10000?24 = 1,44?107,
[?]F2 = (0.25?140 +0.08?215)?0.74 = 39 МПа ;
3.4 Задают число заходов червяка
Принимаем Z1 = 1 [1 с.96] , тогда число зубьев червячного колеса будет;
2 = Z1? Uпр. ;
Z2 = 1? 40 = 40 .
.5 Принимают значение коэффициента диаметра червяка ;
= 0.25?Z2 ;
= 0.25?40 = 10 .
принимаем согласно ГОСТ 19672 - 74 [1 с.96] q = 10 .
.6 Вычисляем межосевое расстояние
a = (Z2 /q + 1) ? 3v[5400/(Z2 /q?[?]Н2 ]2? KH? ?KHV? М2 ;
где KH? = 1 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки;
KHV = 1.3 - коэффициент динамической нагрузки;
a=(40 /10 + 1) ? 3v[5400/(40/10?184]2?1?1.3?6962.2 = 394 мм,
.7 Определяем осевой модуль зацепления
m = 2?a/(Z2 +q);
= 2?394/(40+10) = 15.76 мм.
Принимаем по ГОСТ 2144 - 76 стандартное значение m=16 [1 с.97].