Проектирование цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
1. Выбор электродвигателя
Методика расчета требуемой мощности и выбора электродвигателя взята из [5].
Мощность на выходном валу редуктора N, кВт определятся по формуле
где F - тяговое усилие ленты конвейера, кН; V - скорость движения ленты конвейера, м / с.
Согласно исходным данным
кН.
Общий коэффициент полезного действия (КПД) ? вычисляется по формуле
где - КПД муфты; - КПД подшипника качения; - КПД зубчатой передачи.
Потребляемая мощность двигателя , кВт вычисляется по формуле
Из каталога [5] выбираются марки электродвигателей мощностью более 10,7 кВт. Среди двигателей с различным количеством совершаемых оборотов в минуту необходимо выбрать наиболее подходящий для проектируемого привода.
Выбираем ближайшие по мощности электродвигатели:
) 4АМ160S6 мощностью = 11 кВт с номинальной частотой вращения вала двигателя
) 4АМ160М8 мощностью = 11 кВт с номинальной частотой вращения вала двигателя .
Передаточное число редуктора u определяется по формуле
где n - частота вращения барабана конвейера, об / мин.
Частота вращения барабана конвейера n , об/мин определяется по формуле
где D - диаметр барабана конвейера, м.
В случае с первым вариантом электродвигателя передаточное число редуктора будет
при этом отклонение от стандартного значения передаточного числа редуктора, равного 28, вычисляется по формуле
В случае со вторым двигателем согласно формуле (4)
отклонение от стандартного значения, равного 22,4, составляет
Так как отклонение от стандартного передаточного числа редуктора не должно превышать 4 %, то выбираем второй вариант двигателя - 4АМ160М8 и передаточное число редуктора, равное 21, 96.
2. Кинематический расчет привода
Методика кинетического расчета взята из [5].
Для соосного двухступенчатого цилиндрического редуктора передаточные отношения ступеней вычисляются по формулам:
передаточное число тихоходной ступени
- передаточное число быстроходной ступени
Согласно формулам (8) и (9) получаем
Крутящие моменты , Н мм, , Нмм и , Нмм вычисляются по формулам
Тогда согласно формулам (2.3), (2.4) и (2.5)
Частоты вращения валов редуктора , об/мин, об/мин и , об/мин определяются формулами:
Следовательно, частоты вращения валов будут
Мощность вращения валов , кВт, , кВт, , кВт определяется по формулам
Тогда значения величин мощностей вращения валов будут
3. Расчет размеров зубчатых колес
.1 Выбор материала для зубчатых колес
Прежде всего необходимо выбрать материал, из которого изготовлены шестерни и зубчатые колеса.
Выбираем легированную сталь марки 40Х улучшенную, тогда:
для шестерен: предел прочности , предел текучести , средняя твердость в единицах Бринелля ;
для зубчатых колес: предел прочности , предел текучести , средняя твердость в единицах Бринелля .
Далее в соответствии с рисунком 1 здесь и далее по тексту обозначаются:
шестерня на быстроходном валу (позиция 1) - шестерня 1;
зубчатое колесо на промежуточном валу (позиция 2) - зубчатое колесо 2;
шестерня на промежуточном валу (позиция 3) - шестерня 3;
зубчатое колесо на тихоходном валу (позиция 4) - зубчатое колесо 4.
Рисунок 1
3.2 Расчет межосевого расстояния редуктора
Метод расчета взят из [5].
Необходимо рассчитать допускаемое контактное напряжение ., МПа. Оно вычисляется по формуле
где - предел контактной выносливости в базовом цикле нагружения, МПа; - коэффициент долговечности; - коэффициент запаса прочности.
При улучшении материалов берется из интервала от 1,1 до 1,2. Для расчетов далее принимается .
Предел контактной выносливости при базовом цикле нагружения для улучшенных сталей , МПа определяется по формуле
Коэффициент долговечности определяется по формуле
где - базовое число циклов нагружения зуба колеса; - эквивалентное число циклов нагружения зуба колеса.
определяются по формуле:
где Т - время работы редуктора, ч ; n - частота вращения вала рассчитываемого вала, об/мин ; - величина, показывающая степень загруженности передачи; - доля времени от общего времени работы передачи, в течение которого передача нагружена крутящим моментом .
Для проектируемого редуктора примем значения величин , , и время работы Т = 30000 ч .
Базовое число циклов определяются в зависимости от твердости стали. Так как выбрана сталь 40Х с твердостью , то определяется по формуле
Так для шестерени 1 согласно формулам (3.1) - (3.5)
Так как , то принимаем , следовательно
Для зубчатого колеса 2 согласно формулам (3.1) - (3.5)
Так как , то принимаем , следовательно
Для шестерни 3 согласно формулам (3.1) - (3.5)
&n