Реферат: Рассчет приводного вала

Название: Рассчет приводного вала
Раздел: Промышленность, производство
Тип: реферат

Задание

Рассчитать приводную станцию, исходя из следующих данных:

- мощность приводного элемента - ;

- частота вращения вала электродвигателя - ;

- частота вращения вала приводного элемента - .

Схема приводной станции представлена на рисунке 1.

1 – электродвигатель;

2 – клиноременная передача;

3 – цилиндрический редуктор;

4 – муфта;

5 – приводной барабан.

I – вал электродвигателя;

II – входной (быстроходный) вал редуктора;

III – выходной (тихоходный) вал редуктора;

IV – приводной вал.

Рисунок 1 – Схема приводной станции

1 Расчёт приводной станции

1.1 Выбор электродвигателя

Электродвигатель для приводной станции выбирается по мощности и частоте вращения вала. Мощность электродвигателя рассчитывается по следующей формуле

, (1)

где 1.25 – коэффициент перегрузки;

– мощность на приводном элементе, кВт;

– КПД приводной станции (в расчётах принимается 0.75 – 0.80).

Используя формулу (1) рассчитывается мощность электродвигателя

По справочнику [1] выбирается электродвигатель. Для этого выполняется следующее условие

:

- типоразмер – 4А112М243;

- мощность электродвигателя - ;

- частота вращения вала электродвигателя - .

Схема электродвигателя представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема электродвигателя

1.2 Определение передаточного отношения приводной станции

Передаточное отношение приводной станции рассчитывается по следующей формуле

, (2)

где - частота вращения вала электродвигателя, ;

- частота вращения приводного вала, .

Используя формулу (2) рассчитывается передаточное отношение приводной станции

1.3 Разбивка передаточного отношения приводной станции по ступеням

Приводная станция конвейера состоит из следующих механических передач: клиноремённой передачи и циоиндрического редуктора. Тогда передаточное отношение приводной станции можно записать в следующем виде

, (3)

где - передаточное отношение клиноремённой передачи;

- передаточное отношение цилиндрического редуктора.

Принимается минимальное передаточное отношение клиноремённой передачи

, тогда максимальное передаточное отношение цилиндрического редуктора определяется по формуле (3)

Принимается максимальное передаточное отношение клиноремённой передачи

, тогда максимальное передаточное отношение цилиндрического редуктора определяется по формуле (3)


По справочнику [1] выбирается цилиндрический редуктор по передаточному числу и по мощности (по крутящему моменту): ; ; ;

- типоразмер – Ц2У-160 ;

- крутящий момент на тихоходном валу - ;

- передаточное число - .

Схема червячного редуктора представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема червячного редуктора

Уточняется передаточное отношение клиноремённой передачи по формуле (3)

В результате чего выполнена разбивка передаточного отношения по степеням.


1.4 Определение кинематических и силовых характеристик на валах приводной станции

На валах приводной станции (рисунок 1) определяются следующие характеристики:

- - частота вращения вала, об/мин;

- - угловая скорость вала, рад/с;

- – мощность на валу, кВт;

- - крутящий момент на валу, Н*м;

- - номер вала.

1.4.1 Характеристики на первом валу

Характеристики на первом валу имеют следующие значения

1.4.2 Характеристики на втором валу

Характеристики на втором валу имеют следующие значения

об/мин)

1.4.3 Характеристики на третьем валу

Характеристики на третьем валу имеют следующие значения

об/мин)

1.4.4 Характеристики на четвертом валу

Характеристики на четвертом валу имеют следующие значения

об/мин)


2 Расчет клиноременной передачи

Исходя из передаваемой мощности Рэ.д =7,5 кВт и предполагаемой скорости движения ремня υ =(5-10) м/с рекомендуемые сечения ремней Б и В [2]

Схема клиноременной передачи представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – схема клиноременной передачи

Расчет приводной станции для обоих сечений и результаты сводятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Расчет клиноременной передачи

Определяемый параметр, расчетная формула,

подстановка, единица измерения

Результат расчета

Б

В

1

2

3

1) Расчетный диаметр ведущего шкива D 1 , мм

125

200

2) Передаточное отношение передачи, U рем

2.2

2.2

3) Расчетный диаметр ведомого шкива D 2 = D 1 * U рем (1-ε ) ,мм

Б: D 2 =125*2.2(1-0.02)=269.5(мм)

В: D 2 =200*2.2(1-0.02)=431.2(мм)

Принимаем ближайший стандартный диаметр шкива D 2 , мм

269.5

280

431.2

450

4) Предварительное межосевое расстояние

а ≥0.55( D 2 + D 1 )+ h , мм

где h – высота ремня, мм

Б: а ≥0.55(280+125)+10,5=233.25(мм)

В: а ≥0.55(450+200)+13.5=371(мм)

10.5

233

13.5

371

5) Расчетная длина ремня L = , мм


1

2

3

Б: L = (мм)

B : L = (мм)

Принимается большая на 3-4 ступени стандартная длина ремня L станд , мм

1127.63

1320

1804.62

2120

6) Окончательное межосевое расстояние aw =0.25[( L ст - w )+

+ ( L ст - w )2 – 8* y ], мм

w = (( D 2 + D 1 )/2)* π ,

y = (( D 2 + D 1 )/2)2 ,

Б: w = ((280+125)/2)*3.14, В: w = ((450+200)/2)*3.14;

Б: y = ((280+125)/2)2 , В: y = ((450+200)/2)2 ;

Б: aw =0.25[(1320 – 635.85) + (1320 - 635.85)2 – 8*41006.25 ]

В: aw =0.25[(2120 – 1020.5) + (2120 – 1020.5)2 – 8*105625 ]

635.85

41006.25

265

1020.5

105625

426

7) Угол обхвата на малом шкиве

α1 = 180˚ - ( D 2 - D 1 )/ aw *60˚ ≥ α min = 120˚

Б: α1 = 180˚ - ( 280 - 125)/ 265*60˚

В: α1 = 180˚ - ( 450 - 200)/ 426*60˚

145

147

8) Скорость движения ремня υ 1 = ω 1 * D 1 /2

Б: υ 1 = 314*0.125/2

В: υ 1 = 314*0.2/2

υ >10 м/с рекомендуется сечение Б

19.6

31.4

9) Число ремней передачи Z = P / Po * kα (1) * kυ (2) , шт

где P – мощность электродвигателя,

Po – мощность передаваемая одним ремнем,

kα (1) – коэффициент учитывающий угол обхвата на малом шкиве,

kυ (2) – коэффициент учитывающий динамическое движение второй смены

Б: Z = 7.5/ 2.94*0.89*0.87

В: Z = 7.5/ 5.9*0.92*0.87

3

2

10) Число пробегов ремня в секунду U = υ 1 / L ст ≤ [ U ]=10 c -1

Б: U = 19600/1320

В: U = 31400/2120

15

15

11) Сила давления на валы и опоры от натяжения ремней

R = 2*So *Z*sin( α 1 /2), Н

So = σo *A

где So – начальное натяжение ремня,

σo – допускаемое напряжение материала ремня, МПа

А – площадь, мм

Б: So =1.5* В: So =1.5*

Б: R = В: R =

1.5

1.5

Окончательно выбирается клиноременная передача с ремнями сечения Б, так как наиболее компактная.

Осевое сечение ведущего шкива представлено на рисунке 5.

Рисунок 5 – Осевое сечение ведущего шкива


Заключение

1. Выбрали электродвигатель типоразмера 4А112М243 с мощностью = 7,5 кВт и частотой вращающегося вала =3000 об/мин;

2. Определили передаточное отношение приводной станции = 54.55;

3. Разбили передаточное отношение приводной станции по ступеням и выбрали двухступенчатый редуктор типоразмера Ц2У-160, с крутящим моментом на тихоходном валу =1000 Нм и передаточным числом =2.2 ;

4. Определили кинематические и силовые характеристики на валах приводной станции

n 1 =3000 об/мин, ω1 =314 рад/сек, Р1 =7.5 кВт, Тк1 =23.88 Нм;

n 2 =1364 об/мин, ω2 =143 рад/сек, Р2 =7.2 кВт, Тк2 =50.43 Нм;

n 3 =54.56 об/мин, ω3 =5.71 рад/сек, Р3 =6.7 кВт, Тк3 =1175 Нм;

n 4 =54.56 об/мин, ω4 =5.71 рад/сек, Р4 =6.37 кВт, Тк4 =1115.6 Нм;

5. Рассчитали клиноременную передачу по двум видам сечения Б и В. Б: D 1 =125 мм, D 2 =280 мм и L ст =1320 мм;

В: D 1 =200 мм, D 2 =450 мм и L ст =2120 мм.


Список использованных источников

1) Анурьев И.В. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.3. – 8-е изд., перераб. и доп. под ред. И.Н.Шестякова – М.: Машиностроение, 1999. – 484 с., ил.

2) Анурьев И.В. Справочник конструктора-машиностроителя . В 3-х т. Т.2. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 559 с., ил.