Проектирование привода электролебёдки (редуктор)
СОДЕРЖАНИЕ
1. Техническое задание
2. Энерго-кинематический расчет привода
3. Расчет редуктора
4. Подбор и проверочный расчет подшипников
5. Смазывание редуктора
6. Конструирование корпуса и деталей редуктора
7. Подбор и проверочный расчет муфт
8. Расчет шпоночных соединений
9. Технический уровень редуктора
Вывод
Литература
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Спроектировать привод электролебедки по схеме, представленной на рисунке 1.
Исходные данные для варианта 2:
w Тяговое усилие каната F = 10 кН;
w Скорость каната u = 0,42 м/с;
w Диаметр барабана D = 150 мм;
w Срок службы редуктора L = 5 лет.
2. ЭНЕРГО-КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. ПОДБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
2.1. Выбор электродвигателя
, (1)
где h - кпд привода;
hм - кпд муфты, hм.=0,98;
hп.к..- кпд подшипников качения, hп.к.= (0,99 ¸ 0,995);
hз.п.- кпд закрытой передачи, hз.п.= (0,96 ¸ 0,98).
h = 0,992·0,982·0,982=0,904
, (2)
где Р - расчётная мощность электродвигателя, кВт;
Рр.м. - мощность рабочей машины, кВт.
, (3)
где F - тяговое усилие каната, кН;
u - скорость каната, м/с.
кВт
кВт
По таблице [4, с.384] выбираем подходящий электродвигатель.
Таблица 1.
Типы двигателей
Мощность, кВт
Тип двигателя
Номинальная частота, об/мин
5,5
4А100L2У3
2880
4А112М4У3
1445
4А132S6У3
965
4А132М8У3
720
2.2. Определение общего передаточного числа привода и его разбивка по ступеням
u=u1·u2 , (4)
где u – общее передаточное число привода;
u1 – передаточное число первой ступени;
u2 – передаточное число второй ступени.
Определим передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя.
(5)
где nэ.д. – частота вращения вала электродвигателя, об/мин;
nр.м – частота вращения рабочей машины, об/мин.
(6)
об/мин
Из стандартного ряда передаточных чисел первой ступени u1 = 4.
Из стандартного ряда передаточных чисел второй ступени u2 = 4,5.
2.3. Определение частоты вращения и моментов на валах
(7)
(8)
где nт – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин;
nб – частота вращения промежуточного вала редуктора, об/мин;
об/мин
об/мин
Проверка отклонения частоты вращения рабочей машины от расчетной.
< 5% (9)
(10)
где ωэ.д. – угловая скорость вала электродвигателя, с-1.
с-1
с-1
с-1
P = T·ω, (11)
где Pэл – мощность электродвигателя, Вт;
Tэд – крутящийся момент на валу электродвигателя, Н·м.
Н·м
Т1=Тэд·u1 ∙ , (12)
Т2=Т1·u2 , (13)
где Т1 – крутящийся момент промежуточного вала редуктора, Н·м;
Т2 – крутящийся момент тихоходного вала редуктора, Н·м.
Тп=46·4∙0,99∙0,98∙0,98=174,95 Н·м
Тт=174,95·4,5∙0,99∙0,98∙0,98=748,54 Н·м
Таблица 2.
Параметры привода
Крутящий момент Т, Н×м
Частота n, об/мин
Угловая скорость w, с-1
Передаточное число u
Двигатель 4А250М6У3
46
965
101
Редуктор, промежуточной вал
174,95
241,25
25,25
4
Рабочий тихоходный вал
748,54
53,61
5,61
4,5
Вывод: в данном пункте был произведен энерго-кинематический расчет привода. Выбран асинхронный двигатель. Рассчитаны передаточные числа каждой ступени. Определены крутящие моменты, угловые скорости и частоты вращения на валах ступеней.
3. РАСЧЁТ РЕДУКТОРА
3.1. Расчет первой ступени цилиндрического редуктора
3.1.1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений
По таблице 3.2 [4,с.50] выбираем марку стали: 45 термообработка –нормализация. Принимаем твёрдость шестерни НВ1=207, твёрдость колеса НВ2=195.
Допускаемое контактное напряжение:
[σн]= (1,8· НВср+67)×КHL , (14)
где [σн]- допускаемое контактное напряжение, Н/мм2;
КHL – коэффициент долговечности, КHL =1;
НВср – твердость детали.
[σн.]1=1,8· 207+67= 439,6 Н/мм2
[σн.]2=1,8· 195+67= 418 Н/мм2
За расчётное допускаемое напряжение принимаем меньшее из двух допускаемых контактных напряжений [σн]=418 Н/мм2.
Допускаемое напряжение изгиба определяется:
[σF]= 1,03· НВ×КFL , (15)
где [σF] - допускаемое напряжение изгиба, Н/мм2;
KFL – коэффициент долговечности, KFL=1;
[σ F]1=1,03·207 = 213,21 Н/мм2
[σ F]2=1,03·195 = 200,85 Н/мм2
3.1.2. Определение значения межосевого расстояния
, (16)
где Kнβ – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, Kнβ = 1;
Ka – вспомогательный коэффициент: для косозубых передач Ka=43;
ψa – коэффициент ширины венца колеса, для несимметричных редукторов, ψa=0,2….0,25, принимаем ψa= 0,2;
мм
Полученное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего по ГОСТ 6636-69 aω=150 мм.
3.1.3. Определение рабочей ширины венца колеса и шестерни
(17)
(18)
где - рабочая ширина венца шестерни, мм;
- рабочая ширина венца колеса, мм.
3.1.4. Определение модуля передачи
, (19)
где m – модуль передачи, мм;
Кm – вспомогательный коэффициент, для косозубой передачи Кm = 5,8;
d2 – делительный диаметр колеса, мм.
(20)
мм
Полученное значение модуля округляет до ближайшего значения из стандартного ряда по ГОСТ 9563-60 m = 1,5 мм.
3.1.5. Определение суммарного числа зубьев и угла наклона зуба
