детали машин и основа конструирования,спроэктировать привод конвеера

1 Исходные данные

Вычерчиваем кинематическую схему двухступенчатого цилиндрического соосного редуктора, соединенного с электродвигателем через муфту (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема привода
1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – двухступенчатый соосный цилиндрический редуктор; 4 – быстроходная цилиндрическая косозубая передача; 5 – тихоходная цилиндрическая косозубая передача; 6 – цепная втулочно-роликовая передача

Исходные данные:
- крутящий момент на выходном валу привода Т_н=300 Нм;
- частота вращения выходного вала привода n_м=40 об/мин;
- синхронная частота вращения электродвигателя n_с=1500 об/мин;
- расчетный ресурс t=25000 ч;
- работа односменная;
- передаточное число цепной передачи U_цепи=2,7;
- корпус литой. 
2 Кинематический расчет привода

2.1 Выбор электродвигателя
Определим мощность привода на приводном валу конвейера:

Р_р=(Т_н n_м)/9550. (2.1)

Р_р=(300∙40)/9550=1,257 кВт.
Необходимая мощность электродвигателя:

Р_двиг=Р_р/η, (2.2)

где η – общий КПД привода от двигателя до конвейера, равный произведению частных КПД отдельных эементов составляющих привод. Для приближенной оценки КПД привода воспользуемся таблицей [1, т. 1.1]:
η_1=0,98 – КПД муфты;
η_2=0,98 – КПД цилиндрической косозубой передачи;
η_3=0,98 – КПД цилиндрической косозубой передачи;
η_4=0,99 – коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения;
η_5=0,98 – КПД цепной втулочно-роликовой передачи.
Общий КПД привода определится:

η=η_1*η_2*η_3*η_4^3*η_5. (2.3)

η=0,98*0,98*0,98*〖0,99〗^3*0,98=0,895.
Необходимая мощность электродвигателя:

Р_двиг=1,257/0,895=1,405 кВт.
Выбираем электродвигатель в соответствии с номинальной мощностью P_ном=1,5 кВт по ГОСТ 19523-74.
Таким образом, выбираем двигатель 4А80В4У3 (P_ном=1,5 кВт, n_ном=1500 об/мин, d_1=22 мм.
Общее передаточное число привода:

Uф= n_ном/n_м =1500⁄40=37,5.

Тогда передаточное число редуктора:

U_ред= U_ф/U_цеп =37,5⁄2,7=13,9.

Передаточное число тихоходной цилиндрической передачи:

U_т=0,63∛(U_ред^2 )=0,63∛(〖13,9〗^2 )=5,8.

Передаточное число быстроходной цилиндрической передачи:

U_б= U_ред/U_т =13,9⁄5,8=2,4.

2.2 Определение силовых и кинематических параметров привода

Определим мощности на валах:

Р_1=Р_дв; (2.4)

Р_1=1,405 кВт.

Р_2=Р_1*η_1*η_4; (2.5)

Р_2=1,405*0,98*0,99=1,363 кВт.

Р_3=Р_2*η_2*η_4; (2.6)

Р_3=1,363*0,98*0,99=1,322 кВт.

Р_4=Р_3*η_3*η_4; (2.7)

Р_4=1,322*0,98*0,99=1,283.

Р_5=Р_4*η_5; (2.8)

Р_5=1,283*0,98=1,257 кВт.
Определим частоты вращения валов:

n_1=n_2=n_ном=1500 об/мин.

n_3=n_1/U_б ; (2.9)

n_3=1500/2,4=625 об/мин.

n_4=n_3/U_т ; (2.10)

n_4=625/5,8=107,8 об/мин.

n_5=n_4/U_цеп ; (2.11)

n_5=107,8/2,7=40 об/мин.
Погрешность расчетов составляет 0%.
Определим угловые скорости на валах:

ω_ном=(π*n)/30. (2.12)

ω_1=ω_2=ω_ном=(3,14*1500)/30=157 с^(-1) .

ω_3=ω_2/U_б ; (2.13)

ω_3=157/2,4=65,4 с^(-1).

ω_4=ω_3/U_т ; (2.14)

ω_4=65,4/5,8=11,3 с^(-1).

ω_5=ω_4/U_цеп ; (2.15)

ω_5=11,3/2,7=4,18 с^(-1).
Определим вращающие моменты на валах:

Т_1=(Р_1*10^3)/ω_1 ; (2.16)

Т_1=(1,405*10^3)/157=8,95 Нм.

Т_2=(Р_2*10^3)/ω_2 ; (2.17)

Т_2=(1,363*10^3)/157=8,68Нм.

Т_3=(Р_3*10^3)/ω_3 ; (2.18)

Т_3=(1,322*10^3)/65,4=20,21 Нм.

Т_4=(Р_4*10^3)/ω_4 ; (2.19)

Т_4=(1,283*10^3)/11,3=113,54 Нм.

Т_5=(Р_5*10^3)/ω_5 ; (2.19)

Т_5=(1,257*10^3)/4,18=300,7 Нм.

Сведем полученные данные в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Кинематическая характеристика привода
Номер вала Мощность, кВт Частота вращения, об/мин Угловая скорость, с-1 Крутящий момент, Нм
1 1,405 1500 157 8,95
2 1,363 1500 157 8,68
3 1,322 625 65,4 20,21
4 1,283 107,8 11,3 113,54
5 1,257 40 4,18 300,7

 
3 Расчет быстроходной цилиндрической передачи

3.1 Выбор твердости, термообработки и материала колес быстроходной зубчатой передачи

Выберем материал для зубчатой пары колёс, одинаковый для шестерни и колеса, но с разными твёрдостями, так как твёрдость зубьев шестерни должна быть больше твёрдости зубьев колеса.
Принимаем для шестерни - Сталь 45 и для колеса - Сталь 40 [4]. Выберем термообработку для зубьев шестерни и для зубьев колеса - улучшение.
Выберем интерва