Кинематический расчет привода

1 Общий К.П.Д. привода:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

Разраб.

Тарасевич

Провер.

Киркор

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Киркор

Привод шнекового пресса

Лит.

Листов

УО «МГУП», ТРК-091

η= η _МУФ ·η ·η ·η (1) η _КЦР = η _КП · η _ЗП · η ³ _ПК ,(2)

где η =0,92·0,9 3·0,99³=0,83 - К.П.Д. редуктора;

η =0,91 - К.П.Д. цепной передачи;

η =0,99 - К.П.Д. пары подшипников качения

η _МУФ =0,99 - К.П.Д муфты;

[ табл. 1.2.1;1]

η =0,99·0,83·0,91·0,99=0,74

2 Требуемая мощность электродвигателя.
Требуемую расчетную мощность электродвигателя определим по формуле:

N = , (3)

где N- мощность, кВт.

N = = =6,216

3 Общее оценочное передаточное отношение:

U = U · U , (4)

где U (передаточное отношение коническо-цилиндрического

редуктора) =6,3..28

U (передаточное отношение цепной передачи)=2..5

[ табл. 1.2.2, 1.2.3;1]

U =(2..5)·(6,3..28)=(12,6..140)

4 Частота вращения электродвигателя

n = n· U =150·(12,6..140)=(1890..21000) (5)

5 Выбор электродвигателя:

Выбираем стандартный электродвигатель исходя из двух условий:

1) N N ;

2) n n

По расчетным параметрам принимаем к установке электродвигатель

4А112М2УЗ ГОСТ 12139-84

n =2920 ;

N =7,5 кВт.

 

 

Таблица 2 – Параметры асинхронных двигателей

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

Рисунок 3 – Размеры асинхронных электродвигателей

 

 

Таблица 3–Габаритные и установочные размеры асинхронных двигателей, мм

 

 

6.Определяем общее передаточное отношение привода:

=2920/150=19,467 (6)

7.Уточняем фактическое передаточное число передач привода.
Передаточное отношение привода равно произведению частных передаточных отношений механических передач, входящих в привод:

U=U_кцр·U_цп (7)

где U_кцр - передаточное отношение коническо-цилиндрического

редуктора;

U_цп - передаточное отношение цепной передачи;

Тогда передаточное отношение цепной передачи будет:

(8)

8. Определение угловых скоростей, мощностей, крутящих моментов на валах редуктора.

1) вал электродвигателя

Частота вращения

об/мин,

Мощность

N =N =6,216 кВт,

Угловая скорость

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

Крутящий момент

= , (9)

2) быстроходный вал редуктора

Частота вращения

n₂= =2920 об/мин,

 

Мощность

(10)

 

Угловая скорость

рад/с,

 

Крутящий момент

(11)

 

3) тихоходный вал редуктора

Частота вращения

, (12)

Мощность

(13)

 

Угловая скорость

(14)

Крутящий момент

 

(15)

4) ведомый вал цепной передачи

Частота вращения

, (16)

 

Мощность

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

(17)

Угловая скорость

(18)

 

(19)

Выбор редуктора и муфты

 

По расчетным параметрам:

Н

 

выбираем к установке коническо-цилиндрический редуктор серии

КЦ1-200- V-2-ЦУ2 [ табл. 42.с.710/2/]

Паспортные данные для него:

Н

ГОСТ 15150-69 [табл.41;2]

 

 

Рисунок 4- Коническо-цилиндрический редуктор

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

 

Тихоходный вал Быстроходный вал

 

Рисунок 5 – Концы быстроходных и тихоходных валов.

 

Таблица 4 – Размеры концов быстроходных и тихоходных валов, мм.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

 

Таблица 5 - Габаритные и присоединительные размеры коническо-цилиндрических двухступенчатых редукторов типа КЦ1 (рис. 2), мм

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

Муфту выбираем по двум параметрам:

- передаваемый крутящий момент, Н·м;

- диаметры сопрягаемых валов, мм;

 

d₁=32мм

d2=40мм

Выбираем муфту типа МУВП по диаметрам входного вала коническо-цилиндрического редуктора и выходного вала двигателя для него d=32:

Муфта: МУВП250-32-1-40-4 ГОСТ 21424-93 [Табл. 13.3.1; 1]

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

Рисунок 6 – Муфта упругая втулочно-пальцевая

 

 

Таблица 6 – параметры и размеры, мм, упругих втулочно-пальцевых муфт

Расчет передачи.

Расчет цепной передачи:

Рисунок 7 – Цепь приводная роликовая длиннозвенная типа ПРД:

1- звено соединительное, 2 – звено переходное

 

Определяем число зубьев ведущей звездочки:

Z₁=29-2·U_цп=29-2·3,09=22,82 (23) (1)

Z₁ и Z₂ – число зубьев звездочки [табл. 3.3.1; 1]

Определяем число зубьев на ведомой звездочки:

Z₂=Z₁·U_цп=23 3,09=71,07 (71) (2)

Действительное передаточное отношение передачи:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

Коэффициент эксплуатации:

К_э=К_д·К_а·К_р·К_н·К_с·К_реж

К_д –коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагруз- ки; при равномерной нагрузке К_д=1; [табл. 3.3.2;1]

К_а – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние; К_а = 1;

[табл. 3.3.3; 1]

К_р – коэффициент, учитывающий способ регулировки натяжения цепи; при регулировании нажимными роликами К_р = 1,1;

[табл. 3.3.4;1]

К_н – коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту; менее 60⁰ и К_н =1;

[табл. 3.3.5; 1]

К_с – коэффициент, учитывающий качество смазки передачи и условия ее работы; для хорошего качества смазки и работе в помещении без пыли

К_с = 0,8;

[табл. 3.3.6 и 3.3.7; 1]

К_реж – коэффициент, учитывающий режим работы передачи; при двухсменной работе К_реж = 1,1.

[табл. 3.3.8; 1]

К_Э=1·1·1,1·1·0,8·1,1=0,968

Расчетная мощность передаваемая цепью:

кВт (4)

K_Z – число зубьев.

(5)

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

(6)

К_п - коэффициент, учитывающий частоты превращений. п₀₁ – частота превращений типовой передачи; примем равным 400 об/мин.

K_ряд=1 – коэффициент, учитывающий число рядов.

Исходя из условия N_P<[N] при частоте вращения типовой передачи

n₀₁=400 об/мин. Выбираем цепи:

[табл. Б18; 5]

1)ПР-19,05-3180 ГОСТ 13568 – 75.

Для нее [N]=8,38 кВт; t_ц=19,05 мм.; d=5,94 мм;

в=12,7 мм.; F=31,8 кН.; m=1,9 кг.

2)ПР-25,4-6000 ГОСТ 13568 – 75.

Для нее [N]=19 кВт; t_ц=25,4 мм.; d=7,92 мм;

в=15,88 мм.; F=60 кН.; m=2,6 кг.

 

Скорость цепи:

 

1) ν= (7)

 

2) ν= (8)

Окружное усилие:

1) =151,15 Н (9)

 

2) =1042,38 (10)

Удельные давления в шарнирах цепи:

1) (11)

 

2) (12)

Допускаемые удельные давления в шарнирах цепи [P] для цепи (1) [P]=26 МПа, для цепи (2) [P] =26 МПа при частоте вращения об/мин.

[табл. Б19; 5]

Межосевое расстояние:

1) а=t_ц· (30÷50)= 19,05·40=762 мм (13)

2) а=t_ц· (30÷50)= 25,4·40=1016 мм (14)

Число звеньев в цепи или длина цепи выраженная в шагах:

1) (15)

 

2) (16)

 

(17)

Принимаем

Расчетное межосевое расстояние при принятом Z_ц

 

1)

 

2)

 

Действительное межосевое расстояние:

1) а_д=0,996·а_р=0,996·767,23=764,16 мм (18)

2) а_д=0,996·а_р=0,996·1022,97=1018,88 мм (19)

Делительные диаметры звездочек:

1) (20) 2) (22)

(21) (23)

Число ударов цепи при набегании ее на зубья звездочек и сбегании с них:

 

1) (24)

2)

Допускаемое число ударов цепи:

1) (25) 2) (26)

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17 111111117

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

 

Коэффициент запаса прочности цепи:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ПМ 14.00.00.00 ПЗ

1) (27)

F_ц=m·υ²=1,9·3,38²=21,70 H – нагрузка от центробежных сил;

F_f=9,81·K_f ·m·a_д=9,81·6·1,9·0,767=85,78 H – сила от провисания цепи

K_f – коэффициент провисания цепи; при вeртикальном равен 6.

2) (28)

F_ц=m·υ²=2,6·4,9²=62,43 H – нагрузка от центробежных сил;

F_f=9,81·K_f ·m·a_д=9,81·6·2,6·1,018=155,79 H – сила от провисания цепи

K_f – коэффициент провисания цепи; при вeртикальном равен 6.

 

Допускаемое значение коэффициента запаса прочности при шаге цепи t_ц=19,05 мм. равно 8,9, а при шаге цепи t_ц=25,4 мм. равно 9,5. [табл. Б20; 5]

 

Исходя из полученных значений коэффициента запаса прочности окончательно принимаем к установке цепь ПР-25,4-6000 ГОСТ 13568-75