Курсовая работа: Привод галтовочного барабана

1. Техническое задание

Спроектировать привод галтовочного барабана.

Мощность на ведомом звене N₃ =7,2 кВТ.

Частота вращения ведомого звена n₃ =150 об/мин.

Тип цепи – роликовая.

Срок службы привода L=5 лет.

l – Электродвигатель

ll – Цепная передача

lll – Конический одноступенчатый редуктор

4 – Муфта

Рисунок 1 – Кинематическая схема привода

2. Энерго-кинематический расчет привода

Определение мощности двигателя

N_эд N_дс

Мощность движущих сил, кВт:

N_дс =, (1)

где -КПД привода:

, (2)

где - КПД цепной передачи;

- КПД зубчатой конической передачи;

- КПД подшипниковой пары;

- КПД муфты.

N_дс = кВт

Эл. двигатели, соответствующие данной мощности представлены в таблице 1.

Таблица 1- Данные для выбора электродвигателя

Выбор привода с меньшим передаточным числом целесообразнее, так как позволяет уменьшить его габариты.

Выбираем электродвигатель 4А160М8У3.

Передаточное число привода:

, (3)

u_зпк : 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4.

Выбираем u_зпк =2,5.

Определяем передаточное число цепной передачи:

, (4)

Определяем частоту вращения звеньев, об/мин:

n₁ =n_дв =730 об/мин

n₂ =n₁ /u_цп , (5)

n₂ =730/1,946=375,13 об/мин

n₃ =n₂ /u_зпк , (6)

n₃ =375,13/2,5=150,05 об/мин

Определяем крутящие моменты на соответствующих валах, Нм:

Т=N_дс / , (7)

где - угловая скорость двигателя, рад/с:

, (8)

рад/с

Т₁ =8,136х10³ /76,4=106,5 Нм

Т₂ =Т₁ u_цп , (9)

Т₂ =106,51,946 Нм

Т₃ =Т₂ u_зпк , (10)

Т₃ =196,972,5 Нм

3. Расчет цепной передачи

3.1 Проектный расчет

Определяем шаг цепи, мм:

Р_Р = , (11)

где К_э =1 – коэффициент режима работы;

S_p =0,25 – коэффициент шага цепи;

К_m =1 – коэффициент, учитывающий число рядов цепи;

[p]=24,2 МПа – допускаемое удельное давление в шарнирах цепи;

z₁ – число зубьев ведущей звездочки:

z₁ =29-2u_цп , (12)

z₁ =29-21,946=26,108

Принимаем z₁ =27.

Предварительное значение скорости цепи, м/с:

v=z₁ n₁ P_p /(60000) , (13)

v=2773015/(60000)=4,93 м/с

Действительное допускаемое удельное давление в шарнирах [p]=17 МПа.

Принимаем шаг цепи Р_р =15,875 мм.

Выбираем цепь ПР-15,875-2270-2: шаг Р_р =15,875, ширина В=13,95 мм, Q_разр =2,27 кН, масса 1 метра цепи 1 кг, диаметр валика d_В =5,08 мм, ширина внутреннего звена b₃ =9,65 мм, срок службы 4000 ч, n_мах =900 об/мин.

Действительное значение скорости цепи, м/с:

v=2773015,875/(60000)=5,21 м/с

Определяем число зубьев ведомой звездочки:

z₂ =z₁ u_цп , (14)

z₂ =271,946=52,54

Принимаем z₂ =53.

Определяем фактическое передаточкое число цепной передачи:

u_ф =z₂ / z₁ , (15)

u_ф =53/27=1,963

Отклонение фактического передаточного числа:

, (16)

Определяем предварительное межосевое расстояние, мм:

а=(3050)Р_р , (17)

а=3015,875=476,25 мм

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки, об/мин:

n₁ [n]₁ , (18)

где [n]₁ - допускаемая частота вращения, об/мин:

[n]₁ =1510³ /Р_р , (19)

[n]₁ =1510³ /15,875=944,8 об/мин

900 об/мин944,8 об/мин

Проверяем давление в шарнирах, МПа:

Р_ц =F_t К_э /А , (20)

где F_t – окружное усилие, Н:

F_t =N₁ 10³ /v , (21)

F_t =8,13610³ /5,21=1561,6 Н

А – площадь опрорной поверхности шарнира, мм² :

А=d_В b_З , (22)

А=5,089,65=49,022 мм²

Р_ц =1561,61/49,022=31,85 МПа

Р_ц =31,85 Мпа  [p]=17 МПа

Выбираем цепь с большим шагом ПР-19,05-3180: шаг Р_р =19,05, ширина В=17,75 мм, Q_разр =3,18 кН, масса 1 метра цепи q=1,9 кг, диаметр валика d_В =5,94 мм, ширина внутреннего звена b₃ =12,7 мм, срок службы Т=2000 ч.

Действительное допускаемое удельное давление в шарнирах [p]=21 МПа Определяем скорость цепи, м/с:

v=2719,05730/6000=6,258 м/с

Межосевое расстояние, мм:

а=3019,05=571,5 мм

Определяем число звеньев цепи:

L_ц = , (23)

L_ц =

Принимаем L_ц =100 звеньев.

Определяем фактическое межосевое расстояние, мм:

а_ф = , (24)

а_ф = мм

Определяем длину цепи, мм:

L=L_ц Р_р , (25)

L=10019,05=1905 мм

Диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм:

d_D1 =P_p /sin(180/z₁ ) , (26)

d_D1 =19,05/sin(180/27)=164,1 мм

Диаметр делительной окружности ведомой звездочки, мм:

d_{D 1} =19,05/sin(180/53)=321,8 мм

Диаметр окружности выступов, мм:

D_e =, (27)

где к=0,7 – коэффициент высоты зуба;

=1,6 – геометрическая характеристика зацепления;

К_{z 1} =ctg180/z – коэффициент числа зубьев.

D_{e 1} = мм

D_e = мм

Диаметр окружности впадин, мм:

D_f =d_D -(d₁ -0,175) , (28)

где d₁ =11,91 – диаметр ролика шарнира цепи.

D_{f 1} =164,1-(11,91-0,175)=154,43 мм

D_f =321,8-(11,91-0,175)=313,03 мм

3.2 Проверочный расчет

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки, об/мин:

n₁ [n]₁

где [n]₁ - допускаемая частота вращения, об/мин:

[n]₁ =1510³ /19,05=787,4 об/мин

900 об/мин787,4 об/мин

Проверка числа ударов цепи о зубья звездочек, с^-1 :

V[V] , (29)

где V – расчетное число ударов цепи:

V= , (30)

V= с^-1

[V] – допускаемое число ударов:

[V]=508/Р_р , (31)

[V]=508/19,05=26,66 с^-1

V=13,14 с^-1  [V]=26,66 с^-1

Определяем окружное усилие, Н, по формуле 21:

F_t = Н

Проверка давления в шарнирах цепи, МПа, по формуле 20:

Р_ц = МПа

Р_ц =17,23 Мпа  [p]=21 МПа

Определение нагрузок, действующих на валы, Н:

R=К_Д F_t +2F_r , (32)

где F_r – натяжение от провисания ведомой ветви, Н:

F_r =К_f qga, (33)

где К_f =6 – коэффициент провисания;

F_r =61,99,80,5632=62,9 Н

R=1,151300,1+262,9=1620,95 Н

Определение срока службы цепи, ч:

Т_ф = , (34)

где - допускаемое увеличение шага цепи, %;

а_р – межосевое расстояние в шагах:

а_р =а/Р_{р ,} (35)

а_р =566,03/19,05=29,7

К_с – коэффициент смазки:

К_с =К_сп , (36)

где К_сп =1,8 – коэффициент, учитывающий способ смазки.

К_с =1,8/

Т_ф = ч

Уточненный ожидаемый срок службы, ч:

Т₀ = , (37)

Т₀ = ч