| 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.
|
