Федеральное агентство по образованию

Уральский государственный технический университет–УПИ

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА

С ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

И ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОСОЗУБЫМ РЕДУКТОРОМ

Методические указания к курсовым проектам по курсам «Детали машин», «Прикладная механика», «Механика»

для студентов всех форм обучения всех специальностей

Екатеринбург

УГТУ – УПИ

2007

УДК 621.01 (075.8)

Составитель С.Б. Комаров

Научный редактор доц., канд. техн. наук И.В. Троицкий

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА С ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ И ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОСОЗУБЫМ РЕДУКТОРОМ: методические указания к курсовым проектам по курсам «Детали машин», «Прикладная механика», «Механика» / сост. С.Б. Комаров. Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2007. 74 с.

Методические указания содержат пример расчета и проектирования привода, включающего одноступенчатый цилиндрический косозубый редуктор и цепную передачу. Предназначены для студентов всех форм обучения, выполняющих курсовые проекты по дисциплинам «Детали машин», «Прикладная механика» и «Механика».

Библиогр.: 7 назв. Рис. 13. Прил. 4.

Подготовлено кафедрой прикладной механики и основ проектирования.

© Уральский государственный

технический университет–УПИ, 2007

Задание на проектирование

Спроектировать привод к ленточному конвейеру, включающий одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и цепную передачу (рис. 1).

Полезная сила, передаваемая лентой конвейера F_л = 1440 Н, скорость ленты V_л = 1,9 м/с; диаметр приводного барабана D_б = 400 мм.

Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа двухсменная; валы установлены на подшипниках качения.

Рис. 1. Привод ленточного конвейера с цилиндрическим редуктором и цепной передачей:

1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – одноступенчатый редуктор;

4 – цепная передача; 5 – приводной барабан; 6 – лента конвейерная

Расчет и конструирование

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Кинематическая схема привода приведена на рис. 2.

КПД пары цилиндрических зубчатых колес ₁ = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, ₂ = 0,99; КПД открытой цепной передачи ₃ = 0,92; коэффициент, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, ₄ = 0,99.

Общий КПД привода:

 = ₁ ₂² ₃ ₄ = 0,980,99²0,920,99 = 0,875.

Мощность на валу барабана:

Р_б = F_л V_л = 14401,9 = 2740 Вт,

где F_л – полезная сила, передаваемая лентой конвейера,

V_л – скорость ленты.

Требуемая мощность электродвигателя:

Р_тр = Р_б/ = 2,74/0,875 = 3,13 кВт;

Угловая скорость барабана:

_б = 2V_л/Д_б = 21,9/0,4 = 9,5 рад/с,

где Д_б – диаметр приводного барабана.

Частота вращения барабана:

n_б = 30_б/ = 309,5/3,14 = 90,8 об/мин.

Рис. 2. Кинематическая схема привода:

А - вал приводного барабана; C – ведомый вал редуктора;

В – вал электродвигателя и ведущий вал редуктора

Возможные значения передаточных отношений для цилиндрического зубчатого редуктора i_р=3…6, для цепной передачи i_ц=3…6. Таким образом, частота вращения электродвигателя может быть

n_дв = n_б i_ц i_р = 90,8  (3…6)  (3…6) = 817…3269.

По требуемой мощности Р₁ = Р_тр= 3,13 кВт (табл. П.3.1) выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый с синхронной частотой вращения 1000 об/мин марки 4А112МВ6 с параметрами:

– мощностью Р_{д в}= 4,0 кВт;

– номинальной частотой вращения; – n_дв = 950 об/мин.

Угловая скорость

_дв =  n_дв/30 = 3,14  950/30 = 99,3 рад/с.

Общее передаточное отношение

i = _дв/_б = 99,3/9,5 = 10,45

можно признать приемлемым, так как оно находится между 9 и 36.

Частные передаточные числа можно принять для редуктора по ГОСТ 2185-66 i_p = 5, для цепной передачи i_ц = i/i_p = 10,45/5 = 2,22.

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана для вала С n₁ = n_дв = 950 об/мин, ₁ = _дв = 99,3 рад/с, для вала В n₂ = n₁/i_p = 950/5 = 190 об/мин, ₂ = ₁/i_p = 19,9 рад/с, для вала А n_б = 90,8 об/мин, _б = 9,5 рад/с.

Вращающие моменты на валу шестерни:

Т₁ = Р₁/₁ = Р_тр/₁ = 3130/99,3 = 31,5 Нм;

на валу колеса:

Т₂ = Т₁U_p = 31,55 = 157,6 Нм,

где U_p – передаточное отношение редуктора.