Проект привода к щековой дробилке

 

Федеральное агентство образования  Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

Ивановский  Государственный  Химико-Технологический  Университет 
 
 
 
 

Кафедра: Механики 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-пояснительная  записка

к курсовому проекту  по деталям машин 
 
 

На  тему: спроектировать привод к щековой  дробилке 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент гр. 3/33

          Смирнов К.И.

                                                                                            Проверил:

                                                                                                          

                                                                                           Принял:   
 
 
 
 

 

Иваново 2005

Техническое задание: спроектировать привод к щековой дробилке.

Выбранная схема: 

 
 
 

Исходные данные:   мощность на рабочем валу  N_рв = 29 кВт.

                                   число оборотов на рабочем  валу n_рв = 60 ^об/_мин 
 
 
 
 

1.Кинематический расчет привода

 

Исходные данные:

      N_рв = 29 кВт.

       n_рв = 60 ^об/_мин

Принимаю n_c = 1500 ^об/_мин 

1.1  Определяю общее передаточное число привода

     U_пр = n_с/n_рв

     U_пр = 1500 / 60 = 25

2. Подбираю электродвигатель

      N_эд = N_рв / η _пр

      η _пр = η²_пк· η _оп· η _ред· η _муфты

        η _пк = 0,991

        η _оп = 0.995

        η _ред = 0,975

        η _муфты = 0.98

      η _пр = 0.88

      N_эд ^р = 29 / 0.88 = 32.95 кВт

по ГОСТ 19523-81 выбираю электродвигатель: 4А200М4У3

      N_эд = 37 кВт

      n_с = 1500 ^об/_мин

      S = 1.7 %

недогрузка электродвигателя составляет

      ((32.95-37) / 37) · 100 % = 11 %  < [ 15 % ]    условие недогрузки                                                                                            выполняется 

Асинхронная частота вращения вала электродвигателя составляет

      n _ас = n_с · (1-S% /100)

      n _ас = 1500 · (1 – 1.7/100) = 1474.5 ^об/_мин  
 

1.3  Определяю передаточные отношения

      U _пр = n_ас / n_р.в.

      U _пр = 1474.5 / 60 = 24.575

принимаю U _ред = 5 ; тогда   U _оп = U _пр / U_ред = 24.575 / 5 = 4.915

принимаю U_оп = 5 ; тогда   n _р.в. = n _ас / (U_ред · U_оп) = 1474.5 / (5 · 5) = 58.98 ^об/_мин 

расхождение с  заданной частотой вращения состовляет

      ((58.98 – 60) / 60) · 100 % = 1.7 %  что допустимо

Передаточные  отношения привода

      U _ред = 5

      U _зп = 5 

1.4  Определяю моменты на валах привода и частоту их вращения

Быстроходный  вал редуктора

      М ₁ = М _эд = (30 · N_эд^р) / (π · n  _ас)

      М ₁ = (30 · 32950) / (3.14 · 1474.5) = 213.5 Нм

      n ₁ = n _ас = 1474.5 ^об/_мин

     Тихоходный  вал редуктора

      М₂ = М₁ · U_ред · η_ред · η_пк

      М₂ = 213.5·5·0.975·0,991 = 1031.4 Нм

      n₂ = n₁ / U_ред

      n₂ = 1474.5/5 = 294.9 ^об/_мин

       Рабочий вал исполнительного звена

      М₃ = М₂ · U_оп · η_оп · η_пк

      М₃ = 1031.4·5·0.955·0.991= 4880.6 Нм

      n₃ = n₂ / U_оп

      n₃ = 294.9/5 = 58.98 ^об/_мин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет  закрытой передачи 

Исходные данные:

      М₁ = 213.5 Нм

      n₁ = 1474.5 ^об/_мин

      U_ред = 5

Расположение  зубчатых колес – симметричное

Вид передачи –  цилиндрическая косозубая 

2.1 Выбор материала: для зубчатых колес – Сталь 40ХН, закалка

      НВ = 230 ÷ 280

      Принимаю  НВ₂ = 280 

2.2  Определяю допускаемое контактное напряжение

      [σ_H]₂ = σ_HO · K_HL / S_H

        σ_HO = 2· НВ₂ + 70 = 527.5 МПа             

        K_HL =

          N_HO = 30 · HB^2.4 = 30 · 280^2.4 = 2.2 · 10⁷

          N_HE = 60 · T · n · c = 60 · 28800 · 294.9 = 5.1 · 10⁸

принимаем K_HL = 1

      [σ_H]₂ = ( 527.5 · 1) / 1.2 = 633 МПа 

2.3 Ориентировочное межосевое растояние

      a = K_a · (U + 1) ·

        K_a = 430

        Ψ_ba = 0.315

        Ψ_bd = 0.5 · ψ_ba · (U + 1) = 0.945

        K_HB = 1.04

      a = = 180.061 мм

принимаю а_ст = 180 мм 

2.4  Определяю  модуль

      m_n = (0.01 ÷ 0.02) · a = 1.8 ÷ 3.6 мм

принимаю m_n =2.5 мм 

5. Определяю суммарное количество зубьев

      Z_Σ = (2 · a / m_n) · cos β

      Z_Σ = (2 · 180 / 2.5) · cos 10° = 144 

6. Определение количество зубьев щестерни и колеса

      Z₁ = Z_Σ / (U + 1)  

      Z₁ = 144 / (5 + 1) = 24

      Z₂ = Z_Σ – Z₁

      Z₂ = 144 – 24 = 120 

7. Уточняем  передаточное отнлшение

        

8. Уточняем  межосевое расстояние

         

9. Определяем  окружную скорость

        

      8 степень точности 

10.  Проверяю  расчетные контактные напряжения

      

        

      

         

       

     

   

Недогрузка   

11. Проверяю  допускаемые напряжения изгиба зубьев передачи

      

        

      

      

      Расчет  проводим по колесу

      

        

        

12. Проверяю  расчетные изгибные напряжения

       

           

      

        

13. Силы действующие  в зацеплении

 

        

        

         

        

        

        

14.    Параметры зубчатых колес

 

      Делительный диаметр

            шестерни          

            колеса           

      Наружный  диаметр

            шестерни    

            колеса                 

      Внутренний  диаметр

            шестерни  

            колеса       

      Ширина

            шестерни 

            колеса        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Расчет  открытой передачи

 

Исходные данные:

      М₃ = 4880.6

      n₃ = 58.98 ^об/_мин

      U_оп = 5

   Расположение зубчатых колес – симметричное 

1.    Выбор  материала

 

      шестерня  – Сталь 45, литье, улучшение         НВ₁ = 220

      колесо  – Сталь 45, литье, нормализация         НВ₂ = 185 

      шестерня

      

      колесо

        

      

2.    Определяю количество зубьев шестерни и колеса

      принимаю   

              

3.3   Определяю допускаемое изгибное напряжение

      

          

        

3.4   Расчет  на прочность по изгибу зуба

         
 

      

      

      расчет  производим по колесу 

5. Вычисляем модуль из условия изгибного напряжения