Бизнес-план предприятия по сварочным работам

1 Эскиз и характеристика привода

 

Привод к ленточному конвейеру состоит из двигателя, цилиндрического прямозубого зубчатого редуктора и цепной передачи.

Двигатель необходимо выбрать  из серии асинхронных двигателей с синхронной скоростью вращения более 1000 об/мин.

 

 

 4 nт 

 

 

 2  3 

  

 

 

 

 1

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 Эскиз  привода

 

2 Кинематический  расчет привода

2.1 Выбор двигателя

Двигатель выбираем по каталогу. Требуемая мощность определяется на основе исходных данных.

N_дв=

N_р- расчетная мощность на валу конвейера

N_p=N_т= 16 кВт

ᵑ - общий КПД привода

ᵑ=ᵑ_I^*ᵑ_II^{=0,98*0,92=0,90}

Число оборотов вала определяем по формуле

ⁿ_дв=n_т*u

 

n_т=290об/мин

u - общее передаточное число привода

u= u_I * u_II

u_I, u_II - определяем по таблицам

u_I =3

u_II =3

u=3*3=9

По каталогу выбираем двигатель 160М2 с N_дв= 18,5 кВт

и  ⁿ_дв=3000об/мин

Для более полного обоснования  выбора двигателя определяем отклонения от заданного значения передаточного числа.

u_зад= 9

u_рас=

Окончательное значение для  двигателя и привода следующее:

N_дв =18,5 кВт

ⁿ_дв = 3000 об/мин

u= 10,3

u_I = 4

u_II =₌=2,58

2.2 Кинематические параметры привода

1) мощности на валах

N₁= N_дв=18,5 кВт

N₂=ᵑ^I*N₁= 0,98*18,5*18,1кВт

N₃=N₂=18,1кВт

N₄=ᵑ^II*N₃= 0,92*18,1=16,7кВт

2)Скорости на валах

n₁= ⁿ_дв=3000 об/мин

n₂=

n₃=n₂=750 об/мин

n₄=

₁=

₂==

₃₌₂=78,5 1/c

₄= 1/c

3)моменты на валах привода

M₁= Нм

M₂=Нм

М₃=М₂=24,1 Нм

М₄=

Таблица 1 Кинематические параметры привода

Номер вала	Частота вращения об/мин	Угловая скорость.с-1	Мощность Вт	Момент  Нм
1	3000	314	18,5*103	6,2
2	750	78,5	28,1*103	24,1
3	750	78,5	28,1*103	24,1
4	290	30,4	16,7*103	57,6

 

 

3 Расчет валов

Расчет валов сводится к определению диаметру вала.

Исходные данные для расчета:

M₁=6,2Нм=6,2*10³Нмм

M₂=24,1Нм=24,1*10³Нмм

M₃=24,1Нм=24,1*10³Нмм

M₄=57,6Нм=57,6*10³Нмм

Выбираем материал вала. Материал ведущего вала должен быть прочнее, чем материал ведомого. По таблице  определяем допускаемое напряжение для материала вала. Т.к вал  работает на кручение, выбираем []_кр

Для ведущих валов []_кр =25Н/мм²(1;3)

Для ведомых []_кр =15Н/мм²(2;4)

d

d-диаметр вала

М-момент на валу

[]_кр - допускаемое касательное напряжение материала вала

d₁==1,11*10=11,1мм

Принимаю d₁=12мм

d₂=

d₃==1,77*10=17,7=18

d₄

После определения диаметра вала уточняем диаметр шеек вала под  подшипники, зубчатые колёса, звездочки, шкивы. Округляем найденное значение до целого в большую сторону.

Коэффициент расчета

d_под =

d_1под=

Принимаю d_1под=10мм

d_2под=

d_3под

d_4под

Определяем диаметр валов  для посадки зубчатых колес редуктора и звездочек цепной передачи.

d=dв*1,36

d_1ред= d₁*1,36= 12*1,36= 16,32

Принимаю d_1ред=17мм

d_2ред=d₂*1,36=21*1,36=28,56              d₂=29мм

d_3звезд=d₃*1,36=18*1,36=24,48            d₃=25мм

d_4звезд=d₄*1,36=27*1,36=36,72             d₄=37мм

Таблица 2 Размеры валов привода

Номер вала	Диаметр вала(мм)	Диаметр вала под под.(мм)	Диаметр вала под звезд.(мм)
1	12	10	17
2	21	17	29
3	18	15	25
4	27	22	37

 

4 Расчет редуктора

Исходные данные для расчета

М₁=6,2Нм

М₂=24,1Нм

u_I =4

n₁=3000об/мин

n₂=750об/мин

N₁=18,5*10³Вт

N₂=18,1*10³Вт

4.1 Выбираем материал шестерни и зубчатого колеса. Для шестерни выбираем Ст45 с твердостью HВ230 и термообработкой. Для зубчатого колеса также Ст45 с твердостью НВ200.

4.2 Определяем допускаемое напряжение для ведомого зубчатого колеса, как менее прочного

[^]= где,^{- твердость ведомого зубчатого колеса.}

²

- коэффициент долговечности

=1

-нормативный коэффициент  запаса прочности.

=1,15

[^]==409Н/мм²

4.3 Определяем межосевое расстояние

а=(u₁+1)  ^где,

u_I =4

М₂=24,1Нм

K-коэффициент нагрузки

К=1,3

- коэффициент ширины зубчатого  колеса

=0,20,4

=0,2

[^]=409Н/мм²

а=(4+1) =5*³ = =5*³=5*4,1*10=205мм

принимаю а=205мм

4.4 Определяем модуль зацепления m(мм)

m=(0,010,02)*а

m=0,015*205=3,075мм

принимаю m=3мм

4.5 Определяем основные параметры редуктора

1)число зубьев ведущего  и ведомого зубчатого колеса

z₁=

z₁=

принимаю z₁=28

z₂=u₁* z₁

z₂=4*28=112

2) уточняем межосевое расстояние

а=( z₁+ z₂)

a=(28+112)=210мм

3)ширина венца зубчатых  колес

b=*a

b=0,2*205=41мм

принимаю b=21мм

4)основные размеры ведущего  и ведомого зубчатых колес

d₁  диаметры делительных

d₂  окружностей

d₁=mz₁=3*28=84мм

d₂= mz₂=3*112=336мм

de₁ диаметры окружностей

de₂ выступов

de₁=m(z₁+2)=3(28+2)=90мм

de₂= m(z₂+2)=3(112+2)=342мм

d_i1 диметры окружностей

d_i2 впадин

d_i1= m(z₁-2,5)=3(28-2,5)=76,5мм

d_i2=m(z₂-2,5)=3(112-2,5)=328,5мм

4.6 найденные значения заносим в таблицу 3

Таблица 3 Основные размеры редуктора

а мм	d1 мм	d2 мм	de1 мм	de2 мм	di1 мм	di2 мм	b мм	m мм	uI	z1	z2
210	84	336	90	342	76,5	328,5	21	3	4	28	112

 

 

4.7 Выполняем проверочный расчет редуктора

а) Проверка на контактную прочность

 Расчет ведем по  наиболее ослабленному зубчатому  колесу - ведомому

М₂=24,1 Нм=24,1*10³Нмм

а=210мм

b=21мм

u₁=4

[^]_k.пр2=409Н/мм²

[^]_k.пр2=

[^]_k.пр2= =1,6* =1,6* =1,6*84,7=135,5Н/мм²

135,5Н/мм²²

Колесо прочное

б) Проверочный расчет на изгиб

_^изг=_^изг

М₁=6,2Нм=6,2*10³Нмм

u_I =4

z₁=28

y₁=0,416

b=21мм

m=3мм

_^изг1==Н/мм²

Н/мм^2156Н/мм2

Для ведомого зубчатого колеса

М₂=24,1 Нм=24,1*10³Нмм

u_I=4

z₂=112

y₂=0,488

b=21мм

m=3мм

_^изг2=_изг

_^изг2=²

^{2138Н/мм22}

 

Введение

Данный проект предназначен для расчетов основных параметров редуктора, открытой передачи, а также выбора электродвигателя к конкретному  конвейеру.

В работе выполнен эскиз  привода, кинематический расчет привода, расчет валов и определение основных размеров редуктора.

Проект содержит 3 таблицы, в которых приведены кинематические параметры, геометрические параметры  и размеры валов.

При расчете будут использоваться экспериментальные формулы, по которым будет проверена прочность звеньев электропривода на прочность.

Полученные результаты дадут  возможность оценить эффективность  с точки зрения экономичности  и уменьшения стоимости электропривода.

 

Выводы

В данном проекте произведен расчет основных параметров редуктора, открытой передачи, а также выбран нужный электродвигатель к конвейеру.

В расчетах были использованы экспериментальные формулы, по которым  была проверена прочность звеньев  электропривода на прочность. Звенья оказались  очень прочными.

Исходя из большого запаса прочности стоимость данного электропривода достаточно высокая, зато этот электропривод проработает всю жизнь без поломок. На нем можно работать в 2 смены, кроме того нагрузки на конвейер могут быть увеличены в 2 раза, поэтому приобретение данного электропривода оправдает расходы.

 

Литература

Чернавский С.А Курсовое проектирование деталей машин/А.С Чернавский, Боков К.Н., Чернин И.Н., Ицкевич Г.М., Козинцев В.П.-М: Машиностроение, 2006.-416 С

Справочное руководство  по черчению/ С.А Чернавского. 5-е  издание -М: Машиностроение, 1984г.-558С