- •Назначение и краткое описание привода
- •2. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода.
- •2.1 Выбор электродвигателя.
- •3. Расчет открытой зубчатой передачи
- •4.Проектирование редуктора
- •4.1 Расчет червячной передачи редуктора
- •4.1.2 Определение допускаемых напряжений
- •4.1.9 Определение окружных скоростей на червяке и колесе и скорости скольжения.
- •4.1.17 Тепловой расчет редуктора
- •4.2 Ориентировочный расчет валов
- •4.2.1 Ведущий вал.
- •4.2.2 Ведомый вал
- •4.3. Конструкция червяка и червячного колеса
- •4.4 Определение основных размеров корпуса редуктора.
- •4.5. Выбор подшипников, схемы их установки и условий смазки.
- •4.5.1 Выбор типа и размеров подшипников
- •4.5.3 Выбор смазки подшипников
- •4.6. Первый этап компоновки редуктора.
- •Библиографический список
Назначение и краткое описание привода
Привод предназначен для обеспечения поворота крана и включает в себя электродвигатель – 3, упругую муфту со звездочкой – 5, червячный редуктор с боковым расположением червяка – 6, открытую зубчатую цилиндрическую передачу 7 (рис. 1). При вращении электродвигателя движение от червяка предается через червячное колесо на выходной вал червячной передачи и от него к ведущей шестерне открытой зубчатой передачи. Зубчатое колесо закреплено неподвижно на опоре крана, а шестерня вместе со всей колонной 1 и конструкцией крана обкатывается вокруг колеса 7, поворачивая кран.
Рис.1. Кинематическая схема привода механизма поворота крана
1- поворотная колонна; 2 – механизм изменения вылета стрелы;
3 – электродвигатель; 4 – механизм подъема груза; 5 – упругая муфта со звездочкой; 6 -червячный редуктор; 7 - цилиндрическая зубчатая передача
2. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода.
2.1 Выбор электродвигателя.
Требуемая мощность электродвигателя:
кВт,
где Рвых- мощность на выходном валу привода, кВт.
Рвых=Т.ω,
где Т – момент сопротивления вращению; Т =1,5кНм
ω – угловая скорость вращения колонны крана;
ω =V/R.
где V- скорость поворота , V= 0,07 м/с
R- радиус колонны; R=0,175м.
ω =0,07/0,175=0,4 рад/с, тогда
Рвых=1,5.0,4=0,6кВт
ОБЩ-общий КПД привода;
При последовательном соединении механизмов, общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него механизмов (передач): общ.= ч .ц .n2.м
где ч – КПД червячной передачи, n – КПД одной пары подшипников качения; зп – КПД открытой зубчатой передачи, м – КПД муфты.
Принимаем значения КПД:, ч= 0,8; зп – 0,95;n=0,99;м – 0,985 [1,c.5]
ОБЩ=0,8.0,95.0,992.0,985=0,733
Требуемая мощность электродвигателя:
кВт
Определим требуемую частоту вращения вала электродвигателя:
n дв. тр=n . iобщ
где n вых– частота вращения выходного вала привода, мин-1,
nвых= 30.ω /π=30.0,4/3,14= 3,82 мин-1,
iОБЩ – общее передаточное отношение привода, определяемое как произведение значений передаточных отношений входящих в него передач:
iобщ= iч iзп
где iч- передаточное отношение червячной передачи;
iз- передаточное отношение зубчатой передачи, принимаем предварительно:
iч= 20; iзп= 10; iобщ=20.10=200, тогда
n дв. тр=3,82.200= 764 мин-1 .
По полученным значениям РТР и nДВ. ТР. подбираем электродвигатель трехфазный асинхронный, типа 4А90LВ8У3 по ГОСТ 19523 – 81 [2, с.321] Мощность двигателя РДВ= 1,1 кВт, частота вращения nДВ= 700 мин-1.
Рис.2 Эскиз электродвигателя 4А90LB8У3 ГОСТ 19523-81
Таблица 1. Размеры электродвигателя 4А90LB8У3
Типоразмер |
Размеры, мм |
|||||||||
L1 |
l1 |
l2 |
l3 |
H |
h |
b |
D |
d |
d1 |
|
4А90LВ8У3 |
350 |
50 |
56 |
125 |
243 |
90 |
140 |
208 |
10 |
24 |
По принятой частоте вращения вала электродвигателя при номинальной нагрузке nДВ и частоте вращения выходного вала n определим фактическое передаточное отношение привода:
iОБЩ= nДВ./nвых=700/3,82=183,2
Для червячного редуктора принимаем окончательно iч= 20 ,тогда для зубчатой передачи:
iзп = iобщ/ iч =183,2/20=9,16
2.3.Определение скоростей и вращающих моментов на валах привода
а) угловая скорость вращения вала электродвигателя:
ДВ =nДВ/30= 3,14.700/30=73,22 рад/с;
вращающий момент на валу электродвигателя:
ТДВ=РТР ДВ/ДВ= 0,818.103/73,22=11,17Нм ;
б) угловая скорость вращения вала червяка:
1 =ДВ = 73,22 рад/с
Вращающий момент на валу червяка из условия постоянства мощности с учетом потерь:
T1=TДВ . м п = 11,17.0,985.0,99=10,9 Нм;
в) частота вращения вала червячного колеса:
n2=n1/iч=700/20=35 мин-1;
угловая скорость вращения вала червячного колеса:
2=1/iч= 73,22/20=3,66 рад/с
Вращающий момент на валу червячного колеса из условия постоянства мощности с учетом потерь:
Т2= Т1. iч.чп= 10,9.20.0,8.0,99=172,5 H.м.
г) частота вращения выходного вала привода:
n3=n2/iзп=35/9,16=3,82мин-1;
д) угловая скорость вращения выходного вала редуктора:
3=2/iк= 3,66/9,72=0,38 рад/с
Вращающий момент на выходном валу привода из условия постоянства мощности с учетом потерь:
Т3= Т2..iзп..зпп= 172,5.9,16.0,95.0,99=1486 H.м.
Мощность на валах привода:
РТР ДВ =0,818 кВт
Р1= РТР ДВ. муф ηподш.=0,818.0,985. 0,99=0,8 кВт.
Р2= P1. зп ηподш.=0,8.0,8. 0,99=0,63 кВт.
Р3= P2. цп ηподш.= 0,63.0,95. =0,6 кВт.
Проверка: Рвых=Т3. 1486. 0,38=0,57кВт.
Величина ошибки: ΔР=(0,6 -0,57)/0,6.100%=5 %.
В качестве аналога можно использовать одноступенчатый червячный редуктор типа РЧУ-80-20-3 с моментом на выходном валу Твых=225 Нм (рис.3, табл.2) [5, Т.3, с.500].
Рис.3. Редуктор червячный РЧУ-80-20-3 ГОСТ 13563-68
Таблица 2 Основные размеры редуктора, мм
А |
Н1 |
Н |
L |
B1 |
B2 |
B3 |
A1 |
A2 |
A3 |
L1 |
L2 |
80 |
92 |
267 |
180 |
164 |
140 |
212 |
180 |
225 |
185 |
120 |
260 |