Привод к цепному конвейеру (реверсивный)

Редуктор.cdw

Передаточное число редуктора 6
Крутящий момент на солнечном колесе
Коэффициент полезного действия 0.94
Редуктор планетарный
Техническая характеристика

rrr-rssrrrrr.dwg

Радиусы скруглений 1
Неуказанные предельные отклонения размеров :отверстий +t
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71

rrr-ryirrr.dwg

Норм. исходный контур
Коэффициент смещения
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71
Неуказанные предельные отклонения размеров валов - по h14
Данные для контроля по нормам точности - по ГОСТ 1643-81.
Обработка в центрах. Отверстие центровое В 6

Редуктор.dwg

Передаточное число редуктора 6
Крутящий момент на солнечном колесе
Коэффициент полезного действия 0.94
Редуктор планетарный
Техническая характеристика

rrsrrres.cdw

rrr-rssrrrrr.cdw

Радиусы скруглений 1
Неуказанные предельные отклонения размеров :отверстий +t
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71

rrr-ryirrr.cdw

Норм. исходный контур
Коэффициент смещения
Сталь 40ХН ГОСТ 4543-71
Неуказанные предельные отклонения размеров валов - по h14
Данные для контроля по нормам точности - по ГОСТ 1643-81.
Обработка в центрах. Отверстие центровое В 6

ПЗ.docx

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода .. .4
Расчет планетарной передачи . .. 7
Расчет корпуса редуктора . .. 12
Ориентировочный расчет валов 12
Выбор материалов и определение допускаемых напряжений 13
Расчет цепной передачи .15
Приближенный расчет входного вала 23
Проверочный расчет подшипников . ..25
Проверочный расчет шпонок 25
Уточненный расчет валов .. 26
Выбор сорта масла 27
В машиностроении находят широкое применение редукторы механизмы состоящие из зубчатых или червячных передач выполненных в виде отдельного агрегата и служащих для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи цепную или ременную передачу.
Назначение редуктора — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Механизмы служащие для повышения угловой скорости выполнены в виде отдельных агрегатов называют мультипликаторы.
Конструктивно редуктор состоит из корпуса (литого) в котором помещаются элементы передачи —валы подшипники и т.д.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Привод предполагается размещать в закрытом отапливаемом вентилируемом помещении снабженным подводом трехфазного переменного тока.
Привод к горизонтальному валу состоит из планетарного редуктора соединенный с электродвигателем посредством компенсирующей муфты а выходной вал редуктора соединен цепной передачей (типа ПР) с приводом.
Выбор электродвигателя и
кинематический расчет привода
1 Выбор электродвигателя
Конкретную марку (типоразмер) электродвигателя подбираем по каталогу назначенной серии двигателей в соответствии с желаемым диапазоном D частоты вращения ротора и требуемой (необходимой) величиной его расчетной мощности по следующему условию:
где - номинальная мощность двигателя указанная в его каталоге (максимальная мощность при которой двигатель еще может длительно работать без перегрева).
Требуемую величину расчетной мощности электродвигателя определяем в соответствии с принятыми условиями нагружения проектируемого изделия.
Так как задана номинальная мощность кВт на приводном валу и частота вращения приводного вала мин-1 значение мощности двигателя необходимой при номинальном нагружении проектируемого изделия определяют по следующим зависимостям:
где - общий КПД заданного привода в величину которого входят КПД механических передач и муфт последовательно расположенных от приводного вала изделия или тихоходного вала редуктора до электродвигателя рассчитываемый по формуле:
КПД соединительных муфт составляет муфты = 098 .
КПД планетарной передачи. .
КПД цепной передачи составляет
КПД цепной подшипников
Подставив известные данные в уравнение (2) получим:
-cила действующая на вал
V-скорость вращения вала
Подставим найденные и в формулу (1) для нахождения требуемой
мощности электродвигателя:кВт.
где: U – суммарное передаточное число привода;
U1 – передаточное отношение планетарного редуктора
U2 – передаточное отношение цепной передачи
По ГОСТ 19523-81 выбираем обдуваемый электродвигатель единой серии 4А стандартной мощностикВт.
Наиболее близкая частота вращения стандартного двигателя типа 4А112МА8УЗ .
2 Определение передаточных чисел механических передач привода
Для стандартной частоты вращения электродвигателя уточняем общее передаточное число привода
Полученное передаточное число распределяем между типами передач
Передаточные числа согласуются со стандартными значениями по
Отклонение от стандартного значения не должно превышать 6%
3 Определение частот вращения и крутящих моментов на валах
Частота вращения на входном (быстроходном) валу редуктора
Частота вращения на выходном (тихоходном) валу редуктора
Частота вращения на ведущем колесе цепной передачи
Частота вращения на ведомом колесе цепной передачи
Угловая скорость на входном валу редуктора
Угловая скорость на выходном валу редуктора водила и ведущем колесе
Угловая скорость на ведомом колесе цепной передачи
Мощность на входном валу редуктора
Мощность на выходном валу редуктора
Мощность на ведомом колесе цепной передачи
Крутящий момент на валу электродвигателя
Крутящий момент на входном валу редуктора
Крутящий момент на выходном валу редуктора
Крутящий момент на ведомом колесе цепной передачи
I –входной вал редуктора
II – ведомое колесо цепной передачи
III – выходной вал редуктора
Расчет планетарной передачи
Исходные данные: крутящий момент на колесе частота вращения колеса ; передаточное число ;
1. Проектный расчет планетарной передачи
Для обеспечения равномерности распределения нагрузки по сателлитам и получения компактной конструкции редуктора принимаем число сателлитов с=3
Определяем число зубьев
Все условия выполняются
Определяем угловые скорости звеньев редуктора. При не подвижном колокольном колесе 3 = 0 угловая скорость колеса радс
Угловая скорость водила
Угловая скорость солнечного колеса в относительном движении
Передаточное отношение между солнечным колесом и сателлитом в относительном движении( при остановленном водиле)
Относительная угловая скорость сателита
Диаметр отверстия для установки на вал
2 Определяем КПД планетарной передачи
Полный КПД редуктора с учетом потерь в двух парах подшипников.
Номинальный момент на ведущем валу
Приведенное число сателлитов С=3-07=23
Предварительно принимаем КН=15.
1Номинальный момент на выходном валу редуктора
2Расчетный момент на шестерне
Расчет зацепления на выносливость зубьев
Выбираем для всех зубчатых колес среднелегированную сталь 40 Х(поковка) предел прочности термическая обработка – объемная закалка. Твердость зубьев > НВ 350 средняя твердость зубьев солнечного колеса 40 НRC сателлитовНRC 38.
Где =18 HRC + 150 при числе циклов нагружения N=8086 Допускаемые напряжения изгиба для зубьев солнечного колеса при отнулевом цикле.
Допускаемые напряжения изгиба для зубьев сателлита при знакопеременных напряжениях. Условия работы сателлитов
Определяем коэффициент ширины венца колеса
Межосевое расстояние ()
Назначаем нормальный модуль
По ГОСТ 9563-80 принимаем
Уточняем межосевое расстояние
Определяем ширину зубчатых венцов сателлита
Ширину венца центрального колеса принимаем на 3 5 мм больше ширины венца сателлита
Определяем делительные диаметры
Диаметр окружности вершин
Диаметр окружности впадин
Определяем диаметр колеса с внутренним зацеплением зубьев
Для проверки величины Н уточняем величину КН
Окружная скорость в зацеплении внешней пары 1 2
Коэффициент нагрузки при расчете на выносливость при изгибе.
Коэффициент следовательно
Для данной скорости назначаем степень точности по нормам плавности 8 (ГОСТ-1643-72)
Расчетные напряжения изгиба у ножки зуба определяем для зуба того из колес для которого отношение меньше.
Для колеса для шестерни
Следовательно расчет надо вести по сателлиту
Пригодность заготовок колеса
3 Определяем нормальные силы в зацеплении
Нагрузка на ось сателлита
Расчет корпуса редуктора
Толщина стенок корпуса.
Толщина стенок крышки.
Толщина фланцев поясов корпуса
Толщина нижнего пояса. Крышка корпуса
Толщина нижнего пояса корпуса.
Диаметр фундаментальных болтов
Принимаем болты с резьбой М14; крепящих крышку к корпусу у подшипников.
Принимаем болты с резьбой М10; соединяющих крышку с корпусом
Принимаем болты с резьбой М8
Ориентировочный расчет валов
Ориентировочный расчет ведущего вала.
Диаметр вала под ступицей колеса
По ГОСТ 8338-75 принимаем подшипник сверхлегкой серии
Диаметр вала для посадки подшипников
По ГОСТу 8338-75 принимаем подшипники
Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
1. Расчет допускаемых контактных напряжений для зубчатых колес
Назначаем материал колес вид термической обработки и твердость зубьев в зависимости от типа производства и требований к габаритам массе и стоимости передачи. При увеличении твердости возрастают допускаемые контактные напряжения.
Исходные данные: тип производства – серийное; нагрузки: Кгод=07 Ксут=025; служба 5 лет ;; передаточное число; тип нагрузки нереверсивный; характер работы – умеренные толчки.
Для изготовления колес принимаем сталь 40Х как наиболее распространенную в общем редукторостроении .
Допускаемые контактные напряжения
где: - допускаемые контактные напряжения
При переменных режимах нагрузки заданных циклограммой расчет KHL выполняется по эквивалентному числу циклов.
Суммарное число циклов нагружения для солнечного колеса
- число циклов перемены напряжений соответствующее пределу выносливости материала
Так как знаменатель больше числителя то
Допускаемые напряжения изгиба
Где: - допускаемые напряжения изгиба соответствующие пределу изгибной выносливости при числе циклов перемен напряжений
Где: - коэффициенты долговечности.
- число циклов перемены напряжений для всех сталей
Расчёт цепной передачи
Исходные данные: мощность на малой звездочке ; передаточное число; характер нагрузки – умеренные толчки;
Назначаем число зубьев меньшей звездочки z1 что в сочетании с четным числом звеньев цепи способствует более равномерному износу передачи.
При принимаем z1=31-2U=19
2 Мощность число оборотов угловая скорость и крутящий момент на ведущем валу
где - кпд цепной передачи
- кпд одной пары подшипников качения
3 Число зубьев звездочек
3.2 Большой звездочки
где - крутящий момент на ведущей звездочке Н*мм
- число зубьев ведущей звездочки
- допускаемое давление МПа
- коэффициент эксплуатации
где - динамический коэффициент
- коэффициент учитывающий межосевое расстояние: при
- коэффициент учитывающий влияние наклона цепи: при наклоне до
- коэффициент учитывающий регулировку передачи: при периодическом
- коэффициент учитывающий характер смазки: при периодическом
- коэффициент учитывающий периодичность работы передачи: при работе в одну смену
По таблицам 12.3.1 для однорядной цепи при обмин МПа - однорядная цепь.
По таблице 12.3.2 принимаем стандартное большее значение мм
Проекция опорной поверхности шарнира мм2
Разрушающая нагрузка Н
Нагрузка на один метр длины цепи [кгм]
5 Проверяем цепь по частоте вращения
6 Проверяем цепь по давлению на шарнирах
7 Число звеньев цепи
8 Уточняем межосевое расстояние
9 Диаметры делительных окружностей звездочек
10 Силы действующие на цепь
10.2 Центробежная сила
10.3 Сила от провисания цепи
где - коэффициент учитывающий расположение цепи при горизонтальном расположении - межосевое расстояние м
11 Расчетная нагрузка на валы
12 Проверочный расчет цепи на прочность
где - разрушающая нагрузка Н
- допускаемый коэффициент
- динамический коэффициент
13 Диаметр отверстия для установки на вал
Диаметры окружности впадин
Исходные данные: тип муфты - компенсирующая передаваемый момент Т2=271Нм; режим работы нереверсивная нагрузка с умеренными толчками; поломка муфты приводит к аварии машины без человеческих жертв.
Определяем расчетный момент муфты
где - номинальный момент на муфте; =Т2=232 Нм; К - коэффициент режима работы.
Коэффициент учитывающий режим работы К=К1К2 где К1 =12 - коэффициент безопасности; (поломка муфты вызывает аварию машины); К2 =13 - коэффициент учитывающий характер нагрузки (при нереверсивной нагрузке).
Выбор типа компенсирующей муфты
Муфта выбирается по каталогу так чтобы соблюдалось условие.
В нашем случае обосновано применение муфты МУВП–20 ГОСТ 21424-75 имеющей =63 Нм диаметр отверстия под вал 20 мм L = 104 мм наружный диаметр муфты D = 100 мм.
Определение силы действующей со стороны муфты на вал
где Ftм - окружная сила на муфте Ftм =2Tdp ; здесь Т- крутящий момент на валу Т= Т2= 232 Нм; dp - расчетный диаметр м.
Для цепных муфт диаметр делительной окружности звездочки
Окружная сила на муфте
Следовательно нагрузка от муфты на вал
Проверяем возможность посадки муфты на вал редуктора
Определяем расчетный диаметр вала в месте посадки муфты
Суммарный изгибающий момент
Эквивалентный момент
Допускаемое напряжение
Эта величина приближенно равна посадочному диаметра муфты dм = 20 мм.
Таким образом муфта проходит по посадочному диаметру вала и в дальнейших расчётах диаметр вала под муфту принимаем dм = 20 мм.
Приближенный расчет вала с сателлитом.
Чтобы произвести этот расчет вала с предварительным построением эпюр моментов необходимо сделать первую компоновку редуктора.
1 Определение расстояния до ближайшей опоры от силы приложенной к выходному концу вала
На компоновке замеряем величину
2 Определяем расстояние между опорами
3 На вал действуют 2 равномерно распределенные силы и
4 Определение опорных реакций действующих в горизонтальной плоскости.
Определяются из условия равновесия:
Из первого уравнения определяем:
Из второго уравнения определяем:
5Построение эпюры изгибающих моментов.
6.4 Определение опорных реакций действующих в вертикальной плоскости.
6.5Построение эпюры изгибающих моментов.
Построение суммарной эпюры изгибающих моментов:
Приближенный расчет входного вала.
3 На вал действуют 2 силы и
6 Определение опорных реакций действующих в вертикальной плоскости.
7 Построение эпюры изгибающих моментов.
Проверочный расчет подшипников.
Подшипник № 205 d = 30 мм.
; тогда Х = 1; У = 0; .
Подшипник № 206 d = 25 мм. .
Проверочный расчет шпонок.
Материал шпонок – сталь 40ХН. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и шкивом на срез и смятие. .
Шпонка входного вала шпонки (по ГОСТ 23360-78) b=6 h=6 t=35
Шпонка быстроходного вала :
Уточненный расчет валов.
Материал валов – сталь 40Х улучшенная . Определим коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях.
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны Vм определяем из расчета 025 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности: .
По табл. 10.8[1] устанавливаем вязкость масла. При скорости рекомендуемая вязкость .Принимаем масло индустриальное И-30А по ГОСТ 29799-75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют через пресс-масленки. Сорт смазки – УТ-1.
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники предварительно нагретые в масле до 80-100 С;
в ведомый вал закладывают шпонку 10832 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса покрывая предварительно поверхности стыка корпуса и крышки спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок; регулируют тепловой зазор. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе устанавливаемой техническими условиями.
Киркач Н.Ф. Расчет и конструирование деталей машин. Ч.1. Х.:1987г.
Киркач Н.Ф. Расчет и проектирование деталей машин. Ч. 2. Х.:1988г.
Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. М.:1979г.
Спроектировать привод к цепному конвейеру
Планетарный редуктор
КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ПРОМЫШЛЕННОГО РЫБОЛОВСТВА
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по ТММ и ДМ
(раздел детали маши)