Проектирование привода ленточного транспортера

3 лист Рама _ 151001-02.00.00-19Д.cdw

Сварные швы по ГОСТ 5264-80.
Электороды Э50 ГОСТ 9467-75.
Шероховатость сварных кромок не грубее Ra 10 по ГОСТ 2789-73
Под штифты сверлить после сварки

1 лист.cdw

Технические требования
Необработанные поверхности литых деталей находящихся в
красить маслостойкой красной эмалью.
Наружние поверхности корпуса красить серой змалью ПФ-115
Техническая характеристика
Вращающий момент на тихоходном валу 633
Частота вращения тихоходного вала 15
Общее передаточное число 46
Степень точности изготовления червячой передачи 7
Коэффициент полезного действия 0

Муфта.cdw

Максимальный вращающий момент
Предельные смещения валов:

спец2.spw

Расчетно-пояснительная
Шариковые радиальные
сферические двухрядные
Фундаментальный болт

4 корпус.cdw

Резьбовые отверстия выполнить с фаской 1х45
Неуказанные литейные радиусы 2 мм.
Формовочные уклоны по ГОСТ 3212-79.
массы и припуски на механическую обработку
Общие допуски по ГОСТ 30893
Поверхость корпуса очистить от окалины и покрасить.

спец4.spw

4 колесо.cdw

Точность червячного колеса - ГОСТ 19036-94
Неуказанные радиусы скруглений 2 мм.
Общие допуски - ГОСТ 30893.2 - mK
После установки винтов поз. 3 - головку сточить.
Направление линии зуба
Коэффициент смещения червяка
Исходный производящий червяк
Степень точности ГОСТ 3675-81
Межосевое расстояние
Делит. диаметр червячного колеса
Вид сопряжённого червяка
Число витков сопряжённого червяка

2 лист.cdw

Техническая характеристика
1. Электродвигатель IM3081
Частота вращения обмин 702
2. Общее передаточное число привода 46
3. Окружное усилие на барабане кН 3
4.Скорость движения ленты мс 0
Технические требования
1. Предельное допустимое смещение валов (двигателя-быстроходого)
3. *Размеры для справок

спец3.spw

схема.cdw

4 Вал тихоходный _ 151001-01.00.05-19Д.cdw

* Размер обеспечивается инструментом
Общие допуски по ГОСТ 30893.2-mK
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

спец1.spw

Моя ПЗ.docx

«ПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО ТРАНСПОРТЕРА»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по деталям машин:
1001-00.00.00-19Д ПЗ
Руководитель: Пыстогов А. С.
Студент: Глазунов А.В.
Задание на курсовой проект можно рассматривать как часть реального технического задания. Оно может представлять собой кинематическую схему. Объектом курсового проектирования является привод ленточного транспортера который использует большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения. Конструирование- процесс творческий. Рекомендации по конструированию сопровождаются анализом условий работы узлов. Все сведения необходимые для выполнения работы расчетов и конструирования. Даны варианты типовых конструкций. При выполнении курсового проекта последовательно проходит процесс от выбора схемы до решающего и основательного подхода к определенной детали данного механизма.
Кинематический расчет привода
1.Подбор электродвигателя.
Потребляемую мощность привода определим по формуле ((1) с. 5):
где - потребляемая мощность привода (мощность на выходе) кВт; – окружная сила на двух звездочках кН; V – скорость движения ленты мс.
Коэффициент полезного действия привода определим по формуле ((1) с. 5):
где - КПД привода; - КПД червячной передачи; - КПД муфты; гд КПД одной пары подшипников качения.
По табл. 1.1. источника (1) примем =08; =098; =099;
Требуемую мощность электродвигателя найдем по формуле (1 с. 5):
где - требуемая мощность электродвигателя кВт; -потребляемая мощность привода (мощность на выходе) кВт; - КПД привода.
Частота вращения приводного вала определяется по формуле (1 с. 6):
где -частота вращения приводного вала (или выходного вала редуктора) ; V – скорость движения ленты мс Dб –диаметр барабана мм;
Требуемую частоту вращения вала электродвигателя найдем по формуле (1):
где - требуемая частота вращения вала электродвигателя; -частота вращения приводного вала (или выходного вала редуктора) ; - передаточное число редуктора.
Примем по таблице 1.2. источника (1): ир=35;
По табл. 24.9 (1) подбираем электродвигатель с требуемой мощностью Рэ.тр.=128 кВт и частота вращения nэ.тр.=6594 мин-1. Указанным условиям удовлетворяет асинхронный двигатель серии АИР-АИР 100L8 ТУ 16-525.564-84 с мощностью Р=15 кВт асинхронной (номинальной частотой) вращения nдв.=702 мин-1.
2. Уточнение передаточных чисел привода.
Общее передаточное число редуктора:
где - требуемая частота вращения вала электродвигателя; -частота вращения приводного вала (или выходного вала редуктора) ; -общее передаточное число редуктора мин-1.
В схеме привода отсутствует ременная или цепная передачи то передаточное число редуктора:
3. Определение вращающих моментов на валах привода.
Вращающий момент на валу электродвигателя определим по формуле (2):
где Тдв - вращающий момент на валу электродвигателя Н·м; Рэ.д. – мощность электродвигателя кВт; nдв – частота вращения двигателя мин-1.
Вращающий момент на быстроходном валу редуктора определим по формуле:
где Т1 - вращающий момент на быстроходном валу редуктора Н·м; Тдв - вращающий момент на валу электродвигателя Н·м; п – КПД одной пары подшипников качения.
Частоту вращения быстроходного вала редуктора определим по формуле:
где n1 - частота вращения быстроходного вала редуктора мин-1; nдв – частота вращения двигателя мин-1.
Частоту вращения и момент на выходном валу редуктора определим по формулам:
Частоту вращения и момент на приводном валу:
Расчет червячной передачи
1. Выбор твердости термической обработки и материала колес.
Для червяка применяют Сталь 40Х с закалкой ТВЧ с твердостью >45HRC.
Для выбора материала червячного колеса определяем скорость скольжения:
По табл. 2.14 примем материал для червячного колеса: ЛАЖМц66-6-3-2;
2. Определение допускаемых напряжений.
2.1. Допускаемое контактное напряжение:
где для червяков при твердости >45
2.2. Допускаемое напряжение изгиба:
Коэффициент долговечности:
Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи:
где =01 - коэффициент эквивалентности по табл. 2.15 (1);
Исходное допускаемое напряжение изгиба материала:
2.3. Предельные допускаемые напряжения:
3. Межосевое расстояние:
где для эвольвентных архимедовых и конволютных червяков; =1 – коэффициент концентрации нагрузки при постоянном режиме нагружения; []H – допускаемое контактное напряжение МПа; T2 – вращающий момент на тихоходном валу Н·м;
Полученное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего числа из ряда стандартных чисел.
4. Основные параметры червячной передачи:
Число витков червяка выбираем по (1) стр. 35 в зависимости от передаточного числа: т.к.
Число зубьев колеса:
Полученное число округляем до ближайшего расчетного стандартного значения (ряд 1):
Коэффициент диаметра червяка:
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного (ряд 1):
Коэффициент смещения:
Угол подъема линии витка червяка на цилиндре:
Фактическое передаточное число:
5. Размеры червяка и колеса.
Диаметр делительный червяка:
Диаметр вершин витков:
Диаметр делительный колеса:
Диаметр вершин зубьев:
Диаметр колеса наибольший:
где для передач с эвольвентным червяком;
Длина нарезанной части червяка:
Ширина венца колеса: при
6. Проверочный расчет передачи на прочность.
Определяем скорость скольжения в зацеплении:
при - окружная скорость на начальном диаметре червяка мс;
По полученному значению уточняем допускаемое напряжение:
Расчетное напряжение:
где для эвольвентных червяков ; - коэффициент нагрузки;
при обычной точности и выполнении условия жесткости червяка принимают: при где
Коэффициент концентратной нагрузки:
где - коэффициент деформации червяка по табл. 2.16.; - коэффициент учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка по (1) табл. 2.17.;
расчетное напряжение не превышает допускаемое
Коэффициент полезного действия червячной передачи:
где - угол подъема линии витка на начальном цилиндре; - приведенный угол трения определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении в опорах и на перемешивании масла.
Значение угла трения между стальным червяком и колесом из бронзы принимают в зависимости от скорости скольжения:
8. Силы в зацеплении.
Окружная сила на колесе равная осевой силе на червяке:
Окружная сила на червяке равная осевой силе на колесе:
9. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.
Расчетное напряжение изгиба:
где K – коэффициент нагрузки значение которого вычислено в п. 2.6.; - коэффициент формы зуба колеса который выбирают в зависимости от;
расчетное напряжение не превышает допустимое
10. Тепловой расчет.
Температура нагрева масла при установленном тепловом режиме без искусственного охлаждения:
где КТ = 24 – коэффициент теплоотдачи; - мощность на червяке; - коэффициент учит. отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму; А – площадь пов. охлаждения корпуса приближенно выбирается в зависимости от межосевого расстояния выбираем А = 042 м2; = 95 110 оС – макс. допустимая температура нагрева масла.
рабочая температура не превышает значение допустимой.
Разработка эскизного проекта
1 Расчет валов. Предварительный подбор подшипников
т. к. вал электродвигателя непосредственно вставляется в быстроходный вал редуктора то принимаем
Предварительный подбор подшипников №7209А
d=45мм D=85мм Т=21Нм
Подбор подшипников №7212А
d=60мм D=110мм Т=24Нм
Подбор подшипников №1212
1 Конструирование подшипниковых узлов
Схема установки подшипников «враспор». Определим точки приложения реакций:
Определение сил нагружающих подшипник червяка.
Вертикальная плоскость
Горизонтальная плоскость
Расчет подшипников на статическую грузоподъемность
Рассчитаем для быстроходного вала d=45 мм
Схема установки – враспор.
=>Для опоры 1: X=1; Y=0
=>Для опоры 2: X=04; Y=15
Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычислим расчетный скорректированный ресурс при
Значит подшипники выбраны верно.
Рассчитаем для тихоходного вала d=60 мм
=>Для опоры 1: X=04; Y=15
=>Для опоры 2: X=1; Y=0
Муфта служит для соединения валов и передачи вращающего момента от одного вала к другому. В данном случае муфта соединяет тихоходный вал редуктора и приводной вал транспортера. Чаще всего применяют муфты с резиновыми упругими элементами (МУВП).
Подбираем муфту типа МУВП- муфта упругая втулочно-пальцевая.
Муфта 1000-55-1 ГОСТ 21424-93.
При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных валах полумуфты сажают на гладкие цилиндрические концы валов по переходной посадке Н7к6.
Для передачи вращающего момента используют шпоночное соединение.
3 Выбор посадок для сопряжения основных деталей редуктора
Выбор посадок в соединении вал-ступица
При передаче вращающего момента шпоночным соединением применение посадок колеса на вал с зазором недопустимо а посадок переходных нежелательно. Если в соединении имеется зазор то при вращении вала происходит обкатывание со скольжением поверхностей вала и отверстия колеса которое приводит к изнашиванию. Поэтому при передаче момента шпонкой на посадочных поверхностях вала и отверстия колеса следует создавать натяг гарантирующий нераскрытие стыка. Для червячных зубчатых колес рекомендуется посадка H7r6
При установке зубчатых колес на валы с натягом очень трудно бывает совместить шпоночный паз колеса со шпонкой вала. Для облегчения сборки рекомендуется предусматривать направляющий цилиндрический участок вала с полем допуска d11. [2 стр. 82]
Выбор посадок в шпоночном соединении
Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78 для призматических шпонок. Ширину призматической шпонки выполняют по h9. рекомендуют принимать следующие поля допусков размеров:
Ширина шпоночного паза вала для призматической шпонки по P9
Ширина шпоночного паза отверстия при неподвижном соединении нереверсивной передачи по Js9 [2 стр. 82].
Выбор посадок подшипников
Отклонения отверстия корпуса и крышки корпуса под внешние кольца подшипников выполняют с отклонением по H7. Поля допусков на диаметр отверстия и на наружный диаметр подшипника назначают L0 и l0 соответственно (нормальный класс точности). Отклонение вала под внутреннее кольцо подшипника по k6 как наиболее рекомендуемое.
2 Уточненный расчет валов
Определим общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений
Производим расчет сечения по ч. колесу и на конце:
Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Общий коэффициент запаса прочности
3 Расчет шпоночных соединений
Расчет шпонки под муфту:
Расчет шпонки для вала и червячного колеса.
4. Выбор способа и материала смазки
Для червячных передач редуктора подбираем масло ИТС-320(ИГП 152) по ГОСТ 147794-87.
Для залива масла используется пробка – отдушина.
Для слива масла – пробка сливная (обе М12).
Для контроля масла- масло-указатель. Глубина погружения в масло деталей червячного редуктора hм=2m 025d2 минимальный уровень hmin~10 мм. Максимальный уровень ( для обеспечения более высокого КПД) проходит по hmax=58 мм.
При выполнении данной курсовой работы были сделаны все необходимые расчеты проектируемых изделий а также их чертежи. Данный курсовой проект позволяет проверить теоретические знания и усвоить практические навыки конструирования а также умения практически воспринимать полученные результаты.
Дунаев П. Ф. Леликов О. П. «Детали машин. Курсовое проектирование». М. Машиностроение 2007.
Дунаев П. Ф. Леликов О. П. «Конструирование узлов деталей машин». М. Машиностроение 2006.
Иванов М. Н. «Детали машин». Учебник для ВУЗов М. Высшая школа 1998.
Леликов О. П. «Валы и опоры с подшипниками качения». М. Машиностроение 2006.
Курмаз Л. В. Курмаз О. Л. «Конструирование узлов деталей машин». М. Высшая школа 2005.
Курмаз Л. В. Скойбеба А. Т. «Детали машин. Проектирование.». М. Высшая школа 2005.
Чернилевский Д. В. «Детали машин проектирование приводов технического оборудования». М. Высшая школа 2001
Пыстогов А. С. « Детали машин и основы конструирования. Методические указания. В пяти томах». Нижний Тагил 2005.
Иванов М. Н. Иванов В. Н. «Детали машин. Курсовое проектирование». М. Высшая школа 1975.
Анухин В. И. «Допуски и посадки». М. Высшая школа 2008.
Чекмарев А. А. Осипов В. К. «Справочник по машиностроительному черчению» М. Высшая школа 2000.
Фирстова Н. Д. «Сварные соединения» Методические указания. Нижний Тагил 2005.
Техническое задание Введение 1. Кинематические расчеты 1. 1. Подбор электродвигателя 1. 2. Уточнение передаточных чисел .. 1. 3. Определение вращающих моментов на валах привода .. .. 2. Расчет червячной передачи 2. 1. Выбор твердости термической обработки и материала колес .. .. 2. 2. Определение допускаемых напряжений . .. 2. 2. 1. Допускаемое контактное напряжение 2. 2. 2. Допускаемое напряжение изгиба . .. 2. 2. 3. Предельные допускаемые напряжения . . 2. 3. Межосевое расстояние . 2. 4. Основные параметры червячной передачи .. .. 2. 5. Размеры червяка и колеса .. . 2. 6. Проверочный расчет передачи на прочность .. .. 2. 7. КПД передачи 2. 8. Силы в зацеплении 2. 9. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба . . 2. 10. Тепловой расчет . 3. Разработка эскизного проекта 3. 1. Расчет валов. Предварительный подбор подшипников . .. 3. 2. Выбор муфты . .. 3. 3. Выбор посадок для сопряжения основных деталей редуктора . . . 4. Конструктивное оформление редуктора 4. 1. Конструирование подшипниковых узлов . . 4.2 Уточненный расчет валов . .. 4. 3. Расчет шпоночных соединений .. 4. 4. Выбор способа и материала смазки . 5. Подбор подшипников на приводном валу . 6. Литература 7. Приложение ..