Привод цепного конвейера с червячным редуктором. Техническое задание № 5.

5.1.Спецификация привода цепного конвейера.cdw

Привод цепного конвейера
Электродвигатель АИР112М6
Муфта комбинированная
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М14 x 65
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М16 x 80
Штифт 6x36 ГОСТ 10774-80
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М16 x 95
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М10 x 60
Болт с шестигранной головкой ГОСТ Р ИСО 4014-М10 x 70
Ремень С(В)-1250 IV ГОСТ 1284.1-89
Шкив 1 А 3.140.33К. СЧ 20 ГОСТ 20889-88
Шкив 1 А 3.250.30К. СЧ 20 ГОСТ 20889-88
-6H.04 ГОСТ 11871-88
Гайка М10-6H(S16) ГОСТ 5915-70
Гайка М16-6H ГОСТ 5915-70
Гайка М14-6H(S21) ГОСТ 5915-70
Шайба 16 3Х13 ГОСТ 6402-70
Шайба 14 3Х13 ГОСТ 6420-70
Шайба 10 3Х13 ГОСТ 6402-70
Шайба А 16.01.08кп ГОСТ 11371-78
Шайба А 14.01.08кп ГОСТ 11371-78
Шайба А 10.01.08кп ГОСТ 11371-78

1.1.Спецификация к редуктору.cdw

Подшипник 1027314А ГОСТ 27365-87
Подшипник 7208А ГОСТ 27365-87
Манжета 1.1-35х76 ГОСТ 8752-79
Манжета 1.1-40х85 ГОСТ 8752-79
Винт М8-6gх16 ГОСТ 1491-80
Винт М6-6gx16 ГОСТ Р ИСО 4017-2013
Винт М8-6gx20 ГОСТ Р ИСО 4017-2013
Шпонка 16х10х70 ГОСТ 23360-78
Шпонка 22х14х56 ГОСТ 23360-78
Шпонка 14х9х40 ГОСТ 23360-78
Герметик УТ-34 ГОСТ 24285-80
Красная эмаль ГОСТ 6574-76
Масло И-Т-Д-220 ГОСТ 17479.4-87
Серая эмаль ПФ-155 ГОСТ 6465-76

2.0 Червячное колесо.cdw

Направление линии зуба
Коэффициент смещения червяка
Исходный производящий червяк
Межосевое расстояние
Делит. диаметр червячного
Вид сопряженного червяка
сопряженного червяка
Неуказанные радиусы 6 мм max.
Уклоны формовочные 1
Неуказанные предельные отклонения по ГОСТ 30893.2-mK.

2.1. Тихоходный вал.cdw

* Размер обеспеч. инстр.
Неуказанные предельные отклонения по ГОСТ 30893.2-тК.
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

4.1.Спецификация приводного вала.cdw

Подшипник 1516 ГОСТ 28428-90
Винт М10-6gx100 ГОСТ Р ИСО 4017-2013
Винт B.М8-6gx30 ГОСТ 1483-84
Гайка М8-6Н ГОСТ 5916-70
Гайка М10-6Н ГОСТ 5916-70
Манжета 1.1-60x78 ГОСТ 8752-79
Манжета 1.1-68х90 ГОСТ 8752-79
Шайба 8Л ГОСТ 6402-70
Шпонка 20х12х50 ГОСТ 23360-78
Шпонка 16х10х68 ГОСТ 23360-78
Кольцо пружинное плоское ГОСТ 13943-86

3.0.Муфта комбинированная.cdw

Технические требования
Технические характеристики
Муфту балансировать после сборки
В качестве смазочного материала для зубчатой полумуфты
о ГОСТ 5006-83* применяется масло МТ-8П
Муфта комбинированная

5.0 Привод цепного ковейера.cdw

отв. под штифт конич.
сверлить и развернуть
совместно с основанием
Ось электродвигателя
Техническая характеристика
Мощность электродвигателя Р
Число оборотов электродвигателя n
Окружное усилие на звездочках F
Крутящий момент на приводном валу T=915
Технические требования
Радиальное смещение валов
электродвигателя и редуктора не более 4мм
редуктора и приводного вала не более 4мм
двигателя и редуктора не более 1
редуктора и приводного вала не более 1
редуктора и приводного вала не более 4.5мм
Регулировку смещений валов производить с помощью прокладок

1.0.Редуктор.cdw

Технические характеристики
Крутящий момент на тихоходном валу
Частота вращения тихоходного вала
Общее передаточное число редуктора 32
Степень точности изготовления червячной передачи 7-С
Коэффициент полезного действия 0
Технические требовония.
Необработанные поверхности литых деталей
красить маслостойкой краснай эмалью.
Наружные поверхности корпуса красить серой ПФ-155 ГОСТ 6465-76.
Перед окончательной сборкой редуктора винты больших
крышек установить на герметик УТ-34 ГОСТ 24285-80.
В редуктор залить масло индустриальное И-Т-Д-220 ГОСТ 17479.4-87.
Пятно контакта червяка и червячного колеса проверить по краске
(пятно должно быть равномерное и не менее 70%)
При первом пуске никакие вибрации и шумы не допускаются
вращение деталей без усилия и заедания.
Минимальный и максимальный уровень масла

4.0.Приводной вал.cdw

отв. под штифт конич.
сверлить и развернуть
совместно с основанием
Техническая характеристика
Окружная сила передаваемая цепью F
Частота вращения ведущей звездочки n=18
Крутящий момент на валу ведущей звездочки Т=915
Технические требования
В полости корпусов подшипников заложить пластичный смазочный
материал "Литол 24" по ГОСТ 21150-80 в количестве 0
После появления первых признаков утечки пластичного смазочного
необходимо сменить уплотнения
промыть корпус подшип-
ника и заложить пластичный смазочный материал "Литол 24" по
ГОСТ 21150-80 в количестве 0

3.1.Спецификация к муфте.cdw

Муфта комбинированная
Пакет фрикционных дисков
Втулка В10011080 ГОСТ 1978-81
Манжета 1.1-35х90 ГОСТ 8752-79
Винт М10-6gx45 ГОСТ Р ИСО 4017-2013
Винт М6-6gx20 ГОСТ Р ИСО 4017-2013
Масло МТ-8П ГОСТ 5006-83

КП ДМ Привод цепного конвейера.docx

Курсовой проект содержит 5 листов чертежей формата А1 расчетно-пояснительную записку на 31 с. включающую 4 рис. 0 табл. 11 литературных источников 4 приложений.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОД ЦЕПНОЙ КОНВЕЙЕР МУФТА ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКОТР ПРИВОДНОЙ ВАЛ
Объектом проектирования является привод цепного конвейера.
Цель работы – проектирование привода цепного конвейера.
В процессе курсового проектирования разрабатывалось: червячный редуктор и его составляющие части предохранительная муфта приводной вал компоновка привода цепного конвейера выполнялась деталировка тихоходного вала и червячного колеса редуктора.
В результате проектирования разработаны предохранительная муфта червячный редуктор привод цепного конвейера и выполнены необходимые расчеты.
Назначение и область применения привода6
Техническая характеристика привода7
1. Выбор электродвигателя7
2. Определение частоты вращения приводного вала8
3. Определение частоты вращения электродвигателя8
4. Определение общего передаточного числа8
5. Определение мощности частоты вращения и крутящего момента для каждого вала9
Описание и обоснование выбранной конструкции привода10
Расчеты подтверждающие прочность конструкции11
1. Результаты расчета зубчатой передачи11
2. Конструирование зубчатых колес11
3. Определение диаметров и длин валов11
4. Конструирование корпусных деталей и крышек12
4.1. Конструирование корпуса червячного редуктора12
4.2. Конструирование крышки корпуса13
4.3. Конструирование крышки13
4.4. Конструирование отдушины14
4.5. Конструирование смазочного устройства14
4.6. Конструирование крышек подшипников14
5. Выбор и расчет соединений15
5.1. Расчет шпоночных соединений15
6. Выбор подшипников17
6.1. Проверка подшипников тихоходного вала17
7. Проверочный расчет наиболее нагруженного вала редуктора на усталостную прочность и жесткость17
8. Выбор смазки редуктора и расчет объема21
9. Расчет предохранительного устройства22
10. Расчет звездочки для тяговых пластинчатых цепей23
11.Расчет цепной передачи.24
Проектирование металлоконструкции привода конвейера25
Уровень стандартизации и унификации26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ28
Целью курсового проектирования является приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений усвоение последовательности разработки механизмов общего назначения закрепление учебного материала по расчету типовых деталей машин.
Задачей проекта является разработка привода цепного конвейера.
Привод состоит из электродвигателя редуктора червячного предохранительной муфты цепной передачи и приводного вала.
Электродвигатель был выбран по мощности и частоте вращения быстроходного вала редуктора. Редуктор был спроектирован червячным. Подшипники подобраны по диаметру вала и проверены на долговечность. Валы проверены на усталостную прочность и жесткость. Шпоночные соединения проверены на срез и смятие.
В результате работы должен быть получен привод цепного конвейера состоящий из электродвигателя редуктора червячного предохранительной муфты цепной передачи и приводного вала.
Назначение и область применения привода
Проектируемый привод предназначен для цепного конвейера.
Цепной конвейер — это средство транспортировки перемещение грузов в котором осуществляется за счет обращения одной или двух бесконечных закольцованных цепей. Такой транспортер отличается высокой прочностью износостойкостью и производительностью он приспосабливается к транспортировке самых разных грузов.
Благодаря своей прочности способности передавать большой крутящий момент термостойкости и другим достоинствам цепные транспортеры пользуются заслуженной популярностью в самых разных отраслях. В их числе: металлургические комбинаты предприятия по производству строительных материалов химические заводы сельскохозяйственные предприятия компании перерабатывающие хранящие и производящие продовольствие и продукты питания машиностроительные предприятия разного профиля с помощью цепных конвейеров перемещающие детали полуфабрикаты и изделия на своих сборочных линиях использующие сборочные линии.
Техническая характеристика привода
1. Выбор электродвигателя
По исходным данным определяем мощность привода т.е. мощность на выходе [1]:
Мощность электродвигателя (предварительная):
где - расчетная предварительная мощность [кВт]
- окружное усилие на звездочках [кН]
- скорость движения цепи [мс]
- общий КПД привода
-КПД опор приводного вала
По полученным данным выбираем электродвигатель: АИР112МА6 с синхронной частотой вращения n=950 обмин для которого = 3 кВт.
2. Определение частоты вращения приводного вала
Диаметр тяговой звездочки:
- число зубьев звездочки
3. Определение частоты вращения электродвигателя
Требуемая частота вращения вала электродвигателя:
где - передаточное отношение червячного редуктора
- передаточное отношение ременной передачи
4. Определение общего передаточного числа
5. Определение мощности частоты вращения и крутящего момента для каждого вала
Мощность необходима для вращения вала червячного колеса:
Крутящий момент на приводном валу:
Крутящий момент на тихоходном валу редуктора:
Крутящий момент на быстроходном валу редуктора:
Мощность необходима для вращения вала червяка:
Частота вращения быстроходного и тихоходного вала редуктора:
Описание и обоснование выбранной конструкции привода
– электродвигатель 2 – редуктор 3 – вал приводной 4 – ременная передача.
I – быстроходный вал II – тихоходный вал.
Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма
Выбор данной кинематической схемы обоснован тем что она обеспечивает минимальные габариты конструкции и удобство обслуживания.
Расчеты подтверждающие прочность конструкции
1. Результаты расчета зубчатой передачи
2. Конструирование зубчатых колес
Полный расчет зубчатой передачи произведен в ПРИЛОЖЕНИИ А.
3. Определение диаметров и длин валов
Диаметры различных участков валов одноступенчатого червячного редуктора определяют по формулам [2 с. 31]: для быстроходного вала для тихоходного вала
Диаметры других участков валов:
где: и -вращающие моменты на тихоходном и быстроходном валах.
Рассчитываем быстроходный вал:
Из таблицы берем значения: где - высота буртика [мм] - координата фаски подшипника [мм] - размер фаски [мм] откуда получим посадочный диаметр под подшипник а также диаметр буртика ограничивающего подшипник:
Длина посадочного конца мм принимаем мм. Длина промежуточного участка мм. Диаметр резьбы мм принимаем ближайшее стандартное М33х2 мм.
Определим размеры тихоходного вала [2 с. 31]:
Из таблицы берем значения: - высота буртика [мм] - координата фаски подшипника [мм] - размер фаски [мм] откуда получим посадочный диаметр под подшипник а также диаметр буртика ограничивающего подшипник:
Длина ступицы колеса мм.
Длина посадочного конца мм принимаем
Длина промежуточного участка мм.
4. Конструирование корпусных деталей и крышек
4.1. Конструирование корпуса червячного редуктора
Толщина стенки корпуса [2 табл. 11.1]
Расстояние от деталей до стенки корпуса:
Ширина фланца крышки и основания принимаем равную 40 мм.
Диаметр болтов для соединения основания и крышки редуктора[2 c.185]:
где Т – вращающий момент на тихоходном валу [Нм].
Принимаем М12 число винтов - 8.
Диаметр винтов крепления корпуса к раме (плите)
Принимаем М16 число винтов .
Диаметр отверстия для винта Толщина лапы; глубина ниши – 27 мм; ширина опорной поверхности – 40 мм.
4.2. Конструирование крышки корпуса
Толщина стенок [2 табл. 7.3.]
Для транспортировки редуктора в крышке предусмотрены отверстия по рым-болты М12 ГОСТ 4751-73.
4.3. Конструирование крышки
Для крупносерийного производства применим штампованную крышку. [3 c. 186]
Под крышкой расположим уплотнительную прокладку из резины.
По конструктивным соображениям размеры крышки примем а=135 мм b=75 мм; где а – длина крышки b – ширина крышки.
Крышку крепим винтами М8х16 количество винтов n = 4.
4.4. Конструирование отдушины
В крышке люка расположим отдушину [2 табл. 11.2]. В отдушине предусматриваем отверстие для выхода горячего воздуха.
4.5. Конструирование смазочного устройства
При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передач. С течением времени оно стареет свойства его ухудшаются. Поэтому масло налитое в корпус редуктора периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматриваем сливное отверстие закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой. Размеры пробки принимаем [2 табл. 8.5] l=13 мм L=24 мм b=3 мм D=25 мм D1=219 мм t=19 мм. Под пробку ставим кольца из маслобензостойкой резины.
Для контроля уровня масла в корпусе устанавливаем две пробки на уровне максимального и минимального уровня масла.
4.6. Конструирование крышек подшипников
Для подшипников червяка принимаем привертные крышки.
Толщина стенки крышки [2 табл. 7.3] .
Диаметр винтов чисто винтов n = 4.
Размеры других элементов крышки
Для подшипников тихоходного вала принимаем привертные крышки Крышка 1-85x46 ГОСТ 11641-73.
5. Выбор и расчет соединений
5.1. Расчет шпоночных соединений
Расчет шпоночных соединений заключается в проверке условия прочности материала шпонки на смятие и срез.
Передача крутящего момента с вала червячного колеса на ступицу червяного колеса: для соединения вала и колеса применяем шпонку призматическую со скругленными торцами. Размеры сечения шпонки и паза и длина шпонки – по ГОСТ 23360-78 для вала мм: b = 22 мм h = 14 мм мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная материал вала и ступицы – Сталь 45.
Расчетные напряжения смятие и срез:
Передача крутящего момента с вала электродвигателя на быстроходный вал редуктора. Размеры сечения шпонки и паза и длина шпонки – по ГОСТ 23360-78 для вала мм: b = 16 мм h = 10 мм мм мм мм. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная материал вала и ступицы – Сталь 45. Рабочая длинна шпонки мм.
Передача крутящего момента с предохранительной муфты на приводной вал: для соединения применяем шпонку призматическую со скругленными торцами. Размеры сечения шпонки и паза и длина шпонки – по ГОСТ 23360-78 для вала мм: b = 16 мм h = 10 мм мм мм мм. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная материал вала и ступицы – Сталь 45. Рабочая длинна шпонки мм.
Передача крутящего момента с приводного вала на ступицу звездочки конвейера: для соединения применяем шпонку призматическую со скругленными торцами. Размеры сечения шпонки и паза и длина шпонки – по ГОСТ 23360-78 для вала мм: b = 20 мм h = 12 мм мм мм мм. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная материал вала и ступицы – Сталь 45. Рабочая длинна шпонки мм.
6. Выбор подшипников
Для опор червяка и червячного колеса принимаем конические роликовые подшипники по ГОСТ 27365-87 1027314А.
6.1. Проверка подшипников тихоходного вала
Определение сил нагружающих подшипники
При проектировании тихоходного вала редуктора применили подшипники роликовые радиально-упорные конические по схеме установки враспор.
Диаметр вала под подшипник: dп = 70 мм.
На подшипник действуют:
Fr = 20883 H – радиальная сила;
Ft = 57376 H – окружная сила;
Fа=88543 Н – осевая сила;
T = 91553 Н·м – крутящий момент;
l2 = 114 мм (от центра подшипника до центра участка вала на который устанавливается муфта)
Требуемый ресурс работы: L'ah = 6000 ч; типовой режим нагружения –1.
Направления сил и реакций показаны на рисунке 2.
Рис. 2. Схема опор тихоходного вала
) Определим радиальные реакции опор от сил в зацеплении
Суммарные реакции опор:
) Эквивалентные нагрузки. Для типового режима нагружения I принимаем :
) Предварительно назначены подшипники роликовые упорные 1027312А ГОСТ 27365-87. Схема установки подшипников – враспор:
d = 70 мм – диаметр внутреннего кольца;
D = 150 мм – диаметр наружного кольца;
В = 35 мм – ширина подшипника;
Сr = 176 кН – динамическая грузоподъёмность;
Сor = 127 кН – статическая грузоподъёмность;
) Определим эквивалентную радиальную динамическую нагрузку:
- температурный коэффициент т.к.
- коэффициент динамичности нагрузки принимаем равным 14
- т.к. подшипник радиальный шариковый однорядный принимаем Х=056
- коэффициент вращения кольца принимаем равным 1
) Определим скорректированный расчетный ресурс для более нагруженной опоры 1:
- базовая динамическая грузоподъемность подшипника 176000 [Н]
- показатель степени
- частота вращения кольца
- коэффициент корректирующий ресурс в зависимости от надежности
- коэффициент корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника которые он приобретает
Расчетный ресурс больше требуемого:
) Проверка выполнения условия
Условие выполнено: .
Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполнено условие то предварительно назначенный подшипник пригоден при требуемом ресурсе надежность выше 90%.
7. Проверочный расчет наиболее нагруженного вала редуктора на усталостную прочность и жесткость
Условия прочности и жесткости вала выполнены расчет вала описан в ПРИЛОЖЕНИИ Б.
8. Выбор смазки редуктора и расчет объема
Скорость скольжения в зацеплении мс. Контактные напряжения Нмм2. По этим данным выбираем масло И-Т-Д-220 для смазывания зацепления.
Губину погружения в масло деталей червячного редуктора:
Примем значение: мм.
Рассчитаем объем масла в масляной ванне:
где м – высота области заполнения маслом м и м – длинна и ширина масляной ванны.
Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом ЦИАТИМ - 201 ГОСТ 6267 - 74 или ЛИТОЛ – 24 ГОСТ 21150 -79. Смазочный материал должен занимать 12 -23 свободного объема полости корпуса.
Необработанные поверхности литых деталей находящихся в маслянной ванне красим маслостойкой краской эмалью ГОСТ 9.104.-79.
Наружные поверхности корпуса красим серой эмалью ПФ-115 ГОСТ 6465-76.
Плоскость разъема покрываем тонким слоем герметика УТ-34 ГОСТ 24285-80 при окончательной сборке. Герметик АНАтерм-117В. [4 табл. 3]
На выходные концы валов редуктора поставим манжетные уплотнения для предотвращения попадании пыли и грязи.
9. Расчет предохранительного устройства
Проектируем муфту предохранительную дисковую.
Наружный диаметр кольца трения:
Внутренний диаметр кольца трения:
Приведенный радиус кольца трения:
Выбираем пару трения асбест-сталь тогда коэффициент трения равен допускаемое давление – .
Допускаемая осевая сила от всех пружин:
Наибольший предельный момент передаваемый муфтой на границе пробуксовывания:
где - коэффициент перегрузки - момент на приводном валу z – число пар трения.
Отсюда требуемое число пар трения:
Принимаем число пар трения .
Асбестовые диски исполняются толщиной 7мм стальные – 10мм.
По диаметру ступицы и создаваемому усилию подбираем пружину 2 тарельчатую Пружина тарельчатая I-1-3-220X110X67X63 ГОСТ 3057-90 с размерами: . При рабочей деформации пружина создает усилие [9].
Примем рабочую деформацию одной тарельчатой пружины и найдем создаваемую ею силу:
где - модуль упругости - коэффициент Пуассона - расчетный коэффициент [9 табл. 8-9].
Количество тарельчатых пружин в пакете принимаем пружины устанавливаются последовательно. Получим пружину с силой при рабочей деформации .
Шпоночное соединение муфты (предохранительного устройства) с приводным валом рассчитано в пункте 4.5.1.Расчет шпоночных соединений.
10. Расчет звездочки для тяговых пластинчатых цепей
Подбираем цепь М40 тип I исполнение 1 [3 с.199] и выписываем параметры цепи: Находим параметры звездочки:
Диаметр элемента зацепления .
Геометрическая характеристика зацепления .
Число зубьев звездочки .
Диаметр делительной окружности
Диаметр наружной окружности
где - выборный коэффициент высоты зуба [3 табл. 16.6.1] - расчетный коэффициент числа зубьев.
Диаметр окружности впадин .
Смещение центров дуг впадин .
Радиус впадин зубьев .
Половина угла заострения зуба .
Ширина зуба звездочки .
11.Расчет ременной передачи.
Расчет приведен в ПРИЛОЖЕНИИ В.
В результате расчета было получено: выбран ремень получены размеры шкивов. Ременная передача проверена на прочность.
Проектирование металлоконструкции привода конвейера
Расчет металлоконструкции [3 с.310].
При монтаже приводов состоящих из электродвигателя редуктора приводного вал должны быть выдержаны определенные требования точности относительного положения узлов. Для этого узлы привода устанавливаем на сварной раме.
Конфигурация и размеры рамы зависят от типа и размеров редуктора и электродвигателя. Расстояние между ними зависит от подобранной или сконструированной соединительной муфты т.е. размеры рамы берем из конструктивных соображений.
Изображаем контурами электродвигатель червячный редуктор муфту и приводной вал. Изображаем отверстия в лапах электродвигателя в редукторе и приводном валу координаты их расположения.
Раму делаем из стального сваренного швеллера сверху закрытым пластиной.
Раму при сварке сильно коробит поэтому все базовые поверхности ее обрабатываем после сварки отжигом и правкой (рихтовкой).
Швеллеры располагаем полками наружу для удобного крепления узлов к раме.
Для крепления рамы к полу цеха применяем фундументальные болты Диаметр и минимальное число болтов примем: .
Уровень стандартизации и унификации
Стандартизация: на листе ДМ 05.00.000 ВО использованы следующие стандартные изделия: болты винты гайки кольцо пружинное манжеты подшипники прокладки профиль шайбы швеллеры шпонки штифты цепь электродвигатель.
Унификация: на листе ДМ 05.02.000 ВО с целью унификации выбрана предохранительная муфта с пакетом тарельчатых пружин также использованы: гайка многолапчатая шайба.
На листе ДМ 05.01.000 ВО с целью унификации выбраны одинаковая пара подшипников для быстроходного вала и одинаковая пара подшипников для тихоходного вала; конец вала конический что позволило установить муфту без дополнительной осевой фиксации со стороны редуктора; установлены привертные крышки отдушина пробка для слива масла щуп.
НА листе ДМ 05.00.000 ВО с целью унификации принята компоновка привода цепного конвейера обеспечивающая удобство обслуживания привода и минимальные габариты. Такая компоновка позволила уменьшить металлоемкость металлоконструкции. Металлоконструкция с целью унификации выполнена из квадратного профиля и швеллеров одного уровня.
При работе над курсовым проектом были закреплены знания методик расчетов типовых деталей машин общего назначения получены навыки принятия решений при компоновке редуктора и конструировании его деталей.
Спроектированы и проведены необходимые расчеты для червячного редуктора цепной передачи муфты и приводного вала выбран электродвигатель.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
[1] Буламже А. В. Палочкина М. В. Часовников Л. Д. Методические указания по расчету зубчатых передач и червячных передач по курсу «Детали машин». – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана 2005. 48 с.
[2] Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование. М.: Высшая школа 1990. 399 с.
[3] Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа 1985. 416 с.
[4] Витушкина Е. А. «Смазочные материалы». Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по курсу «Детали машин». – Калуга: КФМГТУ им. Н. Э. Баумана 2005. 10.
[5] Ряховский О. А. Леликов О. П. Атлас конструкций узлов и деталей машин. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана 2009. 400с.
[6] Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Издательский центр «Академия» 2004. 400.
[7] Палочкин С. В. Хейло С. В. Щеглюк Ю. Н. Методические указания к расчету передач с гибкой связью. – М.: МГТУ им. А. Н. Косыгина 2010. 28с.
[8] Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высш. шк. 2010. 408 с.
Проектный расчет червячного редуктора
Т2 = 91553 Н·м – крутящий момент на тихоходном валу
n1 = 57803 обмин – частота вращения быстроходного вала
n2 = 1835 обмин – частота вращения тихоходного вала
Lh = 6000 ч –расчетный ресурс
II вариант термообработки
Степень точности по ГОСТ 1643-81: 7-С
Типовой режим нагружения: I.
Мощность необходимая для вращения вала червячного колеса:
Выбор электродвигателя:
Оптимальный вариант электродвигателя из ряда возможных выбирают на основе сравнения соответствующих каждому электродвигателю соответствующих параметров червячной пары.
Определение передаточное число редуктора:
Определяем ожидаемое значение скорости скольжения:
Выбираем материал червячной пары:
Для колеса принимаем материал Бр.0НФ10 1-1 и изготовление отливки центробежным литьем
Суммарное число циклов перемены напряжений:
Определяем эквивалентные числа:
Определяем допускаемые напряжения по группе материала:
Определяем предельные допускаемые напряжения по группе материала:
По таблице выбираем число заходов червяка:
Определяем количество зубьев колеса:
Определяем ориентировочное значение коэффициента нагрузки:
Находим ориентировочное значение межосевого расстояния:
Определяем осевой модуль:
Определяем коэффициент диаметра червяка:
Из конструктивных соображений принимаем
Определяем коэффициент смещения:
определяем углы подъема витка червяка:
Определяем коэффициенты:
Скоростной коэффициент:
Коэффициент нагрузки:
Определяем скорость скольжения в зацеплении:
Определим допускаемое и расчетное напряжения:
Расчетное напряжение получилось меньше допустимого на 679% следовательно проверим возможность уменьшения размеров передачи для этого принимаем принимаем
Определяем коэффициент полезного действия:
Уточняем значение мощности на валу червяка:
Определяем силы в зацеплении червячной передачи:
Окружная сила на колесе и осевая сила на червяке:
Окружная сила на червяке и осевая сила на колесе:
Определим напряжения изгиба в зубьях червячного колеса:
Геометрические размеры червячной передачи:
Делительный диаметр:
Диаметр вершин витков:
Диаметр впадин витков:
Длинна нарезанной части витка:
Диаметр делительной и начальной окружности:
Диаметр вершин зубьев:
Диаметр впадин зубьев:
Наибольший диаметр:
Проверочный расчет наиболее нагруженного вала редуктора на усталостную прочность и жесткость
Рассчитать выходной вал цилиндрического зубчатого редуктора на котором установлена комбинированная муфта на прочность с учетом того что коэффициент перегрузки при расчете на статическую прочность . Материал вала – Сталь 45: временное сопротивление предел текучести предел текучести при кручении предел выносливости при изгибе предел выносливости при кручении коэффициент чувствительности к асимметрии цикла нагружения . Воспользуемся данными полученными в пункте 4.6.1.
Рисунок 3 – Силы и реакции на тихоходном валу
Наиболее нагруженным валом в данном редукторе является тихоходный вал следовательно расчет на усталостную прочность и жесткость будем вести по нему.
Расчет тихоходного вала
Вал изготовлен без поверхностного упрочнения:
Реакции опор посчитаны и приведены в расчете подшипников. Все силы и реакции показаны на рисунке 3.
Схема тихоходного вала
Определим силовые факторы для опасных сечений:
- в плоскости YOZ слева от сечения
- в плоскости YOZ справа от сечения
Суммарный изгибающий момент:
Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала:
Расчет вала на статическую прочность:
Вычислим нормальные и касательные напряжения а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в каждом из опасных сечений вала.
Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) и напряжения кручения :
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:
Напряжение кручения:
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен в данном случае частному коэффициенту запаса прочности по касательному напряжению.
Статическая прочность вала обеспечена: во всех опасных сечениях запас прочности .
Расчет вала на сопротивление усталости:
Вычислим значение общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен коэффициенту запаса по касательному напряжению:
Сопротивление усталости вала обеспечено: во всех опасных сечениях
Сопротивление усталости вала обеспечено.
Расчет ременной передачи
Расчёт ременной передачи [7].
- вращающий момент на валу ведущего (малого) шкива;
- частота вращения ведущего шкива;
- передаточное число ременной передачи;
Характер нагрузки – переменная;
Режим работы – трехсменный;
Натяжение ремня – периодическое;
Межосевое расстояние – определить из условия компактности передачи.
Определяем мощность на ведущем валу передачи .
При известных значениях и выбираем сечение ремня А(А).
Рассчитываем предварительное значение расчётного диаметра малого шкива
где коэффициент С = 40 для ремней нормального сечения.
Полученное значение диаметра округляем до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 и окончательно принимаем:d1 = 140мм . При этом вы-бранное значение d1 удовлетворяет условию
d1 = 140мм ≥ dmin = 90мм
где dmin - минимальное допускаемое значение диметра шкивов для выбранного сечения ремня
Вычисляем расчётный диаметр большого шкива.
Полученное значение также округляем до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 и окончательно принимаем d2 = 250мм .
Определяем фактическое значение передаточного отношения
и проверяем требуемую точность рассчитанной величины
Предварительное значение межосевого расстояния клиноремённой передачи назначаем из условия компактности конструкции передачи При этом требуемые неравенства выполняютсягде
Здесь amin - минимальное и amax - максимальное допускаемые значения межосевого расстояния.
Вычисляем расчётную длину ремня по нейтральному слою
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 и окончательно принимаем LP = 1250мм .
Уточняем межосевое расстояние
Вычисляем угол обхвата ремнём малого шкива
Определяем скорость ремня
Для расчёта мощности P передаваемой одним ремнем передачи при заданных условиях эксплуатации предварительно определяем значения пара-метров
Величину допускаемой приведённой мощности Р0 передаваемой одним ремнем в условиях типовой передачи при выбранном сечении ремня А(А). При известных значениях диаметра малого шкива d1 = 140мм и скорости ремня V = 597 мс получаем Р0 =259 кВт.
Вычисляем коэффициент Cα влияния угла обхвата ремнём малого шкива
где e = 272 – основание натурального логарифма.
Рассчитываем коэффициент CL влияния длины ремня
где для выбранного сечения ремня А(А) значение принимаем L0 = 1700 мм
Коэффициент Ci влияния передаточного отношения назначаем в соответ-ствии с рекомендациями. При iФ = 375 принимаем Ci =114.
Коэффициент CP влияния характера нагрузки и режима работы передачи берем для случая переменной нагрузки с умеренными колебаниями и трёхсменном режиме работы имеем CP = 15 .
Рассчитываем значение мощности P
Рассчитываем ориентировочное число клиновых ремней в комплекте передачи
предварительно задавшись значением коэффициента учитывающего неравномерность распределения нагрузки между ремнями CZ = 09.
Окончательное количество ремней в передаче определяем уточнив величину CZ = 095 при z= 2
Полученный результат округляем до ближайшего большего целого числа z=3[z]=10
где z - допускаемое число ремней в передаче.
Определяем силу натяжения ремня от действия центробежных сил в передаче
где значение q = 01кг м выбрано для сечения ремня А(А).
Окружную силу Ft и тяговый фактор m рассчитываем по формулам: где - приведенный коэффициент
трения между ремнем и шкивами; - угол
соответствующий части дуги обхвата на которой происходит упругое скольжение ремня на шкивах.
Вычисляем силы натяжения рабочей и холостой вервей передачи при известных значениях FV Ft и m
Определяем силу предварительного натяжения ремней в передаче
Рассчитываем силу действующую на вал при работе передачи
Находим ресурс наработки ремней
где Lhср = 2000час - средний ресурс ремней в эксплуатации при умеренных колебаниях; КР = 1 - коэффициент режима работы при переменной нагрузке с умеренными колебаниями; KТ = 1 - коэффициент климатических условий эксплуатации для центральных и южных регионов.
В заключение проводим дополнительный проверочный
расчёт ремней на долговечность путём ограничения частоты nП пробегов ремня на шкивах
где [nП ] - допускаемое значение величины nП для клиновых ремней