Привод общего назначения - детали машин

ОВЩЕГО ВИДА ПРИВОД.cdw

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ БОЛТОВ
КРЕПЛЕНИЯ РАМЫ К ФУНДАМЕНТУ
КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА К РАМЕ
Технтческие тревования:
осуществляют согласно нормативно-
техническоц документации.
Электродвиготель серии 4A160S2Y3
Крутящий момент T = 48 Н*м
Число оборотов n = 3000 мин
Передаточное число u = 5
КР ДМ 22.239.00.00.00 ВО
БГТУ им. В.Г. Шухова

рама.cdw

Сварные соединения 2 класса по СТБ 1016-96.
Уровень качества С по СТБ ЕН 25817-2001.
Сварные швы по ГОСТ 14771-76 Т1-
*Размеры для справок.
Точность СК Р3 ГОСТ 30021-93.
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ БОЛТОВ
КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА К РАМЕ
КРЕПЛЕНИЯ РАМЫ К ФУНДАМЕНТУ
КП ДМ 22.239.02.00.00 СБ
БГТУ им. В.Г. Шухова

КР(ДМиОК).docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В. Г. ШУХОВА»
Кафедра: "Технологические комплексы машины и механизмы
Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования» на тему: «Привод общего назначения»
доц. канд. техн. наук
Техническое задание3
Кинематический и энергетический расчет привода. Выбор электродвигателя и стандартного редуктора.5
Расчет открытой передачи.9
1. Расчет геометрических и силовых параметров передачи.9
2. Конструирование деталей открытой передачи.12
Подбор и расчет муфты.13
Проверочный расчет шпоночных соединений15
Проектирование опорной конструкции привода17
Описание системы сборки смазки и регулировки узлов привода.20
Список использованной литературы.24
Техническое задание
Клиноременная передача
Редуктор прямозубый цилиндрический
Мощность: N = 84 кВт; частота вращения: n = 45 мин-1; расчетный срок службы передачи: Т = 10000 ч передача нереверсивная.
Целью данной курсовой работы является привод общего назначения.
Привод предназначено для приведения в действие машин и механизмов (или их частей). Является тем что выполняет работу по превращению одного типа энергии в другой и передаёт эту энергию исполнительному механизму.
Привод состоит из редуктора прямозубого цилиндрического 3 где на валу 2 закреплено который включает в себя электродвигатель 1 клиноременную передачу 2 и муфту 4.
При двигатель работает ремень передает энергию к редуктору и наконец вал приводной с муфтой чтобы дать передачу крутящего момента без изменения его модуля и направления.
Кинематический и энергетический расчет привода. Выбор электродвигателя и стандартного редуктора.
По мощности на выходном валу определяем расчетную мощность электродвигателя:
где - КПД привода равный произведению частных КПД:
Здесь КПД отдельных звеньев кинематической цепи ориентировочные значения которых без учета потерь в подшипниках приведены ниже:
Ступень зубчатого редуктора цилиндрического закрытого
Клиноременная передача
Муфта компенсирующая
Подшипники качения (одна пара)
Принимаем (КПД зубчатого редуктора цилиндрического закрытого) (КПД ременной передачи) (КПД муфты компенсирующей) (КПД подшипников качения).
Разбивка общего передаточного числа по ступеням привода выполняется по условию:
Здесь передаточные числа отдельных передач привода средние их значения приведены ниже:
Зубчатая цилиндрическая
Принимаем (передаточное число цилиндрического одноступенчатого редуктора закрытого) (передаточное число ременной передачи).
Определяем необходимую частоту вала электродвигателя:
Основные технические данные асинхронного двигателя серии 4А по ГОСТ 19523-81 закрытого обдуваемого исполнения
Габаритные установочные и присоединительные размеры электродвигателя серии 4А исполнение закрытое обдуваемое (М100) по ГОСТ 19523-81
Уточняем общее передаточное отношение привода:
Определяем мощность (N) число оборотов (n) и крутящий момент (Т) на каждом валу привода:
Технические характеристики валов привода
Частота вращения мин-1
Крутящий момент Т Н м
Из таблицы выбираем типоразмер редуктора.
Допускаемые нагрузки на цилиндрических одноступенчатых горизонтальных редукторов типа ЦУ
вращающий момент на выходном валу
Номинальная радиальная сила Н
Выбираем размеры редуктора.
Габаритные и присоединительные размеры цилиндрических одноступенчатых горизонтальных редукторов типа ЦУ
Типоразмер редуктора
Объем заливаемого масла л
Расчет открытой передачи.
1. Расчет геометрических и силовых параметров передачи.
Крутящий момент на быстроходном валу:
При данном моменте по таблице принимаем сечение ремня "Б" с размерами.
Диаметр меньшего шкива в соответствии с рекомендациями т. е. .
Диаметр большего шкива (мм):
Здесь u - передаточное число; = 002 - коэффициент скольжения прорезиненного ремня.
Стандартный диаметр по ГОСТ 17383-73:
При выбранных диаметрах и определяем окончательное передаточное число ременной передачи:
Фактическое передаточное число отличается от заданного на 05% что допустимо при данном расчете.
Скорость ремня v (мс):
где dp1 - расчетный диаметр меньшего шкива n1 - частота вращения меньшего шкива.
Частота вращения ведомого вала :
Межосевое расстояние согласно компоновке:
Длина ремня L(мм) при выбранном межосевом расстоянии:
Стандартная длина ремня ГОСТ 1284.1-89 [1 с.26]: L =2240 мм.
По окончательно принятой длине ремня пересчитываем межосевое расстояние:
Минимальное межосевое расстояние для удобства монтажа и снятия ремней:
Максимальное межосевое расстояние для создания натяжения и подтягивания ремня при вытяжке:
Угол обхвата на меньшем шкиве:
Исходная длина ремня: L = 2240 мм.
Относительная длина ремня:
Коэффициент CL учитывающий влияние длины ремня на его долговечность:
Исходная мощность при dp1 = 125 мм и v = 49 мс:
Коэффициент Cα учитывающий влияние угла обхвата:
Поправка ΔТu на передаточное число к моменту на быстроходном валу:
Поправка на мощность:
Коэффициент режима работы Ср при указанной нагрузке :
Допускаемая мощность на один ремень:
Расчетное число клиновых ремней в передаче:
С учетом неравномерности распределения нагрузки между ремнями действительное число ремней в передаче:
где - коэффициент числа ремней.
2. Конструирование деталей открытой передачи.
Сила начального натяжения одного клинового ремня (Н):
где v - скорость ремня мс; коэффициент угла обхвата; коэффициент режима работы; число ремней; масса одного погонного метра ремня ( =018 кгм).
Усилие действующее на валы клиноременной передачи:
Здесь угол обхвата на меньшем шкиве.
Размеры обода шкивов клиноременных передач
Расчетные диаметры окружностей проходящих
через центр тяжести сечения ремня мм
Наружный диаметр шкивов:
Ширина обода шкивов:
Диаметр ступицы шкивов (45 мм; 55 мм):
Подбор и расчет муфты.
Чтобы осуществить связь цилиндрического редуктора с машинами необходима муфта. Основное назначение муфт - передача крутящего момента от одного вала на другой. Муфты выполняют одновременно и ряд других функций: компенсируют в определенных пределах погрешности монтажа валов; позволяют соединять или разъединять валы; предохраняют рабочую машину от перегрузки уменьшают толчки и вибрации в процессе работы.
Муфты представляют собой автономные сборочные единицы (узлы) присоединяемые к валам машин по цилиндрическим или коническим посадочным поверхностям. Передача крутящего момента в муфтах осуществляется с помощью механической связи между деталями муфты (глухие зубчатые втулочно-пальцевые кулачковые шарнирные и т. д.).
Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) по ГОСТ21424-75 отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя. Муфта является электроизолирующей. Упругие элементы смягчают удары и вибрации компенсируют небольшие погрешности монтажа и деформации валов. Окружная скорость ограничена (30 мс). Нагрузочная способность муфты ограничена стойкостью резиновых элементов.
Эксплуатационной характеристикой муфт является передаваемый крутящий момент Т и диаметр вала d на который насаживается муфта. Конкретный типоразмер муфты выбирается в зависимости от условий эксплуатации по таблицам согласно зависимости:
где - расчетный крутящий момент; - коэффициент запаса выбираемый в зависимости от вида привода - номинальный крутящий момент на валу.
Размеры муфты берём из таблиц.
Для проверки на прочность рассчитываем пальцы на изгиб:
где расчетный крутящий момент муфты; 66 мм - длина пальцев; 30 мм - диаметр пальца; z - число пальцев; диаметр расположения пальцев; С = 0013.
Проверим упругие элементы на смятие:
Радиальная сила действующая на вал:
Материал полумуфт - серый чугун СЧ20 материал пальцев - сталь 45. Упругие элементы изготовляют из резины с > 8 МПа.
Проверочный расчет шпоночных соединений
Шпоночные соединения служат в основном для закрепления деталей на валах с помощью шпонок устанавливаемых в пазах вала и ступицы.
Для передачи вращательного движения чаще всего используют призматические и сегментные шпонки. Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение; концы скругленные или плоские.
Выполним проверочный расчет шпонки:
Допускаемые напряжения на смятие принимают равными [ ] = 80 150 МПа.
Напряжение смятия от крутящего момента:
Надежная работа шпонок обеспечена т. к. напряжение смятия меньше допускаемого напряжения смятия [ ].
Материал шпонок - чистотянутая сталь 45 с > 600 МПа (ГОСТ 23360-78).
Проектирование опорной конструкции привода
Плиты и рамы являются опорными конструкциями и служат для связи в единое целое отдельных узлов машины или ее отдельных механизмов в рассматриваемом случае - узлов привода. Они воспринимают и передают на фундамент действующие на машину нагрузки и обеспечивают правильность расположения узлов в процессе эксплуатации. Литая опорная конструкция называется плитой а сварная - рамой.
Кроме прочности опорные конструкции должны обладать жесткостью так как последняя определяет виброустойчивость машины.
Плиты отливают из серого чугуна марок СЧ10 или СЧ15 реже - из стали. Форма и габаритные размеры плит определяются общей компоновкой привода.
В данном случае экономически выгоднее применять рамы сваренные из элементов сортового проката: швеллеров уголков полос листов.
Для данного случая контур рамы в плане целесообразен прямоугольный. Определим длину и ширину рамы:
Высоту рамы назначают из условий достаточной жесткости на основе практики проектирования аналогичных конструкций:
Найденные габаритные размеры L B H округляют до нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.
Минимальную толщину наружных стенок определяем исходя из технологических возможностей и приведенного габарита N:
B - ширина или средняя ширина плиты; при этом > 7 мм.
Толщину внутренних стенок перегородок и ребер с наружными стенками назначают на 15 20% меньше толщины наружных стенок. Высота ребер должна быть не более пятикратной их толщины.
Размеры опорных платиков редуктора и двигателя принимают несколько большими опорных поверхностей присоединяемых узлов на величину k =11 по всему контуру.
Размер b принимают 8 10 мм. Наименьшую высоту платиков h выбирают в зависимости от габаритов плиты:
Резьбовые гнезда в платиках для крепления узлов рекомендуется выполнять сквозными глубиной 2 25 диаметра болта d что иногда требует местного утолщения платика приливом с внутренней стороны плиты. Опорную поверхность рамы (подошву) для крепления ее к фундаменту выполняют в виде фланца по периметру шириной b = (35 5)· и толщиной t = (15 2)· :
Рекомендуется чтобы подошва не прерывалась по всему периметру рамы.
Во фланце предусматривают отверстия под фундаментные болты. При большом периметре рамы ширину фланца уменьшают а для фундаментных болтов предусматривают пустотелые бобышки. Бобышки делают по возможности высокими (25 35)·d что способствует более равномерному распределению сил затяжки по подошве рамы.
Подошву рамы прострагивают грубо поверхности платиков обрабатывают более чисто и точно до 63 32; не параллельность плоскостей обычно составляет 01 015 мм.
В связи с тем что поверхность профилей проката и листов достаточно ровная и чистая при одинаковой высоте уровней можно применять рамы без опорных платиков. Но в данном проекте это не приемлемо.
Точная установка агрегатов по высоте обеспечивается металлическими прокладками. При небольшой разности уровне h на раму наваривают листы требуемой толщины или опорные платики. При большем значении h раму наращивают швеллерами поставленными на полу или положенными на стенку.
Рамы сваренные из профильного проката имеют достаточную жесткость поэтому надобность в специальных ребрах жесткости обычно отпадает. При необходимости жесткость рамы повышают с помощью дополнительных диагонально расположенных балок чаще всего из уголков.
Для удобства монтажа демонтажа и осмотра узлов прокатные профили составляющие раму устанавливают полками наружу. После сварки и до механической обработки раму рекомендуется отжечь. В случае механической обработки поверхности платиков строгают сверлят и при необходимости нарезают отверстия под крепеж. Рамы нужно конструировать так чтобы при обработке режущие кромки инструмента не попадали на сварные швы.
Для более равномерного распределения усилий затяжки по подошве рамы фундаментные болты желательно пропускать через обе полки швеллера но при этом выступающие части болтов с гайками могут мешать установке узлов привода.
Для увеличения жесткости полки связывают ребрами трубами уголками.
Если узлы привода не позволяют пропустить болты через раму она крепится к фундаменту за полки. Уклон полок выравнивают привариванием косых шайб или высоких бонок. При использовании косых шайб по бокам отверстий под фундаментные болты желательно вварить ребра жесткости на расстоянии допускающим работу ключом.
Косые шайбы ставят также при креплении узлов к раме. Диаметры и число фундаментных болтов выбирают в зависимости от длины или развернутой длины опорной конструкции.
Описание системы сборки смазки и регулировки узлов привода.
Закрытые зубчатые передачи при окружной скорости v 12 15 мс обычно смазывают окунанием в жидкую масляную ванну.
Количество жидкой смазки выбирают из расчета 035 07 л на 1 кВт передаваемой мощности. Количество смазки определяется также сечением внутренней полости корпуса редуктора и глубиной масляной ванны. Желательно предусмотреть расстояние между наибольшим колесом и днищем корпуса не менее (5 10) что дает возможность осаждаться продуктами износа. Для смазки закрытых передач набивкой применяются консистентные смазки содержащие мыла. Температура каплепадения такой смазки должна быть не ниже 75 C.
Подшипники находящиеся в корпусе редуктора при необходимости смазывания их жидкой смазкой смазываются обычно разбрызгиванием масла находящегося в корпусе редуктора.
Долговечность подшипниковых узлов в значительной степени зависит от правильного выбора сорта и системы подачи смазки. Правильно выбранная смазка уменьшает износ сепаратора и тел качения снижает потери на трение а также отводит тепло предупреждает коррозию уменьшает шум при работе подшипника.
При выборе смазки для подшипникового узла в первую очередь необходимо исходить из окружной скорости вращающегося кольца подшипника а также следует учитывать температурный режим узла состояние окружающей среды (влажность загрязненность).
Жидкие смазочные масла имеют следующие преимущества перед консистентными смазками: значительно меньший коэффициент внутреннего трения; большая стабильность свойств так как они в меньшей степени окисляются и затвердевают; не меняют резко свою вязкость; возможность использования при высоких числах оборотов и значительных перепадах рабочих температур; отсутствие в необходимости разборки подшипникового узла при полной смене смазки.
Для выбора вязкости смазки служит номограмма. При d = 90 мм и n = 750 мин-1 минимальная вязкость равна 27 cСт. Следовательно по ГОСТ 20799-88 можно определить наименование и марку масла: масло - индустриальное тип - И-30А.
В зубчатых редукторах в случае смазки колес окунанием окружной скорости колес v = 3 16 мс подшипники смазываются разбрызгиванием смазкой находящейся в корпусе редуктора которая выбрана по условиям работы зацепления. Следует иметь в виду что избыток смазки как и ее недостаток одинаково вредны. Для облегчения проникновения масла в подшипник его полость обычно оставляется открытой внутрь корпуса редуктора. При достаточной или избыточной подаче масла для улучшения ее циркуляции делают дренажные канавки.
Если подшипник нужно защитить от избытка масла или от попадания в него продуктов износа зубьев устанавливают маслозащитные шайбы. Наиболее необходимо применение маслозащитных шайб у подшипника который находится на опоре у конца вала выходящего из корпуса редуктора. В этом случае при отсутствии шайбы масло не только забивает подшипник но и может нарушить работу уплотнения. В случае недостаточной подачи смазки а также подачи ее в труднодоступные места делают специальные маслопроводящие канавки располагаемые наиболее часто по разъему редуктора. В канавки масло стекает по верхней части корпуса. Редуктор должен быть установлен строго горизонтально или с небольшим наклоном в сторону стока масла.
В часто запускаемых и останавливаемых приводах перед подшипником устанавливается порог обеспечивающий наличие смазки в подшипнике при запуске привода.
Стандартный редуктор распаковывается в него заливается масло и обкатывают около 8 часов затем масло сливается и заливается новое. Теперь редуктор готов к эксплуатации. На платики рамы крепится электродвигатель а затем подготовленный редуктор. На вал электродвигателя насаживается ведущий шкив на быстроходный вал редуктора - ведомый шкив. С помощью салазок регулируем межосевое расстояние для того чтобы свободно одеть ремни на шкивы; затем с помощью этих же салазок регулируем натяжение в ременной передаче.
На (ведомый вал) тихоходный вал редуктора насаживается полумуфта 1; полумуфта 2 насаживается на вал планетарного смесителя затем полумуфты стягивают между собой пальцами.
После проведения данной последовательности операций привод пригоден к эксплуатации.
В данной курсовой работе был спроектирован привод общего назначения. Работоспособность привода гарантируется при выполнении правильной сборки смазки и регулировки и соблюдении правил эксплуатации.
Гарантами эксплуатации и надежности работы узлов привода в течение заданного срока являются выполнение соответствующих расчетов. Важным является тот факт что при проектировании учитывался критерий экономичности низкой металлоемкости а следовательно общий вес и стоимость снижается.
Привод спроектирован таким образом что в нем использовано максимальное количество стандартных изделий. Конструкция привода позволяет легко заменять износившиеся части привода такие как упругие элементы муфты ремни клиноременные. Достоинством является и компактность небольшие габариты привода однако допустимы трудности с перегревом редуктора и его дополнительного охлаждения.
Список использованной литературы.
Киркач Н. Ф. Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. - Х.: Основа 1991.
Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа 1985.
Кузьмин А. В. Чернин И.М. Козинцов Б.С. Расчеты деталей машин. - Мн.: Высшая школа 1986.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя Т1. - М.: Машиностроение 1992.
Катаев Е. Ф. Детали машин. - Б.: Изд-во БелГТАСМ 1999.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя Т2. - М.: Машиностроение 1992.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя Т3. - М.: Машиностроение 1992.
Колесников С. Л. Детали машин и основы конструирования. Лекционный курс [Электронный ресурс]: учебн. пособиеС. Л. Колесников. – Белгород: Изд-во БГТУ 2015.-150с.
Методические указания по подготовке и оформлению курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» Сост.: С. Л. Колесников Г.Р. Варданян [Электронный ресурс]:- Белгород: Изд-во БГТУ им В. Г. Шухова 2013.-81 с.
Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ сост.: А. В. Шаталов С. Л. Колесников.- Белгород: Изд-во БГТУ 2016.-33 с.

вал.cdw

колесо зубчатое на выходном валу.cdw

Сердцевина 200 220 HB
Неуказаные радиусы закруглений -3 мм.
Точность зубчатого колеса в соответствии с ГОСТ 1643-81
Нормальный исходный конткр
Степень точности по ГОСТ1643-81
Дл.общ.норм.на 8 зуб.
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
КП ДМ 22.239.00.00.00
БГТУ им. В.Г. Шухова

редуктор.cdw

БГТУ им. В.Г. Шухова
КП ДМ 22.239.01.00.00
Б - входной вал; Т - выходной вал