Привод цепного конвейера с цилиндрическо-червячным редуктором и цепной передачей

3 лист.cdw

Корпус ШМ 120 ГОСТ 13218.1-67
Звездочка тяговая ГОСТ 592-68
предохранительная 10 ГОСТ 15622-70
Настраиваемая на момент
Вновь разрабатываемые изделия
регулируется пружина
Давление на трущихся
Кол-во витков пружины
полном сжатии витков
Высота свободной пружины

2 лист.cdw

Скорость движения цепи
Частота вращения дв.
Кол-во зубьев колеса
Кол-во зубьев шестерни
Момент на прив. валу
Коэф.диаметра червяка
План размещения отверстий
под фундаментные болты
Осевое смещение валов до +- 3мм.
Радиальное смещение валов до 0.2 мм.
Перекос валов до 0.6 мм 100 мм.
Электродвигатель 4А132S41455
исполнение IM 1081 ГОСТ 19523-81
изогнутым концом М20Х250
Корпус ШМ 120 ГОСТ 13218.1-67
Звездочка тяговая ГОСТ 592-68
предохранительная 10 ГОСТ 15622-70
Муфта соединительная ГОСТ 977-75
Вновь разрабатываемые изделия
Техническая характеристика

Курсовой ДМ.doc

Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ижевский государственный технический университет
Кафедра “Техническая Механика”
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по курсу “Детали машин”
Задание № Т - 1 - 10
Руководитель проекта: Юрченко С.А.
Задание к курсовому проекту.
Кинематический расчет и составление кинематической схемы ..1 стр.
Выбор электродвигателя ..2 стр.
1.Определение передаточных чисел привода 2-3 стр.
Расчет зубчатой передачи .3 стр.
1. Выбор твердости термической обработки и материала
шестерни и колеса .3 стр.
2. Допустимые напряжения 4 стр.
3. Расчет цилиндрической зубчатой передачи ..4 стр.
3.1. Межосевое расстояние 4-5 стр.
3.2. Предварительные основные размеры колеса .5 стр.
3.3. Модуль передачи 5 стр.
3.4. Суммарное число и угол наклона зубьев 5 стр.
3.5. Число зубьев шестерни и колеса .5 стр.
3.6. Фактическое передаточное число 5 стр.
3.7. Окончательное значение размеров колес 6 стр.
3.8. Размеры заготовок колес ..6 стр.
3.9. Силы в зацеплении 6 стр.
3.10. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба..6 стр.
3.11. Проверка зубьев по контактным напряжениям .7 стр.
4. Расчет червячной передачи 7 стр.
4.1. Определение скорости 7 стр.
4.2. Выбор материала колеса и червяка 7 стр.
4.3. Расчетные допускаемые контактные напряжения 7 стр.
4.4. Межосевое расстояние 7 стр.
4.5. Основные параметры передачи ..7 стр.
4.6. Размеры червяка и колеса 8 стр.
4.7. Длина нарезанной части червяка и ширина венца 8 стр.
4.8. Проверочный расчет передачи на прочность 8 стр.
4.9. КПД передачи ..8 стр.
4.10. Силы в зацеплении 8 стр.
4.11. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба..9 стр.
4.12. Тепловой расчет 9 стр.
Разработка эскизного проекта .9 стр.
1. Расстояние между деталями передачи 10 стр.
Определение реакций в опорах валов 10 стр.
1. Быстроходный вал 10-11 стр.
1.1. Расчет подшипников для быстроходного вала..11-12 стр.
2. Промежуточный вал 12-13 стр.
2.1. Расчет подшипников для промежуточного вала 13 стр.
3. Тихоходный вал 14-15 стр.
3.1. Расчет подшипников для тихоходного вала 15 стр.
Расчет шпоночных соединений .15 стр.
1. Тихоходный вал .15-16 стр.
2. Промежуточный вал 16 стр.
3. Быстроходный вал ..16 стр.
Расчет шлицевых соединений 17 стр.
Эпюры моментов ..17 стр.
1. Для быстроходного вала 17 стр.
2. Для промежуточного вала 18 стр.
3. Для тихоходного вала 18 стр.
Расчет на выносливость и жесткость .. .19 стр.
1. Быстроходный вал ..19 стр.
2. Промежуточный вал 20 стр.
3. Тихоходный вал ..21 стр.
Расчет упругой муфты . .22 стр.
Расчет предохранительной муфты 23 стр.
1. Расчет пружины 23-24 стр.
Расчет цепной передачи .24 стр.
Развитие современной науки неразрывно связанно с изучением новых машин повышающих производительность труда людей а также обеспечивающих средства исследования законов природы и жизни человека.
Целью создания машины является увеличение производительности и облегчения физического труда человека путем замены человека машиной.
В некоторых случаях машина может заменить человека не только в его физическом но и в умственном труде. В некоторых случаях процессы преобразования энергии материалов и информации выполнение машиной происходят без непосредственного участия человека. Такие машины получили название машин-автоматов. Автоматом называют самоуправляемую рабочую машину которая при осуществлении технического процесса самостоятельно производит все рабочие и холостые ходы рабочего цикла и нуждается лишь в настройке и наладке.
Рационально спроектированная машина должна удовлетворять социальным требованиям – безопасности обслуживания и создания наилучших условий для обслуживающего персонала а также эксплуатационным экономическим технологическим и производственным требованиям. Эти требования представляют собой сложный комплекс задач которые должны быть решены в процессе проектирования навой машины.
Решение этих задач на начальной стадии проектирования состоит в выполнении анализа и синтеза проектируемой машины кинематическом расчете расчете зубчатой передачи конструирование шкивов и натяжных устройств цепных передач муфт рам креплений.
Окружная сила на звездочке конвейера Ft=18000 кН
Скорость движения цепи Vраб=03 мс
Шаг тяговых звездочек Рзв=100 мм
Наибольшее расстояние между внешними
поверхностями деталей передач L=400 мм
Глава 1. Кинематические расчеты.
Принимаем кинематическую схему исходя из заданной структуры механизма.
1.Выбор электродвигателя.
Для выбора электродвигателя определяем его мощность и частоту вращения:
Определяем потребляемую мощность:
Где: hобщ=h1h2h3h4 - КПД звеньев кинематической цепи
Зубчатая цилиндрическая (с опорами закрытая) h1=097
Муфта соединительная и предохранительная h2=096
В подшипниках h3=099
Червячная h4=08 (таб. 11 [1]).
Частота вращения приводного вала:
Приближенное значение диаметра звездочки:
Частота вращения электродвигателя:
nэ=nвu1u2=164*20*4=1312 (обмин)
Где: u1=20 u2=4 – средние значения передаточных чисел тихоходной и быстроходной передач.(таб. 12 [1])
Определяем марку электродвигателя:
А132S41455 Р=7.5 кВт n=1455 обмин. исполнение IM 1081
2.Определение передаточных чисел привода.
Определяем общее передаточное число:
Передаточное число редуктора:
По формуле из таб. 1.3 [1] определяем передаточные числа быстроходной и тихоходной передач:
Определение вращающих моментов на валах привода:
Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени:
Частота вращения вала колеса быстроходной ступени:
Частота вращения вала колеса тихоходной ступени:
Момент на приводном валу:
Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:
Вращающий момент на промежуточном валу редуктора:
вращающий момент на входном валу редуктора:
где: h4=097 – КПД зубчатой передачи быстроходной ступени.
По заданным коэффициентам L0 Kc и Кг определим время работы
редуктора и коэффициент нагрузки:
t = L0·365· Кг·24· Kc= 5·365·0.8·24·0.61 = 21024 часа
Расчет зубчатой передачи.
1.Выбор твердости термической обработки и материала шестерни и колес.
Термическая обработка
Улучшение и закалка ТВЧ
2.Допустимые напряжения.
Закалка ТВЧ по контуру зубьев
Расчет передачи по допустимым напряжениям.
[s]Н1=14 HRC +170=14*50+170=870 МПа
[s]Н2=18*HB+67=1.8*250+67=517 МПа
[s]Н=0.45*([s]Н1+[s]Н2)=0.45*(870+517)=624 МПа
[s]F2=1.03*HB=1.03*250=258 МПа
3. Расчет цилиндрической зубчатой передачи.
3.1. Межосевое расстояние (мм).
=4950 u=2.5 x=0.72 KHB=1.056 KНД=0986
Коэффициент концентрации при расчёте прирабатываемых передач находится по формуле:
x – коэффициент режима
– начальный коэффициент концентрации
=12 для (при симметричном расположении)
Принимаем межосевое расстояние равным 140 мм.
3.2. Предварительные основные размеры колеса.
3.3. Модуль передачи (мм).
принимаем по (таб. 2.6 [1])
b2=0.056м. d2=0.2м.
Принимаем модуль быстроходной передачи равным 3 мм.
3.4. Суммарное число и угол наклона зубьев.
3.5. Число зубьев шестерни и колеса.
3.6. Фактическое передаточное число.
3.7. Окончательное значение размеров колес.
делительные диаметры колес (мм):
диаметры вершин колес (мм):
диаметры впадин колес (мм):
3.8. Размер заготовок колес (мм).
3.9. Силы в зацеплении.
3.10. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.
=1 =1028 =158 =35 900 =0007 =46 V=6 X=0.72
3.11. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
KH=2.7*105 KHa=1.1 KHB=1.056 KHV=1.04
4. Расчет червячной передачи.
4.1. Определение скорости.
4.2. Выбор материала колеса и червяка.
Материал червяка: Сталь 40ХН. Обработка: улучшение + закалка ТВЧ + шлифование.
Твердость сердцевины 269-302 HB
Твердость поверхности 48-53 HRC
Материал колеса: Безоловянная бронза БРАЖ10 – 4 – 4
4.3. Расчетное допускаемые контактные напряжения.
4.4. Межосевое расстояние (мм).
4.5. Основные параметры передачи.
Модуль передачи (мм.):
Коэффициент диаметра червяка:
Коэффициент смещения:
4.6. Размеры червяка и колеса.
4.7. Длина нарезанной части червяка и ширина венца:
4.8. Проверочный расчет передачи на прочность:
4.10. Силы в зацеплении.
4.11. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.
YF=1.65 KV=1.24 KB=0.999
4.12. Тепловой расчет.
Разработка эскизного проекта.
1.Диаметры валов (мм):
Для быстроходного вала:
Для промежуточного вала:
Для тихоходного вала:
Коэффициенты по (таб. 24.10 [1])
2.Расстояние между деталями передачи.
Зазор между корпусом и колесом:
Высота поддона редуктора:
Расстояние между торцами колес:
Определение реакций в опорах валов.
1. Быстроходный вал.
Ft=370 (Н)Fa1=24 (H)Fr1=137 (H)
В вертикальной плоскости:
SМу=0 относительно т.В
SМу=0 относительно т.А
В горизонтальной плоскости:
Суммарные радиальные реакции подшипников:
Подбор подшипников по динамической грузоподъемности.
Для быстроходного вала выбираем шарикоподшипники радиальные
Осевое составляющее реакции:
Определяем осевые нагрузки на подшипники:
Расчетная осевая сила для опоры А:
Расчетная осевая сила для опоры В:
Эквивалентная нагрузка наиболее нагруженного подшипника:
Динамическая грузоподъемность:
2. Промежуточный вал.
Ft2=2179(H)Fa2=14000(H)Fr2=5096(H) Ft3=900(H)Fa3=159(H)Fr3=333(H)T=90(H*м)
Для промежуточного вала принимаем роликоподшипники конические однорядные:
Определяем опорную реакцию в вертикальной плоскости:
В горизонтальной плоскости:
Суммарные радиальные реакции:
Определяем осевые составляющие:
Определяем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку:
Ft4=14000(H)Fa4=2179(H)Fr4=5096(H)
Для тихоходного вала принимаем роликоподшипники конические однорядные:
Определяем опорные реакции вала в вертикальной плоскости:
Определяем суммарные реакции:
Расчет шпоночных соединений.
dв=75 мм – крепление колеса.
Шпонка 20:12:100 ГОСТ 23 360-78
Для стальных шпонок [s]см=980*105 Па
Напряжение смятия на рабочей грани шпонки:
Напряжение среза шпонки:
dв=70 мм – крепление колеса.
Шпонка 20:12:80 ГОСТ 23 360-78
3. Быстроходный вал.
dв=50 мм – крепление колеса.
Шпонка 14:9:60 ГОСТ 23 360-78
Расчет шлицевых соединений
1. Для быстроходного вала
2. Для промежуточного вала:
3. Для тихоходного вала:
Расчет валов на выносливость и жесткость.
Расчет упругой муфты.
Т=37(Н*м); n=1455 обмин:
по справочнику выбираем:
d=40 (мм)D=160 (мм) L=113(мм) В=25 (мм)l1=60 l2=50
Расчет предохранительной муфты
Определение числа пар трения поверхностей.
Формула вычисления числа пар трения имеет следующий вид
Tкр – крутящий момент на который регулируется муфта;
[p] – допускаемое давление на трущихся поверхностях;
Dн и Dвн - наружный и внутренний диаметры кольца контакта дисков;
Dср – средний диаметр контакта дисков;
f – коэффициент трения покоя.
Dср = (Dн + Dвн)2 = 225.5 мм [p] = 0.8 МПа f = 0.1.
Принимаем ближайшее четное число то есть 26.
Так как число пар трения достаточно большое то уже на этом основании можно выбрать муфту многодисковую.
Для передачи заданного крутящего момента диски фрикционной предохранительной муфты должны сжиматься с силой
Примем материал пружины легированную сталь тогда [] = 750 МПа.
Принимаем d = 7 мм Определяем число рабочих витков пружины. На основании формулы имеем:
Высота пружины при полном сжатии витков:
Hз = (z1 – 0.5) ·d = (3 – 0.5) ·12 = 30 мм.
Теперь определим высоту свободной пружины:
Hо = Hз + z· (t - d) = 30 +3*(312-12) = 62 мм.
Расчет цепной передачи
Расчет основных геометрических параметров приводной звездочки.
Шаг цепи Рцк = 100 мм;
Ширина пластины h = 45 мм;
Расстояние между внутренними пластинами Ввн = 36 мм;
Диаметр втулки d1 = 25 мм;
Геометрическая характеристика зацепления λ = Рцк25 = 10025 = 4;
Шаг зубьев звездочки Рцк = 100 мм;
Число зубьев звездочки z = 11;
Диаметр делительной окружности dд =ts
Диаметр окружности выступов Dе = t*(0.5+ctg(180z))=390 мм;
Коэффициент высоты зуба k = (cosec 180z- kz) + z λ = 0.42:
Коэффициент числа зубьев kz = ctg(180z) = ctg(18011) = 3.41;
Диаметр окружности впадин D
Радиус впадин зубьев r = 0.5d1 = 12.5 мм;
Высота прямолинейной поверхности зуба от линии шага
h1=0.2·t·( λ – 1) = 60 мм;
Ширина основания зуба b = 0.9·Ввн = 0.9·36 = 32.4 мм;
Ширина вершины зуба b1 = 0.83b = 26.9 мм;
Диаметр венца Dc = dд – 1.25h = 298.75;
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд. перераб и доп. – М.: Высш. шк. 1985 – 416 с. ил.
Проектирование механических передач: учебное пособие для вузов С.А. Чернавский Г.А. Снесарев Б.Ц. Козинцев и др. - 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1984. – 560 с. ил.
Р.В. Коросташевский В.Н. Напышкин и др. Подшипники качения спрпавочник М.: Машиностроение 1984г. 278 стр
Детали машин: Атлас конструкций. Уч. пособие для машиностроительных вузов В. Н. Беляев И. С. Богатырев А. В. Буланже и др.; под ред. д-ра техн. наук проф. Д. Н. Решетова. – 4-е изд. перераб и доп.- М.: Машиностроение 1979. – 367 с. ил.
В. С. Поляков И. Д Барбаш О. А. Ряховский. Справочник по муфтам под ред. В. С. Полякова. 2-е изд. исправ и доп. – Л.: Машиностроение Ленингр. отд-ние 1979. – 344 с. ил.
П.Г. Гузенков Детали машин: Учеб. Пособие для студентов вузов. – 3-е изд. перераб и доп. – М.: Высш. шк. 1982 – 344 с.

1 лист.cdw

Внутреннюю полость редуктора
покрыть маслобензостойкой краской
Снаружи корпус редуктора покрыть
Залить масло авиационное МС-20
Обкатать редуктор без нагрузки
После обкатки выявленные деффекты
Ч. в. на промеж. валу
Ч. в. на тихоходном валу
Момент на быстр. валу
Момент на промеж. валу
Момент на тихоходном валу
Общее передат. число
Подшипник 308 Гост 8338-75
Подшипник 312 Гост 8338-75
Подшипник 32207 ГОСТ 8328-75
Подшипник 7314 ГОСТ 27365-87
Подшипник 7315 ГОСТ 27365-87
Болт М20Х60 58 ГОСТ7798-70
Болт М30Х140 58 ГОСТ 7798-70
Болт М16Х60 58 ГОСТ 7798-70
Гайка М72 ГОСТ 11871-73
Шайба 72.01.05 ГОСТ 13463-68
Штифт 10т 6Х50 ГОСТ3128-72
Манжета 1-50Х80 ГОСТ 8752-79
Манжета 1-70Х95ГОСТ 8752-79
Крышка ГН 150 ГОСТ 13219.1-67
Крышка МС 130 ГОСТ 13219.7-67
Вновь разрабатываемые
Редуктор цилиндрическо-
Технические требования
Техническая характеристика