Проектирование двухступенчатого горизонтального цилиндрического редуктора с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью, для привода ленточного конвейера

Спецификация привод лист 2.cdw

КП ДМ 151001 02 05 00
Муфта упругая втулочно-
Шайбы пружинные (гровер)
пальцевая ГОСТ 21424-75

Календарный план курсовой.doc

Выбор ЭД и кинематический расчет привода
Расчет зубчатой передачи
Выполнение чертежа зубчатого колеса
Выполнение чертежа вала-шестерни
Выполнение чертежа крышки редуктора
Выполнение СБ редуктора
Проверка долговечности подшипников
Выполнение СБ привода редуктора
Выполнение пояснительной записки
План выполнен. Руководитель

Пояснительня записка.doc

Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности строительстве сельском хозяйстве на транспорте.
Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование
конструкторской подготовки студентов высших учебных заведений.
Целью данной работы – спроектировать двухступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью для привода ленточного конвейера.
Поставленная цель решается посредством следующих задач:
- выбор электродвигателя и кинематический расчет привода;
- расчет зубчатой передачи;
- предварительный расчет валов;
- компоновка редуктора;
- уточненный расчет валов;
- проверка долговечности подшипников;
- выбор смазки редуктора;
- проверка прочности шпоночного соединения;
Объектом курсового проекта является привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором с раздвоенной быстроходной ступенью в состав которого входят большинство деталей и узлов общего назначения.
Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
1 Выбор электродвигателя
Определяем требуемую мощность электродвигателя
где общ. - коэффициент полезного действия привода;
Рбар. – мощность на выходе которую находят по формуле
где F – сила перемещения ленты;
V - линейная скорость перемещения ленты;
Коэффициент полезного действия (КПД) привода находим по формуле
где КПД двух муфт четырех пар подшипников и трех зубчатых цилиндрических передач соответственно;
По формуле 1 определяем мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя должна быть не ниже расчетной.
Примем диаметр барабана и определяем расчетную частоту вращения барабана по формуле
где V - линейная скорость перемещения ленты;
Для определения частоты вращения вала электродвигателя необходимо определить передаточное число привода по формуле
где передаточное отношение зубчатой тихоходной передачи;
передаточное отношение зубчатой быстроходной передачи.
Передаточные отношения находим по формулам [2; табл. 1.2]:
выбираем из стандартного ряда по ГОСТ 2185-66; .
выбираем по ГОСТ 2185-66;
Определяем частоту вращения электродвигателя по формуле
Из приложения П 1 [1; с. 390-391] выбираем электродвигатель 4АМ112МА6У3 который имеет следующие характеристики:
Найдем расхождение (в %) расчетной частоты вращения барабана и номинальной по формуле
2 Кинематический расчет привода
2.1 Определение частоты вращения на любом валу найдем по формуле
где – частота вращения на предыдущем валу;
u - передаточное число передачи.
Для быстроходного вала: Для промежуточного вала:
(обмин.). (обмин.).
Для тихоходного вала: (обмин.).
2.2 Определение угловых скоростей вращения валов
Угловые скорости валов находим по формуле
где n – частота вращения вала обмин.;
Для тихоходного вала: .
2.3 Расчет крутящих моментов на валах
Для определения крутящего момента на валах необходимо найти крутящий момент на электродвигателе
где - требуемая мощность электродвигателя;
- угловая скорость вращения вала;
Крутящий момент на быстроходном валу находим по формуле
где - КПД упругой муфты пары подшипников и двух зубчатых соединений соответственно;
Крутящий момент на промежуточном валу находим по формуле
где - КПД пары подшипников и трех зубчатых соединений соответственно;
Крутящий момент на тихоходном валу находим по формуле
где КПД упругой муфты пары подшипников и зубчатого соединения соответственно;
Крутящий момент на барабане ленточного конвейера находим по формуле
Расчет зубчатых колес редуктора
Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи выбираем материал со средними механическими характеристиками термическая обработка – улучшение: для шестерни сталь 45 термическая обработка – улучшение твердость НВ 285; для колеса сталь 45 термическая обработка – улучшение но твердость на 30 единиц ниже – НВ 255.
Расчет зубчатой передачи производим при помощи программы автоматизированного проектирования КОМПАС 3D V9.
Для быстроходной передачи выбираем цилиндрические косозубые колеса с наклоном зуба 15º. Быстроходный вал – вал-шестерня. Промежуточный вал – вал-шестерня. Шестерня – прямозубое колесо.
Предварительный расчет валов
Крутящий момент в поперечных сечениях валов
Ведущего TII= 265×103 H×м
Промежуточного TIII= 9578×103 H×мм
Ведомого TIV= 23892×103 H×мм
Диаметр выходного конца ведущего вала при [t]k=17 Hмм2
диаметр шеек под подшипники принимаем dn2=25 мм; под ведущей шестерней dk2=32 мм
У промежуточного вала расчетом на кручение определяем диаметр опасного сечения (под шестерней) по пониженным допускаемым напряжениям.
принимаем диаметр под шестерней dк3=45 мм найдем диаметр под колесом:
принимаем диаметр под подшипники dn3=35 мм.
Рассчитываем при [t]k =25Hмм2 диаметр выходного конца вала
Принимаем диаметр подшипниками dn4 =55 мм под колесом dk4 =60 мм dl4=60мм.
Уточненный расчет валов
Рисунок 1- Расчетная схема промежуточного вала
Конструктивные размеры корпуса редуктора
Толщину стенок корпуса и крышки находим по формулам
где - межосевое расстояние; мм.
Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:
верхнего пояса корпуса и пояса крышки
нижнего пояса корпуса
- фундаментных болтов
принимаем болты с резьбой М18;
- крепящих крышку к корпусу у подшипников
(мм). Принимаем болты с резьбой М14;
- соединяющих крышку с
корпусом Принимаем болты с резьбой М10.
Проверка долговечности подшипников
Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами однорядные. Тип 2305 ГОСТ 333-79 средняя серия d = 25 D = 62 B = 17 c = 2 D1=67 Т =18.25 грузоподъемность = 2960 ролики DT = 9.5 z = 13;
Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами однорядные. Тип 2307 ГОСТ 333-79 средняя серия d = 35 D = 80 B = 21 c=2.5 D1=85 Т =22.75 грузоподъемность = 6100 ролики DT = 11.7 z = 12;
Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами однорядные. Тип 2311 ГОСТ 333-79 средняя серия d = 55 D = 120 B = 27
c= 3 D1=127 Т =31.5 грузоподъемность = 10200 ролики DT = 16.7 z = 13;
Силы действующие в зацеплении: Pокр = 402436 H Ррад = 151740 H
Первый этап компоновки дал a = 50 мм b = 35 мм
Определим реакции опор:
Y2 (2a + 2b) = Рокрa + Рокр (a + 2b) = Рокр(2a + 2b)
Y1 (2a + 2b) = Рокр a + Рокр (a + 2b) = Рокр (2a + 2b)
X2 (2a + 2b) = Ррад a + Ррад (a + 2b) = Ррад (2a + 2b)
X1 (2a + 2b) = Ррад a + Ррад (a + 2b) = Ррад (2a + 2b)
Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:
S2 = 083eR2 = 083×036×1429 = 427 H;
S1=083eR1 = 083×036×1429 = 427 H;
здесь для подшипников 7305 параметр осевого нагружения е = 036 С = 33 кН.
Осевые силы подшипников. В нашем случае S1 = Рос > 0;тогда Foc1 = S1 = 1429 H; Foc2 = S1 + Рос = 1811 H.
Так как реакции действующие на подшипники равны то рассмотрим один из подшипников. Рассмотрим левый подшипник.
Отношение поэтому следует учитывать осевую нагрузку.
Эквивалентная нагрузка по формуле:
Pэ2 = (XVR2 + YFoc2) Kб Kт;
для заданных условий V = Kб = Kт = 1; для конических подшипников при коэффициент X = 04 и коэффициент Y = 167 (табл.9.18 и П7 Чернавский).
Эквивалентная нагрузка
Pэ2 = (04 1429 + 167 1811) = 3024 H = 3024 kH
Расчетная долговечность
где n = 955 обмин – частота вращения ведущего вала.
Найденная долговечность приемлема.
Выбор сорта смазки редуктора
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей а также для предохранения их от заедания задиров коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.
В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или - коробки передач
заливают масло так чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями разбрызгивается попадает на внутренние стенки корпуса откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.
Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 03 до 125 мс. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточной смазке. Кроме того заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла и повышается его температура.
Смазывание зубчатого зацепления производят окунанием зубчатого колеса в масло заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружение колеса на 10 мм. Примерный объем масленой ванны V определяем из расчета масла на 1 кВт передаваемой мощности: .
По таблице 10.8 [1; с. 253] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях 1785 МПа и скорости мс рекомендуемая вязкость должна быть примерно равна . По таблице 10.10 [1; с. 253] принимаем масло И -70А.
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 периодически пополняем его через пресс-масленки.
Проверка прочности шпоночного соединения
Все шпонки редуктора призматические со скругленными торцами размеры длины ширины высоты соответствуют ГОСТ23360-80. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Все шпонки проверяются на смятие из условия прочности по формуле:
Допускаемое напряжение смятия
для стали [см]=100 МПа;
Промежуточный вал: 2525·103 Н·мм;
Под колесом: 40 мм; t1=5 мм; bh
Ведомый вал: 23832·103 Н·мм;
Под колесом: 58 мм; t1=6 мм; bh
Выходной конец быстроходного вала T1= 299×103 H×мм;
d=20 мм; t1=35 мм; bh
Выходной конец тихоходного вала TIV= 23892×103 H×мм
Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424–75.
Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки. Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосносги валов в небольших пределах (1 5 мм; 0.3 06 мм; до 1 ).
Материал полумуфт – чугун СЧ20.
Материал пальцев – сталь 45.
Выбираем муфту для выходного конца быстроходного вала для соединения быстроходного вала с вылом электродвигателя.
T1= 299×103 H×мм d=20 мм. Выбираем из таблицы 11.5 [1; с .227] муфту Муфта упругая втулочно-пальцевая 63-20-1.2 ГОСТ 21424-75.
Выбираем муфту для соединения тихоходного вала с валом барабана.
Т4=23653 Н·мм d=50 мм. Выбираем из таблицы 11.5 [1; с .227] муфту
Муфта упругая втулочно-пальцевая 710-50-1.2 ГОСТ 21424-75.
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора. начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и роликоподшипники предварительно нагретые в масле до 80-100 ºС;
в ведомый и промежуточный вал закладывают шпонки 161050 и 12830 соответственно напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; заем надеваю распорную втулку мазеудерживающие кольца и устанавливают роликовые подшипники предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты крепящие крышку к корпусу.
После этого в подшипниковые камеры закладывают пластическую смазку ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
На конец ведомого вала закладывают шпонку 6630 устанавливают втулочно-пальцевую муфту 63-20-1.2. затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку винтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде.
В курсовом проекте по деталям машин был спроектирован двухступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью.
Выбран электродвигатель сконструированы валы и зубчатые колеса выбраны и посчитаны подшипники качения для редуктора выбран способ и сорт смазки.
Некоторые расчеты и все чертежи были произведены с помощью программы
автоматизированного проектирования чертежной и конструкторской документации КОМПАС- 3D V9.
Так же выполнена графическая часть которая состоит:
рабочий чертеж зубчатого колеса – формат А3;
рабочий чертеж вала-шестерни – формат А3;
рабочий чертеж крышки редуктора – формат А2;
сборочный чертеж редуктора – формат А1;
сборочный чертеж привода ленточного конвейера – формат А1.
Список использованной литературы
Власов А. Н. Проектирование приводов6 учеб. пособие для вузов А. Н. Власов И. В. Садовников Хоботов А. И. – Чита: ЧитГУ 2003. – 314 с.; ил.
Справочник конструктора – машиностроителя: в 3ч. Анурьев В.И. [и др.]. 8 – е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 2001 – 3 ч.

Спецификация лист 2.cdw

Задание до Ведения.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по деталям машин и основам конструирования
Задание №11 вариант № 2
Проектирование двухступенчатого горизонтального цилиндрического редуктора с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью для привода ленточного конвейера
Проектировал студент группы
(фамилия имя отчество)
Тема курсового проекта:
кинематическая схема привода ленточного конвейера
скорость и сила перемещение ленты ленточного конвейера
Рекомендуемая литература:
Чернавский А. С. [и др.] Курсовое проектирование деталей машин
Графическая часть на 5 листах
Дата выдачи задания “” сентября 20 г.
Дата представления руководителю “ ” декабря 20г.
Пояснительная записка содержит 31 с. 2 ил. 5 таблиц и 3 источника.
РЕДУКТОР ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ШЕСТЕРНЯ КОЛЕСО ВАЛ ПОДШИПНИК КОРПУС СМАЗКА ПЕРЕДАЧА ПРИВОД ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ КПД ЧИСЛО ПЕРПЕДАТОЧНОЕ МАСЛОУКАЗАТЕЛЬ МУФТА.
Объектом курсового проекта является двухступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью.
Целью проекта является проектирование двухступенчатого горизонтального цилиндрического редуктора с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью для привода ленточного конвейера.
При выполнении проекта использовалась справочная литература расчеты и чертежи выполнялись с помощью программы КОМПАС - 3 D V9.
В результате спроектирован двухступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с раздвоенной первой (быстроходной) ступенью выбран электродвигатель произведены расчеты валов колес и шестерен редуктора выбрана смазка для редуктора и подшипников качения.
Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода .8
1Выбор электродвигателя ..8
2 Кинематический расчет привода ..11
Расчет зубчатого соединения 14
Предварительный расчет валов .. 20
Уточненный расчет валов . .21
Конструктивные размеры корпуса редуктора .22
Проверка долговечности подшипников 23
Выбор сорта смазки редуктора 26
Проверка прочности шпоночных соединений 27
Сборка редуктора .29
Список используемой литературы 31