Проектирование привода подвесного цепного конвейера

муфта.cdw

общий вид.spw

Привод подвесного конвейера.
Муфта предохранительная
Болт М10 х 55 ГОСТ 15589-70
Болт М16 х 120 ГОСТ 15589-70
Гайка М10 ГОСТ 15526-70
Гайка М16 ГОСТ 15526-70
Двигатель асинхронный RAM100LA4 У2 380 В
Шайба 10 ГОСТ 11371-78
Шайба 16 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 16 ГОСТ 11371-78

вал.cdw

записка.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Ижевский Государственный Технический Университет
Кафедра: Техническая механика.
Расчетно-пояснительная записка
по курсу: «Детали машин».
На тему: «Проектирование привода подвесного цепного конвейера»
Кинематический расчёт 4
Расчет передач редуктора на ЭВМ .. . 5
Расчёт открытых передач привода .. ..17
Расчёт валов и подшипников 18
Расчет предохранительной муфты 22
Список использованной литературы 24
Производственные процессы в большинстве отраслей народного хозяйства выполняют машины и дальнейший рост материального благосостояния тесно связан с развитием машиностроения.
К важнейшим требованиям предъявляемым к проектируемой машине относятся экономичность в изготовлении и эксплуатации удобство и безотказность обслуживания надежность и долговечность.
Для обеспечения этих требований детали должны удовлетворять ряду критериев: прочность надежность износостойкость теплостойкость технологичность жёст-
кость виброустойчивость.
Зубчатые передачи в современной промышленности имеют важные значения благодаря высокому КПД они широко применяются в технике. В данной работе произведен расчет необходимый для того чтобы спроектировать редуктор для конвейера. Расчет осуществляется в трёхвариантах. Это необходимо для выбора оптимального подбора зубчатых колес.
Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работой студента и поэтому её значение весьма существенно. Изучение основ конструирования (проектирования) начинают с конструирования простейших узлов машин – приводов редукторов. Опыт и знания приобретенные студентом при конструировании этих узлов машин являются основой для его дальнейшей конструкторской работы а также для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.
В курсовой работе необходимо спроектировать редуктор для подвесного цепного конвейера а также подобрать муфты двигатель спроектировать раму. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса в котором помещены элементы передачи – валы зубчатое колесо подшипники и пр. Входной вал посредством муфты соединяется с двигателем выходной – с конвейером.
При проектировании закрепляются знания по механике сопротивлению материалов. При выполнении курсового проекта необходимо последовательно пройти от выбора схемы механизма через многовариантность до его воплощения в рабочие чертежи; приобщаясь к инженерному опыту научиться находить новые идеи в создании машин надежных и долговечных экономичных в изготовлении и эксплуатации удобных и безопасных в обслуживании.
Кинематический расчет
Дано: Fраб. =34кН; Vраб.=09мс; Zзв.=9; Pцк =65мм
Расчёт: Рраб= Fраб * Vраб = 34*09 = 306 кВТ
где 0 = 09 общий коэффициент полезного действия задаваемый ориентировочно. Выбираем марку электродвигателя по таб.249[1]
Типоразмеры двигателя:
0L41410 n=1410 мин-1 коэф проскальзывания S =44% при nэд =1500
2М86950 n=950 мин-1 коэф проскальзывания S =47% при nэд =1000
nраб1 = nсин- ( nсин * S% )100 =1500-(1500*44%)100 = 1434 обмин
nраб2 = 1000-(1000*47%)100 =953 обмин
Число оборотов на рабочем звене:
nвых = (Vраб * 60*1000) (Pцк* Zцк) =(09*60*1000)(65*9) = 923 обмин
Uобщ1= nраб1 nвых =1434923 =155
Uобщ2= nраб2 nвых = 953923 = 103
Uо = U1* U2* Uц ; Uц=1
Подбираем: Uо Uц = 1551=155
Uзуб т =315 Uзуб Б =5
Определение чисел оборотов
n1= nэд = 1434 обмин
n2= nэд. = 1434 = 45524обмин
n3= n2. = 45524 = 9104 обмин
Т1= 9550 Рэд = 9550*4 = 266Нм
Т2= 9550 Рэд 1 n = 955040980999 = 8215 Нм
Т3= 9550 Рэд 1 2 n = 955040980999 = 4107 Нм
Кинематическая схема
dn = 3Ткр×103 = 327092*103 =16 мм диаметр подшипника
d1> (7..8) 3 Тб =8327092*103= 16 мм
d2 >383555*103 = 23 = 24 мм
d1 = d+2t =16+2×15=19 мм принимаем d1=20 мм
dn=dn >d2=d1+(2 4)=22 мм принимаем d2=25 мм
из табл. 24.16 [1] выбираем
подшипники 7205А ГОСТ 27365-87
a2»25× a1=25×159=3975 мм или
а2»06l где l=72329 а2=06×72329=43397 мм принимаем а2=43 мм
шейка d2=04 dn=04×25=10 мм
dк > (6..7) 3 Тпр =(6..7)383555×103= 2623 мм принимаем dк=28 мм
dп=22 мм принимаем 25 мм
По данным условиям принимаем подшипник роликовый конический однорядный
Проверочный расчёт передач на изгиб и контактную выносливость
d1ср = 3585 мм; а =16 мм; d=11276; b = 37 мм; d1 = 1765°; d1 = 72349°; a = 20°
Из построенных эпюр видно что наиболее нагруженным участком является 1-й подшипник вала
Определение запаса прочности
Общий коэффициент запаса прочности s:
где [s] – допускаемый коэффициент безопасности принимаемый в пределах от 13 до 15 но для обеспечения прочности вала достаточно иметь s
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
-1 и -1 – пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения.
Предел выносливости на кручение
Материал вала – сталь 40Х . Тогда:
k и k – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (табл. 14.2 [2]).
и – масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений (табл.14.3 [2]): =077 =077
– коэффициент учитывающий влияние шероховатости поверхности; примем =09;
и – амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений соответственно
и – коэффициенты учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала равные 010 и 005 соответственно.
s находится в пределах допускаемого.
Fr34 = 1048H; a =78мм; b = 45мм
Определение сил в другой плоскости
s находится в пределах допускаемого.
Расчет открытых передач привода.
Расчет цепной передачи.
Исходные данные для расчета:
Передаваемая мощность Р=306 кВт
Частота вращения звездочки n=923 обмин
Передаточное число u=1
Угол наклона передачи к горизонту y=0
Принимаем число зубьев приводной звездочки Z=9
Выбираем коэффициент учитывающий характер нагрузки КН=125 (табл 8.5 2)
При y=0 принимаем коэффициент учитывающий наклон линии центров к горизонту Кy=1.
Коэффициент эксплуатации КЭ= КН* Кy=125*1=125
Предварительно выбираем тип цепи ПР и задаемся шагом t=635мм
Требуемая геометрическая характеристика цепи
Принимаем цепь ПРД-635-7000
Диаметр делительной окружности звездочки
Окружная сила на звездочке
Натяжение цепи от центробежных сил
Проверка цепи на прочность при минимальном запасе прочности Smin=6
Расчёт валов и подшипников.
Выбор подшипников в соответствии с действующих на них нагрузок.
Для тихоходного вала выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный по
ГОСТ 8338-75 средней серии. Выбор характеризуется тем что эти подшипники могут воспринимать не только радиальные но и осевые нагрузки действующие в обоих направлениях вдоль оси вала если они не превышают 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки; по сравнению с подшипниками других типов имеют минимальные потери на трение допускают наибольшие частоты вращения.
Для промежуточного и быстроходного вала выбираем подшипники роликовые конические однорядные по ГОСТ 27365-87 средней серии здесь подбор обуславливается тем что воспринимают одновременно действующие радиальные и осевые нагрузки.
Расчёт подшипников на динамическую грузоподъемность.
n=91 обмин требуемый ресурс L10ah =23000 ч d = 45 мм
максимальные длительно действующие силы: Fr1ma Fr2ma
Вычисляем эквивалентные нагрузки коэф. эквивал. Ке =063
Fr1 = Ке× Fr1max = 063× 914=5758 H
Fr2 = Ке× Fr2max = 063×134=8442 H
Fa = Ке× Fаmax = 063× 680=428 H
Предварительно назначаем роликоподшипники конические однорядные по ГОСТ 27365-87 легкой серии 7209А
Для принятых подшипников (табл. 24.16[1]) находим Сr=292 кН
Соr=210 кН е=037 Y=16
Минимально необходимые для нормальной работы подшипников осевые силы
Fa1min= 083еFr1 =083×037×4215=1294Н
Fa2min= 083еFr2 =083×037×1427=438 Н
Находим осевые силы нагружающие подшипники. Fa1min> Fa2min и Fa>0 то
по табл. 7.2 Fa1= Fa1m Fa2= Fa1+ Fa=1294+952 =10814 Н
Отношение Fa1(V× Fr1)= 1294(1×4215)=03 что меньше е =037 (V=1-коэф. вращения кольца) тогда C=1;U=0
Отношение Fa2(V× Fr2)= 10814(1×1427)=076 что больше е =037 тогда C=04;U=16
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка
Рr1= Fr1 КsКт=4215×12×1=5058Н
Рr2=( VXFr2+ Y Fa2)КsКт где Кs=12 – коэф. безопасности
Кт=1 – температурный. коэф.
Рr2= (1×04×1427 +16×10814)×12×1=2761 Н
Для подшипника более нагруженной опоры вычисляем расчетный скорректи-рованный ресурс при а1=1(вероятность безотказной работы 90% таб.7.5[1] ) а23=06
( см.стр.108[1]) к=333
L10ah = а1 а23(Сr Рr)к 10660n =1×06×(292002761)333 ×(106(60×91))=28309 ч
Так как L10ah>L10ah (28309>23000) то предварительно назначенный подшипник 7209А пригоден.
n=91 обмин требуемый ресурс L10ah =23000 ч d = 55 мм
Fr1 = Ке× Fr1max =063×669 =4215 H
Fr2 = Ке× Fr2max = 063×2265=1427 H
Fa = Ке× Fаmax =063×1511 = 952H
Предварительно назначаем роликоподшипники конические однорядные по ГОСТ 27365-87 легкой серии 7205А
Так как L10ah>L10ah (28309>23000) то предварительно назначенный подшипник 7205А пригоден.
n=91 обмин требуемый ресурс L10ah =23000 ч d = 25 мм
Fr1 = Ке× Fr1max =063×1912 =12046 H
Fr2 = Ке× Fr2max = 063×2903=18289 H
Fa = Ке× Fаmax = 063×1083 = 6823H
Предварительно назначаем роликоподшипники конические однорядные по ГОСТ 27365-87 средней серии 7305А
Для принятых подшипников (табл. 24.16[1]) находим Сr=418 кН
Fa1min= 083еFr1 =083×03×12046=2999 Н
Fa2min= 083еFr2 =083×03×18289=4553 Н
по табл. 7.2 Fa1= Fa1m Fa2= Fa1+ Fa=2999+6823 = 9822Н
Отношение Fa1(V× Fr1)= 2999 (1×12046)=025 что меньше е =03 (V=1-коэф. вращения кольца) тогда C=1;U=0
Отношение Fa2(V× Fr2)= 18289 (1×18289)=1 что больше е =03 тогда C=04;U=2
Рr1= Fr1 КsКт=12046 ×12×1=14455Н
Рr2= (1×04×18289 +2×9822)×12×1= 3235Н
L10ah = а1 а23(Сr Рr)к 10660n =1×06×(418003235)333 ×(106(60×91))= 30115ч
Так как L10ah>L10ah (30115>23000) то предварительно назначенный подшипник 7305А пригоден.
Расчёт приводного вала.
В зависимости от выбранной цепи Цепь ПРД-635-7000 принимаем: Ввн = 1905 мм – расстояние между внутренними плоскостями пластин; d1 = 1905 мм – диаметр ролика цепи; h = 302 мм – ширина пластин цепи.
Р – шаг цепи z – число зубьев звездочки
Делительный диаметр dд = рsin(180°z) =635sin(180°9)=18566 мм
Диаметр окружности выступов Dе = р [0532+ctg(180°z)] = 635*[0532+ctg(180°9)] = 20829 мм
Диаметр окружности впадин Di = dд – 2r = 18566 – 2*962=16636 мм
r = 05025 d1 +005 =05025*1905 +005 = 962 мм – радиус впадины
Диаметр проточки Dс = р ctg(180°z) -13h =633ctg(180°9)-13*302 = 17446 мм
Ширина зуба цепи однородной b = 093 Ввн - 015 = 093*1905 - 015 = 17985 мм
Радиус закругления зуба R = 17 d1 = 17* 1905 = 32385 мм
Толщина обода d = 15 (Dе – dд) = 15*(20829 -) = 3394 мм
Толщина диска С = (12..13) d = 44 мм
Фаска f = 02b = 02*17985 = 36 мм
Для привода выбрана фрикционная предохранительная многодисковая муфта
Определяем расчётный момент Тр=kp T
кp- коэф. режима работы для цепного конвейера- 15 (табл.17.1 [2])
Т=РW=357×103(p×9130)=3746 Нм
Принимаем по (таб 17.17[2])
внутренний диаметр обкладок D1=(2..3)d=(2..3)×28=84 мм
наружный диаметр обкладок D=(15..25)D1=(15..25)×84=210 мм
Находим среднюю скорость
Vср=WDср.2= W(D+D1)4 =953((84+210)4×103)=07 мс
Принимаем по (таб 17.12 [2])
f= 033 – коэф.трения прессованного материала по стали
[р]=025 – допускаемое давление
Определяем допускаемую силу нажатия
[Fa] =[р]p×(D2-D12)4 = 025×p4(2102-842) = 7269Н
Примем рабочее значение силы нажатия Fa=7000Н
Находим необходимое число пар поверхностей трения
Z=Тр(Rпр×f×Fa)= 5619(13*(2103-843)(2102-842))*033*7000 =349 берем z = 4
Принимаем число ведущих дисков z1 = 2 число ведомых z2 = 3
Проверяем давление между дисками
Р=12Тр(p(D3-D13))fz[р]
Р =12*5619(p(2103-843))* 033 =015Мпа
т.к 015 025 условие выполняется
Расчитываем пружину: принимаем индекс пружины с=6; к=(4с+2)(4с-3)=124 пружинная проволока – стальная углеродистая sв=1450 Мпа; [t]=04sв=560Мпа; число рабочих витков z=6;
принимаем Fa=7000H исходя из этого усилия Fс=70006=1166Н
диаметр проволоки: dпр=16кFc[t]= 16124×1166 =257 принимаем dпр=3 мм
Осевое сжатие пружины
l1=8Fр×с3z(Gdпр) = 8×1166×63×6(8×104×3)=504 мм
где kп- поправочный коэф. = 124 (таб 18.5[2])
А –площадь поперечного сечения витка
т.к. tmax [t] - условие выполняется
Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. Учеб. пособие для техн. спец. вузов. - 7-е изд. исправ. - М.: Высш. шк. 2001. - 447 с.:ил.
Кузьмин А. В. Чернин И. М Козинцов Б. С. Расчеты деталей машин: Справ. пособие. - Мн.: Выш. школа 1986.-400 с.: ил.
Решетов Д. Н. Детали машин: Учеб. для вузов.- 3-е изд.испр. и перераб.-М.: Машиностроение. 1974.- 655 с.: ил.
Ряховский О.А. Иванов С.С. Справочник по муфтам.-Л.: Политехника 1991.-384с.

РЕДУКТОР2.cdw

коническо-цилиндрический
Техническая характеристика
Вращающий момент на тихоходном валу
Частота вращения тихоходного вала
Общее передаточное число 15
Коэффициент полезного действия 0
Технические требования
Необработанные поверхности литых деталей
красить маслостойкой эмалью НЦ-132П ГОСТ
Наружные поверхности корпуса красить эмалью ПФ-115 ГОСТ
Обкатать редуктор в течении 1
После обкатки выявленные дефекты устранить
В картер залить масло индустриальное И-20А в объеме 2
Протекание масла через уплотнения не допускается.
Плоскость разъема покрыть тонким слоем герметика при
окончательной сборке.

крышка.cdw

редуктор.spw

коническо-цилиндрический
Редуктор коническо-цилиндрический
Вал-шестерня коническая
Вал-шестерня цилиндрическая
Колесо зубчатое коническое
Колесо зубчатое цилиндрическое
Кольцо маслоотражательное
Болт М6 х 20 ГОСТ 15589-70
Болт М8 х 30 ГОСТ 15589-70
Мaнжета 1-20 х 35-1 ГОСТ 8752-79
Мaнжета 2-45 х 65-1 ГОСТ 8752-79
Подшипник 7205 А ГОСТ 27365-87
Подшипник 7209 А ГОСТ 27365-87
Шайба 6 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 8 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 6 ГОСТ 11371-78
Шайба 8 ГОСТ 11371-78
Шпонка 6 х 6 х 20 ГОСТ 23360-78
Шпонка 8 х 7 х 25 ГОСТ 23360-78
Шпонка 16 х 10 х 45 ГОСТ 23360-78

колесо зубчатое.cdw

Напрвление линии зуба
Нормальный исходный контур
Коэффициент смещения
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Твердость 269 302НВ.
Острые кромки притупить R=0

общий вид.cdw

Привод цепного конвейера.
Технические требования
Допускаемые смещения валов электродвигателя и редуктора
угловое 0.6100 мммм.
Техническая характеристика
Окружная сила на тяговой звездочке
Скорость движения тяговой цепи
Общее передаточное число привода 15.75
Мощность электродвигателя
Частота вращения вала электродвигателя
Муфта предохранительная
Болт М10 х 55 ГОСТ 15589-70
Болт М16 х 120 ГОСТ 15589-70
Гайка М10 ГОСТ 15526-70
Гайка М16 ГОСТ 15526-70
Шайба 10 ГОСТ 11371-78
Шайба 16 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 16 ГОСТ 11371-78
Вновь изготавливаемые изделия