Привод голтовочного барабана

Содержание

1. Выбор двигателя и кинематический расчёт приво-да

1. 1 Определение номинальной мощности электродвигате-ля

1. 2 Определение передаточного числа привода и его ступе-ней

2. Расчёт передач приво-да

2. 1 Расчёт червячного редукто-ра

2. 1. 1 Выбор материалов и определение допускаемых напряже-ний

2. 1. 2 Определение геометрических размеров червячной переда-чи

2. 1. 3 Кинематический и силовой расчёт червячной переда-чи

2. 1. 4 Проверочный расчёт червячной переда-чи

2. 2 Расчёт открытой зубчатой переда-чи

2. 2. 1 Выбор материалов и определение допускаемых напряже-ний

2. 2. 2 Расчёт геометрических размеров открытой зубчатой переда-чи

2. 2. 3 Кинематический и силовой расчёт открытой зубчатой переда-чи

2. 2. 4 Проверочный расчёт открытой зубчатой переда-чи

2. 3 Расчёт открытой цепной переда-чи

3. Предварительный расчёт валов редукто-ра

4. Конструктивные размеры корпуса редукто-ра

5. Эскизная компоновка редуктора. Выбор подшипни-ков

6. Проверка долговечности подшипни-ков

6. 1 Быстроходный вал редуктора (чер-вяк)

6. 2 Тихоходный вал редукто-ра

7. Расчёт шпоночных соедине-ний

8. Проверочный расчёт валов редукто-ра

8. 1 Проверочный расчёт быстроходного вала редуктора (червя-ка)

8. 2 Проверочный расчёт тихоходного вала редукто-ра

9. Выбор сорта мас-ла

10. Тепловой расчёт редукто-ра

11. Сборка редукто-ра

12. Конструирование ра-мы

13. Заключе-ние

Список использованной литерату-ры

1. Выбор двигателя и кинематический расчёт привода.

Расчёт привода начинают с выбора электродвигателя по требуемой мощности и условиям эксплуатации. Двигатель является одним из основных эле-ментов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и её привода.

Для проектируемого машинного агрегата рекомендуются трёхфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели серии 4А, применяемые для приводов механихмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительном режиме работы и большую пусковую нагрузку. Эти двигатели работают при любом направлени вращения, обеспечивая, при необходимости, реверсивность машинного агрегата. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяют применять эти двигатели для работы в загрязнённых условиях, в открытых помещениях.

Отдельные типы двигателей серии 4А различаются по номинальной мощности Рном и номинальной частоте вращения nном. Номинальная мощность двигателя выбирается в зависимости от его расчётной мощности таким образом, чтобы её значение было по величине большим, но ближайшим к расчётной мощности (Рном ≥ Рдв).

У различных типов электродвигателей при одинаковой развиваемой мощности различаются значения номинальных частот вращения. Двигатели с номинальной частотой вращения nном = 750 об/мин относятся к тихоходным, имеют большие габаритные размеры и, следовательно, большую массу, создают значительные вибрационные нагрузки на опоры конструкции, поэтому их применение нежелательно и ограничено теми случаями, когда для приведения во вращение тихоходных валов нет возможности осуществлять большие пере-даточные отношения.

С увеличением частоты вращения уменьшаются габаритные размеры двигателей, их массы и создаваемые ими вибрационные нагрузки, но снижается рабочий ресурс. Двигатели с высокой частотой вращения (nном = 2900 об/мин) не следует применять в тех случаях, когда для преобразования вращения быстроходного вала двигателя во вращение ведомого вала привода требуется осуществлять большие передаточные отношения (u ≥ 60), так как в этом случае габаритные размеры передач получаются недопустимо большими.

В общем случае, при выборе двигателя по частоте вращения следует ориентироваться на выбранную (заданную) схему привода.

2. Расчёт передач привода.

Расчёт передач привода – открытой цепной передачи, червячного редуктора и открытой зубчатой передачи производится в два этапа.

На первом этапе выполняется проектный расчёт с целью определения геометрических параметров передачи. Проектный расчёт ведётся по допустимым контактным и изгибным напряжениям, возникающим на рабочих поверхностях элементов передач привода. Значения допустимых контактных и изгибных напряжений зависят от механических храктеристик материалов, из которых изготовлены элементы передач, их поверхностей. Выбор материалов для изготовления элементов передач производится таким образом, чтобы расчётные значения контактных и изгибных напряжений не превышали допустимые значения, но и не были существенно ниже их, так как излишний запас прочности (более 15%) экономически нецелесообразен.

Для улучшения механических свойств материалов применяются различные способы их термообработки.

Объёмная закалка – наиболее простой и дешёвый вид термообработки, в результате которой зуб приобретает твёрдость по всему объёму. К недостаткам относитятся коробление и необходимость последующих отделочных операций, уменьшение изгибной прочности при контактных нагрузках.

Поверхностная закалка токами высокой частоты (ТВЧ) или пламенем ацетиленовой горелки применяется для зубьев с m ≥ 5 мм. При малых модулях зуб прокаливается насквозь, становтся хрупким и легко коробится.

Цементация – насыщение поверхностного слоя углеродом с последующей закалкой – длительный и дорогостоящий процесс, обеспечивающий высокую контактную и изгибную прочность зубьев. Применяется в случаях, когда масса и габариты имеют решающее значение.

Нитроцементация – насыщение углеродом в газовой среде с добавлением азота, позволяет сократить длительность и стоимость процесса цементации.

После окончательного определения параметров передач производится проверочный расчёт, целью которого является подтверждение правильности выбора табличных величин, коэффициентов и результатов, полученных в проектном расчёте, определение соотношений между расчётными и допускаемыми напряжениями изгибной и контактной выносливости.

2. 1 Расчёт червячного редуктора.

Червячные редукторы служат для передачи вращения между перекрещивающимися осями (обычно под углом 90о). Основным достоинством червячных редукторов является возможность осуществления высоких передаточных отношений, в особых случаях передаточное число червячных передач может достигать восьмидесяти. Главным недостатком червячных редукторов является низкое значение к. п. д.

Число витков червяка может изменяться в пределах от одного до четырёх. С уменьшением числа витков снижаются габариты червячного редуктора, но также снижается его к. п. д., который для однозаходных редукторов составляет 0,75. К. п. д. четырёхзаходных червячных редукторов составляет 0,90…0,95, то есть не отличается существенно от к. п. д. зубчатых передач (0,93…0,96), но при этом обеспечиваются более компактные габаритные раз-меры передачи при тех же передаточных отношениях.

Значительное взаимное скольжение рабочих поверхностей червяка и червячного колеса, помимо потери мощности, вызывает нагрев элементов червячного редуктора. Выделение тепла при длительной работе редуктора требует специальных мер его дополнительного охлаждения – оребрение корпуса, обдув.

Взаимным скольжением рабочих поверхностей червяка и червячного ко-леса обусловлена склонность к их заеданию, что вызывает необходимость использовать для изготовления зубчатых венцов червячных колёс дорогостоящие антифрикционные сплавы.

Область применения силовых червячных редукторов ограничивается следующими параметрами:

- передаваемая мощность: до 200 кВт;

- окружная скорость: до 15 м/с;

- передаточные числа: от 10 до 80.

Ведущим звеном червячного редуктора является червяк, который может быть расположен под колесом, над колесом или сбоку, ось червяка в этом случае вертикальна. Каждая из перечисленных схем компоновки имет свои достоинства и недостатки. При нижнем расположении червяка условия смазывания лучше, при верхнем – хуже, но меньше вероятность попадания в зацепление металлических частиц – продуктов износа. При окружных скоростях червяка до 4…6 м/с предпочтительнее нижнее расположение червяка. При больших скоростях возрастают потери на перемешивание масла, и в этом случае червяк следует располагать над колесом.

2. 2 Расчёт открытой зубчатой передачи.

Открытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по напряжениям изгиба с учётом износа зубьев в процессе эксплуатации. Нет необходимости проверять выносливость поверхностей зубьев по контактным напряжениям, так как абразивный износ поверхностей зубьев предотвращает выкрашивание их от переменных контактных напряжений.

11. Сборка редуктора.

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают конические радиально-упорные роликоподшипники, предварительно нагрев их в масле до 80…100оС. Собранный червячный вал вставляют в корпус.

Вначале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку и устанавливают роликовые конические подшипники, нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основание корпуса и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух конических штифтов и затягивают болты.

Закладывают в подшипниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки с прокладками. Регулирование положения подшипников выполняется при помощи паронитовых прокладок различной толщины.

В червячных передачах должна быть точно совмещена средняя плоскость зубчатого венца червячного колеса с осью червяка. Норма точности на этот параметр регламентируется ГОСТ 3675 – 81. Фактическое смещение средней плоскости зубчатого венца червячного колеса относительно оси червячного колеса значительно превышает допускаемое. Поэтому точности относительного положения червячного колеса достигают регулированием. Регулируют осевое положение червячных колёс подбором прокладок.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде в соответствии с техническими условиями.

Для соединения валов с внутренними кольцами подшипников назначается переходная посадка Н7/k6 [1, табл. 8.11, стр.169]. Для соединения червячного колеса с ведомым валом редуктора назначается переходная посадка Н7/m6 [1, табл. 8.11, стр.169]. Для соединения червяка с полумуфтой назначается переходная посадка Н7/n6 [1, табл. 8.11, стр.169]. Для соединения ведомого вала редуктора со звёздочкой цепной передачи назначается посадка с зазором Н7/h6 [1, табл. 8.11, стр.169].

13. Заключение.

В процессе проектирования разработана конструкция привода голтовочного барабана, состоящая из электродвигателя, открытой цепной передачи, червячного редуктора и открытой зубчатой передачи. Разработанная конструкция привода соответствует требованиям технического задания на проектирование, так как она обеспечивает требуемые частоту вращения вала и мощность. Разработана техническая документация – чертёж общего вида привода, сборочный чертёж червячного редуктора, чертежи деталей и узлов, входящих в сборочные единицы.

В расчётно-пояснительной записке выполнен кинематический расчёт привода, выполнен расчёт передач и механизмов привода из условия надёжности проектируемых элементов, выполнена эскизная компоновка червячного редуктора, произведен расчёт валов на прочность и изгиб, даны общие рекомендации по сборке редуктора.