Курсовая работа по Деталям машин: "Проектирование привода цепного конвейера"

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1 Подбор электродвигателя (мощность и частота вращения)

1.2 Эскиз двигателя с размерами

1.3 Определение общего передаточного отношения и распределение между редуктором и ремнем

1.4 Определение мощности, угловой скорости, частоты вращения, момента на валах привода

2 РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ РЕДУКТОРА

4 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ И НАЗНАЧЕНИЕ ЭСКИЗНОЙ КОМПОНОВКИ РЕДУКТОРА

5 РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

5.1 Расчет тихоходного вала

5.2 Расчет быстроходного вала

6 УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

6.1 Проверочный расчет тихоходного вала на выносливость

6.2 Проверочный расчет быстроходного вала на выносливость

7 ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ РЕДУКТОРА

7.1 Проверка долговечности для тихоходного вала

7.2 Проверка долговечности для быстроходного вала

8 ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ (ЗУБЧАТЫХ) СОЕДИНЕНИЙ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

8.1 Подбор и расчет шпоночного соединения под зубчатым колесом

8.2 Подбор и расчет шпоночного соединения под зубчатой муфтой

8.3 Подбор и расчет шлицевого (зубчатого) соединения на выходном конце вала

8.4 Подбор и расчет шлицевого (зубчатого) соединения полумуфт

8.5 Расчет болтовых соединений

9 РАСЧЕТ ВСТРОЕННОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ И ПОДБОР СТАНДАРТНОЙ МУФТЫ

9.1 Расчет предохранительной фрикционной конусной муфты

9.2 Расчет пружины сжатия

9.3 Подбор муфты (зубчатой) по ГОСТу

10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И КОРПУСА РЕДУКТОРА

10.1 Конструирование зубчатого колеса

10.2 Конструктивные размеры шкива клиноременной передачи

10.3 Конструирование корпуса редуктора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А Кинематическая схема привода цепного конвейера

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Сборочный чертеж предохранительной муфты

ПРИЛОЖЕНИЕ В Чертеж общего вида редуктора

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Чертеж тихоходного вала

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Чертеж зубчатого колеса

ВВЕДЕНИЕ

Приводом является совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин и механизмов. Привод выполняет работу по превращению одного типа энергии в другой и передаёт эту энергию исполнительному механизму.

Приводы различных видов применяются повсеместно, начиная от станков в тяжелой промышленности, заканчивая различными домашними приборами.

Целью курсового проекта является проектирование и расчет привода цепного конвейера согласно предложенному техническому заданию, в котором определены основные параметры рабочего органа, требования, предъявляемые к приводу, срок службы привода, условия, в которых привод будет работать, график нагрузки и кратность пускового момента.

В ходе проектирования определяется наиболее оптимальная кинематическая схема привода, максимально соответствующая техническому заданию. В рамках данного проекта производится подбор электродвигателя (расчёт его мощности и проверка на запуск), проектирование цилиндрического одноступенчатого редуктора (закрытой цилиндрической зубчатой передачи), разработка клиноременной передачи, передающей крутящий момент от электродвигателя к редуктору и предохранительная муфта, защищающая привод от разрушения при перегрузках.

Задачами проекта является расчет вышеупомянутых узлов привода, удовлетворяющих условиям безотказной работы привода в течение времени, заданного в техническом задании.

10.3 Конструирование корпуса редуктора

Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипников, открытой передачи. Наиболее распространенный способ изготовления корпусов – литье из серого чугуна. В данном редукторе принята конструкция разъемного корпуса, состоящего из крышки (верхняя часть корпуса) и основания (нижняя часть).

Габаритные размеры корпуса определены размерами расположенной внутри редукторной пары, учитывая толщины стенок и равны 367х225х312 мм

Толщина стенок корпуса δ и крышки δ1 приняты в разделе 4, п.2

В корпусе проектируемого редуктора используется 5 фланцев:

1) Фундаментный фланец основания корпуса предназначен для крепления редуктора к фундаментной раме (плите). Места крепления расположены на наиболее возможном расстоянии L1 друг от друга (L1 = 333 мм). Редуктор крепится к раме (плите) четырьмя болтами М14, расположенными в нишах корпуса. Высота ниши: h01 = 60 мм.

2) Фланец подшипниковой бобышки крышки и основания корпуса предназначен для соединения крышки и основания разъемных корпусов. Подшипниковые стяжные винты М12 (4 штуки) расположены ближе к отверстию под подшипник на расстоянии L2 друг от друга (L2 = 143 мм). Высота фланца h2 = 35 мм.

3) Соединительный фланец крышки и основания корпуса предназначен для соединения крышки корпуса с основанием по всему контуру разъема. Соединительные винты М10 (4 штуки) расположены на расстоянии L3 = 333 мм.

4) Фланец крышки подшипникового узла предназначен для того, чтобы закрыть отверстие подшипникового узла. В данном редукторе предусмотрены врезные крышки.

5) Фланец для крышки смотрового окна предназначен для крепления крышки маслоуказателя для контроля уровня масла. Крепится двумя винтами М5 на расстоянии L5 = 50 мм друг от друга.

Детали и элементы корпуса редуктора:

1) Смотровой люк служит для контроля сборки и осмотра редуктора при эксплуатации. Он расположен на верхней крышке корпуса, что позволяет также использовать его для заливки масла. Люк закрывают крышкой, совмещенной с отдушиной, предназначенной для сообщения внутренней полости редуктора с внешней средой, чтобы предотвратить повышение давления внутри корпуса вследствие нагрева масла. Крышка крепится к корпусу винтами с потайной головкой. Для того чтобы внутрь корпуса не попала пыль, под крышку установлена прокладка.

2) Установочные штифты служат для фиксации относительного положения крышки корпуса и основания при последующих сборках. Используется 2 конических штифта диаметром d = 8 мм и длиной l = 40 мм.

3) Отжимные винты предназначены для того, чтобы обеспечить разъединение склеенной крышки и основания корпуса при разборке. В данном редукторе применяется 2 винта М10.

4) Проушины предназначены для подъема и транспортировки крышки корпуса и собранного редуктора. Проушины отлиты заодно с крышкой корпуса редуктора.

5) Отверстие под маслоуказатель и сливную пробку. Оба отверстия расположены рядом на одной стороне основания корпуса в доступном для контроля и использования месте. Нижняя кромка сливного отверстия расположена на уровне днища и выполнена с уклоном 1…2° в сторону отверстия. Отверстие под маслоуказатель расположено на высоте достаточной для точного замера верхнего и нижнего уровня масла. При установке маслоуказателя используется уплотнительная прокладка из паронита.

10.4 Выбор смазки. Смазочное устройство

Смазывание зубчатых зацеплений и подшипников применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций.

Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием в масляную ванну). Этот способ применяют для зубчатых передач при окружных скоростях от 0,3 до 12,5 м/с.

Сорт масла выбирается в зависимости от рассчитанных значений контактных напряжений в зубьях σH и фактической окружной скорости колес V по [3, табл. 10.29] используя данные из раздела 2, п.3, 11

Выбираем сорт: И-Г-С-100 (индустриальное для гидравлических системс с антиокислительными присадками, класс кинематической вязкости – 100).

Для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяется из расчета 0,4…0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности [3, с.255]. Для данного редуктора принимаем объем масла равный 2,5л

Устройство смазки подшипников описано в разделе 4, п.6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге курсового проекта разработан привод цепного конвейера. Был подобран и проверен по требуемой мощности и пусковому моменту электродвигатель 4А112М4УЗ. Была рассчитана клиноременная передача, состоящая из четырех клиновых ремней, проверена по условию долговечности ремней. Далее был спроектирован цилиндрический одноступенчатый редуктор, зацепление которого проверено на усталость по контактным напряжениям. Выполнены проверочные расчеты валов редуктора на статическую прочность и выносливость. Также были выполнены проверочные расчёты подшипниковых узлов на статическую и динамическую грузоподъёмность. Была рассчитана предохранительная фрикционная конусная муфта, встроенная в шкив клиноременной передачи. Также подобрана по ГОСТу цепная муфта для соединения тихоходного вала редуктора и приводной звездочки конвейера.

На основе расчетов были составлены сборочные чертежи редуктора и муфты, а также рабочие чертежи тихоходного вала и зубчатого колеса, а также общая схема привода.

Поставленные цели и задачи в ходе проекта были выполнены. Согласно расчетам, привод полностью работоспособен и может обеспечить безотказную работу в течение заданного срока службы.