Федеральное агентство пообразованию
МУРОМСКИЙ ИНСТИТУТ(ФИЛИАЛ)
Государственногообразовательного учреждения высшего
профессиональногообразования
«ВЛАДИМИРСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет Машиностроительный
Кафедра Техническаямеханика
КУРСОВОЙ
ПРОЕКТ
по ДМ и ОК
(наименованиедисциплины)
Тема: Проектированиепривода цепного транспортера
Муром 2008 г.
Содержание
Анализ технического задания
Введение
1. Выбор электродвигателя
2. Кинематический расчет привода
3. Силовой расчет
4. Проектный расчет всех передач привода
4.1 Расчет тихоходной ступени редуктора
4.2 Расчет быстроходной ступени редуктора
5. Расчет цепной передачи
6. Ориентировочный расчет валов. Основные компоновки редуктора
7. Проверочный расчет вала на жесткость и прочность
8. Расчет вала на выносливость
9. Расчет и подбор подшипников качения
10. Окончательный выбор и расчет подшипника
11. Расчет шпоночного соединения
12. Расчет муфты
13. Посадки зубчатого колеса. Звездочкии подшипников
14. Выбор условий смазки
15. Описание конструкции сварнойрамы привода
Список использованной литературы
Приложения, спецификации к сборочномучертежу и общему виду привода
Анализтехнического задания
Режим работы определяетсяусловиями эксплуатации приводимой машины в течение заданного срока службы.Режим работы обычно характеризуется и задаются законом (графиком) изменениярабочей нагрузки в относительных единицах измерения.
График нагрузки можетбыть ступенчатым и плавным.
Мы имеем ступенчатыйграфик нагрузки, который показан на приложении, где Т1, Т2,Т3 – вращательные моменты которые сообщаем машине приводу; t1, t2, t3 – время действия каждого момента.
Время действия пусковогомомента />пуск обычно неучитываются в виду малой относительной продолжительности пускового периода.Однако величина самого момента учитывается при проверке привода на перегрузку.Большинство режимов работы современных машин описывается пятью типовымирежимами, полученных на основе статической обработки реальных режимов нагружениямножества машин.
Общими исходными даннымик расчету привода является график нагрузок, срок службы, серийность или типпроизводства.
Для приводов включающихредукторы, дополнительно бывают заданы: мощность на выходном валу привода Pвых и частота его вращения nвых
Для приводов с конвейеромобычно задаются тяговое усилие F, наприводном барабане (звездочке) и скорость цепи Vλ. В этом случае:
/>
Так как Vλ и Дб известны то:
/>
Срок службы привода можетбыть задан в часах L или в годах.
/>
Кс – суточныйкоэффициент
Кг – годовойкоэффициент
Производствомелкосерийное.
Введение
Редуктором называютмеханизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в видеотдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валурабочей машины. Назначение редуктора – понижение угловой скорости исоответственно повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению сведущим.
Механизмы для повышенияугловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителямиили мультипликаторами. Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементыпередачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
Наиболее распространеныдвухступенчатые горизонтальные редукторы, эти редукторы отличаются простотой,но из-за несимметричного расположения колес на валах повышается концентрациинагрузки на длине зуба.
Применение соосныхредукторов ограничивается случаями, когда в нет необходимости иметь двавыходных кольца быстроходного или тихоходного вала, а совпадение геометрическихосей входного и выходного валов удобно при намеченной общей компоновке привода.В соосных редукторах быстроходная ступень зачастую недогружена, так как силывызывающие в зацеплении колес тихоходной ступени, значительно больше, чем вбыстроходной, а межосевые расстояния ступеней одинаковы.
1.Выбор электродвигателя
1.1 Номинальная мощностьна выходе привода
/>
1.2 На ходим чистотувращения вала
/>
1.3 Находим общий КПДпривода
/>
1.4 Средняя квадратнаямощность на выходе привода с учетом графика его нагрузки. Средняя квадратнаямощность
/>
1.5 Подбираем всеподходящие электродвигатели
/>
1.6 Определим все общиепередаточные числа, которые будем иметь привод при работе с каждым на избранныхэлектродвигателей
/>
1.7 Рекомендуемыйдиапазон возможного общего передаточного числа привода
/>
/>
Подходит 4А100L2У3 Uоб =40,3
/>
2.Кинематический расчет привода
2.1 Общее передаточноечисло привода
/>
2.2 Частоты вращения
/>
Что соответствует задачи
3.Силовой расчет
3.1 Находим рассчитаннуюмощность привода, как можно наибольшую размерную величину
а)/>
б)/>
3.2 Определяем мощностьна валах
/>
3.3 Определяем моменты навалах
/>
3.4 Данные сводим втаблицу№ вала
ni мин-1
Рi Вт
Тi Н·м U I 2800 5500 18.8 3.5 II 800 4878.2 58.1 3.8 III 210.5 4732.8 214.7 3 IV 70.2 4591.8 624.7 1 V 4455 624.7
4.Проектный расчет всех передач привода
4.1 Расчет редуктораначнем с тихоходной ступени, так как она наиболее нагружена.
Желая получить компактныйредуктор выбираем для зубчатых колес материалы.
4.1.1 Выбираем материалышестерни колеса
— для шестерни: Сталь 40ХНВ=240 />
— для колеса: Сталь 40ХНВ=270 />
4.1.2 Допускаемыенапряжения, контактное напряжение
/>
Эквивалент числа цикловнагружения класса 4.
/>4.1.3
/>
4.1.4 Определяемпредельно допускаемые напряжения
/>
4.1.5 Так перед работы взакрытой масляной ванне то прочность ограничена контактными напряжениями
/>
/>
4.1.6 Окружная скоростьколес передачи
/>
ГОСТ 16162-70 7 ст.точности
Передача общегомашиностроения не требующая особой точности
4.1.7 Проверяем зубьяколес на контактную прочность
/>
/>
4.1.8 Проверяем зубьяколес на изгиб и выносливость
/>
4.1.10 Проверяем прочностьпри перегрузке
/>
Силы в зубчатомзацеплении колес 3 и 4
/>
4.2Расчет быстроходной ступени редуктора
/>
Передаточное число: /> продолжительность работы t=15768
4.2.1 Выбираем материал
/>4.2.2 />
4.2.3
/>
4.2.4 коэффициентдолговечности
/>
Принимаем за />
4.2.5 Предел контактной выносливостиповерхности зубьев
/>
4.2.6 Определение допускаемых напряженийизгиба
/>
/>
4.2.7 Принимаем />
Принимаем />
4.2.8 Находим коэффициент ширины зубчатыхколес
/>
/>
7 степень точности
Проверяем зубья колеса 2на контактную выносливость
/>
/>
4.2.9 Проверяем зубья колес на изгибающуювыносливость
/>
4.2.11 Проверяемстатическую прочность при пусковой перегрузке
/>
Силы в зубчатомзацеплении 2 и 1
/>
/>
4.2.12
/>
Дальнейшие расчеты схожис расчетами тихоходной ступени.
5.Расчет цепной передачи
/>
5.1 />
5.2 Число звеньев цепи
/>
5.3 Уточняем межосевоерасстояние
/>
5.4 Средняя скорость цепи
/>
5.5 Делительный диаметрзвездочек
/>
Материал для звезд. цепи40Х для пластин цепи, Ст45 для валиков, Ст20Х вкладыш.
5.6 Окружное усилие
/>
5.7 Проверяем среднеедавление
/>
Число рядов т=1
5.8 Наружный диаметр
/>
5.9 Центробежное усилие
/>
5.10 Проверяемкоэффициент запаса прочности
/>
6.Ориентировочный расчет валов. Основные компоновки редуктора
6.1 Проектный расчетвалов
/>
6.2 Расчет тихоходноговала
/>
6.3 Определяем реакцииопор
/>
направляем в другуюсторону
/>
6.4 Проверка наусталостную прочность
/>
Вал тихоходный
/>
7.Проверочный расчет вала на жесткость и прочность
7.1 Уточняем диаметр валав опасных сечениях
/>
7.2 Выполняем проверочныйрасчет тихоходного вала выбираем материал вала Ст35
/>
Уточняем диаметр вала всечениях ВС.
/>
7.3 Момент сопротивлениясечения
/>
7.4 Амплитуда нормальныхнапряжений
/>
7.5 Коэффициент запасапрочности по нормальным напряжениям
/>
7.6 Полярный моментсопротивления
/>
7.7 Амплитуда и среднеенапряжение цикла касательных напряжений
/>
7.8 Коэффициент запасапрочности по касательному напряжению
/>
7.9 Коэффициент запасапрочности
/>
Для обеспечения прочностикоэффициент запаса должен быть не меньше 1,5÷1,7. Учитывая требованияжесткости рекомендуемая [n]=2,5÷3,6.Полученное значение n=2,34 достаточно.
8.Расчет вала на выносливость
8.1 Расчет будем проводитьдля тихоходного вала. Так как амплитуда напряжения изгиба:
/>
8.2 Амплитудноенапряжение кручения вала
/>
8.3 Среднее напряжениеизгиба
/>
8.4 Предел выносливости
/>
9.Расчет и подбор подшипников качения
9.1 Составляем расчетнуюсхему вала 3
/>
9.2 Суммарные радиальныенагрузки подшипника на номинальной опоре А работы редуктора
/>
9.3 Эквивалент нагрузкиподшипника
9.3.1 Коэффициентэквивалентной нагрузки
/>
9.3.2 Нагрузка на опорах
/>
Осевой нагрузки нет
9.4 Принимаем подшипникрадиально- однорядный α=0
С=20000
С0=14000
ГОСТ 8338-75 Расчетный207 подшипник легкой серии
9.5
/>
9.6 Параметр осевойнагрузки
/>
9.7 Для такогосоотношения величин нагрузок окончательно принимаем установку шарикоподшипникарадиально- однорядный с углом контакта α=0.
Уточняем его серию икоэффициент радиальной нагрузки
х=1; у=0
9.8 Эквивалентнаядинамическая радиальная нагрузка
/>
9.9 Динамическаягрузоподъемность
/>
Подшипник подходит
9.10
/>
9.11 Рассчитываемподшипник в опоре А
/>
Легкая серия 207 С=20000>15004,6Н
9.12
/>
9.13
/>
Подшипник легкой серии207
/>
10.Окончательный выбор и расчет подшипника
10.1
/>
10.2 Определяемдинамическую и эквивалентную нагрузку подшипников
/>
Требуемая динамическаягрузоподъемность
/>
Подшипник подходит.
11.Расчет шпоночного соединения
/>11.1Расчет на смятие
Ø30мм />/>/>
/>/>
где Т – передаваемыйвращательный момент, Н·мм;
d – диаметр вала в месте установкишпонки;
lp – рабочая длина шпонки.
При скруглённых торцах lp=l-b
/>/> — условие выполняется
11.2 Расчет на смятие
Ø40мм />/>
/>/> — условие выполняется
/>/> - условие выполняется
11.3 Расчет на смятие
Ø50мм />
/>/> — условие выполняется
/>/>
/> — условие выполняется
/> условие выполняется следовательношпонки выбраны верно.
12.Расчет муфты
Для муфты [T]=1400Н·м
Допускаемая частотавращения n=5000
Конструктивные параметрывтулок муфты:
модуль зубьев т=2,5мм,
число зубьев Z=38,
длина зуба в=15мм.
Проверяем зубья втулок иобоймы на смятие по максимальному нагрузочному моменту муфты 4
/>
Условие прочности зубьеввыполняются назначением параметра контакта муфты.
Посадка втулок на валыредуктора и приводного устройства конвейера Ø150 Н7/h7 совместно со шпоночным соединением.Смещение валов редуктора и привода вала конвейера
осевое 2,2мм
радиальное 0,6 мм
угловое 0016Iград
где радианы смотреть потаблице
/>
при Δ=75мм
d=50мм
13.Посадки зубчатого колеса. Звездочки и подшипников
Посадки назначаем всоответствии с данными.
Посадка зубчатого колесана вал Н7/р6 соответствует легкопрессовой посадке 2-го класса точности.
Посадка звездочки цепнойпередачи на вал редуктора Н8/h8.
Шейки валов подподшипники выполняем с отклонением вала К6, чему соответствует Нn. Отклонения отверстий в корпусе поднаружные кольца по Н7.
14.Выбор условий смазки
Выбираем способ смазкидля редуктора то есть, погружение зубчатого колеса в масло, которое залито вкорпусе. Глубина погружения зубчатого колеса находится в пределах от 0,75 до 2высот зубьев.
Объем масляной ванны принимаемтаким, чтобы обеспечить отвод выделяющегося тепла к стенкам корпуса, а толщинумасленого слоя между зубчатым колесом и корпусом возьмем достаточно больше,чтобы продукты износа могли оседать на дне, а не на рабочих деталях.
Редуктор залит маслом автотракторнымАК15 ГОСТ 1862-63.
При смазке зубчатогоколеса окунаемых подшипники качения смазываются из картера в результатеразбрызгивания масла зубчатыми колесами, образовавшегося масляного тумана.
15.Описание конструкции сварной рамы привода
При монтаже следуетсоблюдать определенные требования точности положения одной сборочной единицыотносительно другой, например электродвигателя и редуктора. Для обеспеченияэтого требования механизмы привода устанавливают на сварных рамах или литыхплитах. Рамы выполняют сварными из листовой стали и профильного проката –уголков или швеллеров при выпадении сварных рам из швеллеров их располагают дляудобства постановки болтов полными наружу. На внутреннюю поверхность полкинакладывают после шайбы или наваривают косые накладки, которые способствуютвыравниванию опорную поверхность под головки болтов.
Так как рама при сваркекоробится, то все опорные поверхности, на которые устанавливают механизмыпривода, обрабатывают после сварки. Опорные поверхности плиты должны обрабатываться,и их следует, отделять от черных поверхностей. По этому в этих местах толщинустенки надо увеличить аналогично пластинам в сварных рамах.
16.Список использованной литературы
1. Иванов М.Н.Детали машин. 1984
2. Иванов М.Н.,Иванов В.Н. детали машин. Курсовое проектирование. 1975
3. Дунаев П.Ф.,Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. 1978, 2003
4. Зелинский В.В.Методические указания к курсовому проектированию по деталям машин. 1985
5. Зелинский В.В.Расчет зубчатых и червячных передач. Методические указания к курсовомупроектированию. 2002
6. Малясов В.В.,Зелинский В.В. Проектирование валов и осей. Методические указания. 2006
7. Малясов В.В.,Зелинский В.В. Проектирование опор валов и осей. методические указания. 2006
8. Малясов В.В.,Зелинский В.В. Муфты. Подбор и расчет. Методические указания. 2006
9. Решетов Д.М.Атлас «Детали машин. Конструкции». 1968
10. Анфилов М.И.Редукторы. Атлас. 1972