Проектирование привода силовой установки
Техническая характеристика привода конвейера. Предварительный кинематический расчет. Выбор материалов для зубчатых колес и методов упрочнения. Основные размеры корпуса и крышки редуктора. Расчет реакций опор редуктора и внутренних силовых факторов валов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.07.2010 |
| Размер файла | 731,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
21
Оглавление
- Техническая характеристика привода конвейера
- Предварительный кинематический расчет
- Энергетический расчет
- Выбор материалов для зубчатых колес и методов их упрочнения
- Расчеты на прочность зубчатых колес
- Основные размеры корпуса и крышки редуктора
- Предварительный расчет на прочность валов, подбор подшипников
- Уточненный силовой расчет редуктора
- Расчет реакций опор редуктора
- Расчет внутренних силовых факторов валов
- Проверка прочности шпоночных соединений
- Выбор муфт
- Список использованной литературы
Техническая характеристика привода конвейера
Привод конвейера включает двигатель поз.1, одноступенчатый редуктор поз.3, 4 и открытую зубчатую передачу поз.5,6. Вал двигателя и ведущий вал редуктора соединены упругой муфтой поз.2.
Известны: F - сила полезного сопротивления движению ленты конвейера (протяжка ленты осуществляется с помощью барабана поз.7); D - диаметр барабана; v - скорость протяжки ленты конвейера; Ксут - коэффициент загрузки оборудования в сутки по часам; ц - угол наклона линии центров открытой зубчатой передачи. Момент силы F может кратковременно отклоняться от своего номинального значения (Мном), увеличиваясь до Мпуск при пусках и до Мmax при перегрузках. Нагрузка на ленту конвейера близка к постоянной. Срок службы привода без ремонта редуктора 5 лет. Выбор материалов зубчатых колес ограничен следующим перечнем: стали 35, 45Х, 40ХНМА. Производство приводов крупносерийное.
F = 3,5 кН; v = 0,8 м/с; D = 250 мм; ц = 0°; Ксут = 0,2; Мпуск/ Мном = 1,5; Мmax / Мном = 1,6.
ТМКП.220101.001 ПЗ
Предварительный кинематический расчет
Цель этого расчета - определение ориентировочного значения частоты вращения вала двигателя.
Найдем частоту вращения исполнительного элемента механизма:
nIII = 0,8 · 60/р · 0,25 = 61 об/мин.
Проектируемый механизм двухступенчатый. Ориентировочно назначим для быстроходной ступени передаточное отношение i3.4 = 5 (будет замедлять движение в 5 раз).
Для тихоходной ступени назначим i5.6 = 3 (замедляет движение в 3 раза). Следовательно, для всего механизма передаточное отношение:
imax = i3.4 · i5.6 = 5 · 3 = 15, так как
iмех = nI / nIII, nI = nIII · iмех = 61· 15 = 915 об/мин - ориентировочное значение частоты вращения вала электродвигателя.
Энергетический расчет
Выбор двигателя.
Расчет включает определение мощности движущих сил, которую должен развивать двигатель.
Мощность полезных сопротивлений на выходном валу механизма:
РIII = F · v = 3,5 · 0,8 = 2,8 кВт.
Для определения мощности двигателя учтем потери энергии в механизме. Известно, что КПД устройства есть отношение полезной работы к затраченной. В данном случае применим работу в единицу времени - мощности.
з = РIII / PI, следовательно, РI = PIII / змех
змех = з3,4 · з5,6; з3,4 = 0,97; з5,6 = 0,95.
РI = PIII / (з3,4 · з5,6) = 2,8/ (0,97 · 0,95) = 3 кВт.
Выбираем двигатель с запасом мощности: 4А112МА6.
Рном = 3 кВт, nдв = 955 об/мин, dв = 32 мм.
Уточненный кинематический расчет.
При выбранном двигателе передаточное отношение механизма:
iмех = nдв / nIII = 15,5
Разобьем это передаточное отношение на две ступени. Для быстроходной ступени принимаем i3,4 = 5 - это передаточное отношение можно реализовать при следующих числах зубьев: z3 = 21, z4 = 105.
Для тихоходной ступени принимаем:
i5.6 = iмех / i3.4 = 15,5/5 = 3,1; z5 = 30, z6 = 93.
Фактическое передаточное отношение:
iфмех = i3.4 · i5.6 = 5 · 3,1 = 15,5
nI = nдв = 955 об/мин;
nII = nI / i3.4 = 955/5 = 191 об/мин;
nIII = nII / i5.6 = 61,6 об/мин.
Угловые скорости валов:
щI = рnI / 30 = 3,14 · 955/30 = 99,9 рад/с;
щII = рnII / 30 = 20 рад/с;
щIII = рnIII / 30 = 6,45 рад/с;
Предварительный силовой расчет.
РI = Pдв = 3 кВт;
РII = PI · з3,4 = 3 · 0,97 = 2,91 кВт;
РIII = PII · з5.6 = 2,91 · 0,95 = 2,76 кВт;
МI = РI / щI = 3/99,9 = 0,03 кН · м = 30 Н · м;
МII = РII / щII = 2,91/20 = 0,14 кН · м = 140 Н · м;
МIII = РIII / щIII = 2,76/6,45 = 0,427 кН · м = 427 Н · м;
Выбор материалов для зубчатых колес и методов их упрочнения
Проектируемый редуктор относится к изделиям индивидуального производства, поэтому выбираем материал со средним значением прочностных характеристик - сталь 45Х.
Для упрочнения поверхности зубьев назначим термообработку "улучшение" и учтем, что твердость шестерни должна быть приблизительно на 20 единиц по шкале Бринелля больше твердости колеса.
Принимаем: для шестерни улучшение НВ 280,для колеса улучшение НВ 260.
Материал имеет следующие характеристики прочности:
предел прочности уВ = 850 МПа, предел текучести уТ = 580 МПа.
Для обеспечения расчета на выносливость установим базовые числа циклов перемен напряжений для шестерни и колеса:
NHO1 = 20 · 106, NHO2 = 17 · 106.
При выбранных марке стали и термообработке толщина материала (s) не должна превышать 80 мм: s ? 80 мм. В дальнейшем это обстоятельство учтем при конструировании зубчатых колес.
Для определения соотношения рабочей ширины зубчатого зацепления и диаметра шестерни зададим значение коэффициента ширины зубчатого венца для цилиндрической передачи: цbd = 1.
Им соответствуют:
КНВ = 1,05; КFB = 1,1 и КНВ = 1,06; КFB = 1,23.
Назначим ресурс проектируемого изделия, учитывая, что данный редуктор должен работать пять лет по 300 дней в году с коэффициентом загрузки в сутки Ксут = 0,5.
Получим ресурс изделия:
Lh = 5 · 300 · 24 · 0,2 = 7200 часов.
Расчеты на прочность зубчатых колес
Расчеты на прочность зубчатых колес быстроходной и тихоходной ступени проведем на ЭВМ.
На последующих листах приведем исходные данные и результаты расчетов, полученных на ЭВМ.
КОМПЬЮТЕРНАЯ РАСПЕЧАТКА ДАННЫХ ПРОЕКТИРОВОЧНОГО РАСЧЕТА НА ВЫНОСЛИВОСТЬ ПЕРЕДАЧ ЗУБЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ БЫСТРОХОДНОЙ СТУПЕНИ РЕДУКТОРА
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.
Материал зубчатых колес - Сталь 45Х.
Термообработка:
шестерни - Улучшение НВ 280, колеса - Улучшение НВ 260.
Ресурс 7200 часов.
Частота вращения шестерни 955 об/мин.
Передаточное число 5.
Базовое число циклов перемен напряжений:
шестерни 20000000 циклов, колеса 17000000 циклов.
Угол наклона зуба 10 градусов (ориентировочное значение).
Число зубьев шестерни 21 (ориентировочное значение).
Крутящий момент на шестерне: 30 ньютон-метров.
Коэффициент ширины шестерни относительно диаметра 1.
Коэффициенты нагрузки: КНВ = 1,05; КFB = 1,1.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
Допускаемое контактное напряжение: 499,09 МПа.
Допускаемое напряжение изгиба зубьев: 201,60 МПа.
Межосевое расстояние, определенное из условия
контактной выносливости: 109,22 мм.
Модуль зацепления, определенный из условия
выносливости при изгибе зубьев: 1,28 мм.
Определенные из условия контактной выносливости:
начальный диаметр шестерни 36,00 мм,
ширина зубчатого венца 36,00 мм.
Фамилия, имя пользователя ЭВМ - Бергевич.
Статус пользователя ЭВМ - Студент.
Структурное подразделение - Учебная группа ЭП-06СПО.
КОМПЬЮТЕРНАЯ РАСПЕЧАТКА ДАННЫХ ПРОЕКТИРОВОЧНОГО РАСЧЕТА НА ВЫНОСЛИВОСТЬ ПЕРЕДАЧ ЗУБЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТИХОХОДНОЙ СТУПЕНИ РЕДУКТОРА
09.04.2008
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Материал зубчатых колес - Сталь 45Х.
Термообработка:
шестерни - Улучшение НВ 280, колеса - Улучшение НВ 260.
Ресурс 7200 часов.
Частота вращения шестерни 191 об/мин.
Передаточное число 3.
Базовое число циклов перемен напряжений:
шестерни 20000000 циклов, колеса 17000000 циклов.
Угол наклона зуба 10 градусов (ориентировочное значение).
Число зубьев шестерни 30 (ориентировочное значение).
Крутящий момент на шестерне: 140 ньютон-метров.
Коэффициент ширины шестерни относительно диаметра 1.
Коэффициенты нагрузки: КНВ = 1,05; КFB = 1,1.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
Допускаемое контактное напряжение: 499,09 МПа.
Допускаемое напряжение изгиба зубьев: 201,60 МПа.
Межосевое расстояние, определенное из условия
контактной выносливости: 126,03 мм.
Модуль зацепления, определенный из условия
выносливости при изгибе зубьев: 1,65 мм.
Определенные из условия контактной выносливости:
начальный диаметр шестерни 62,32 мм,
ширина зубчатого венца 62,32 мм.
Фамилия, имя пользователя ЭВМ - Бергевич.
Статус пользователя ЭВМ - Студент.
Структурное подразделение - Учебная группа ЭП-06СПО.
Дата
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРОВЕРОЧНЫЙ ПЕРЕДАЧ ЗУБЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ С НЕПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ
16.04.2008
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Материал зубчатых колес - Сталь 45Х.
Термообработка: шестерни - Улучшение НВ 280, колеса - Улучшение НВ 260.
Пределы текучести материала: шестерни 580 МПа, колеса 580 МПа.
Пределы прочности материала: шестерни 850 МПа, колеса 850 МПа.
Ресурс 7200 часов.
Частота вращения шестерни 955 об/мин.
Передаточное число 5.
Базовое число циклов перемен напряжений:
шестерни 80000000 циклов, колеса 15000000 циклов.
Угол наклона зуба 10,9424989068669 градусов.
Крутящий момент на шестерне: 30 ньютон-метров.
Коэффициенты нагрузки: КНВ = 1,05; КFB = 1,1.
Начальный диаметр шестерни: 36,6666666666667 мм. Модуль: 2 мм.
Рабочая ширина зубчатого колеса: 36 мм.
Степень точности изготовления зубчатых венцов: 8.
Коэффициент кратковременных перегрузок: 1,6.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
К условию контактной выносливости:
допускаемое контактное напряжение: 499,09 МПа,
расчетное контактное напряжение: 486,32 МПа.
К условию статической прочности по контактным напряжениям:
допускаемое предельное контактное напряжение: 1624,00 МПа,
расчетное предельное контактное напряжение: 615,15 МПа.
К условию изгибной выносливости:
допускаемые напряжения изгиба зубьев:
шестерни 236,88 МПа, колеса 219,96 МПа
расчетные напряжения изгиба зубьев:
шестерни 91,77 МПа, колеса 79,80 МПа.
К условию статической прочности по напряжением изгиба:
предельные допускаемые напряжения изгиба зубьев:
шестерни 464,00 МПа, колеса 464,00 МПа.
предельные расчетные напряжения изгиба зубьев:
шестерни 146,83 МПа, колеса 127,68 МПа.
Контрольные параметры, определенные по начальному диаметру шестерни, модулю зацепления, углу наклона зубьев и передаточному числу:
межосевое расстояние: 110,000000
число зубьев шестерни, рассчитанное на ЭВМ: 18,00000
число зубьев колеса, рассчитанное на ЭВМ: 90,00000
Фамилия, имя пользователя ЭВМ - Бергевич.
Статус пользователя ЭВМ - Студент.
Структурное подразделение - Учебная группа ЭП-06СПО.
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ПРОВЕРОЧНЫЙ ПЕРЕДАЧ ЗУБЧАТЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ С НЕПРЯМЫМИ ЗУБЬЯМИ
23.04.2008
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Материал зубчатых колес - Сталь 45Х.
Термообработка: шестерни - Улучшение НВ 280, колеса - Улучшение НВ 260.
Пределы текучести материала: шестерни 580 МПа, колеса 580 МПа.
Пределы прочности материала: шестерни 850 МПа, колеса 850 МПа.
Ресурс 7200 часов.
Частота вращения шестерни 191 об/мин.
Передаточное число 3.
Базовое число циклов перемен напряжений:
шестерни 80000000 циклов, колеса 15000000 циклов.
Угол наклона зуба 10,9424989068669 градусов.
Крутящий момент на шестерне: 140 ньютон-метров.
Коэффициенты нагрузки: КНВ = 1,05; КFB = 1,1.
Начальный диаметр шестерни: 62,32 мм. Модуль: 2 мм.
Рабочая ширина зубчатого колеса: 62,32 мм.
Степень точности изготовления зубчатых венцов: 8.
Коэффициент кратковременных перегрузок: 1,6.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
К условию контактной выносливости:
допускаемое контактное напряжение: 499,09 МПа,
расчетное контактное напряжение: 224,10 МПа.
К условию статической прочности по контактным напряжениям:
допускаемое предельное контактное напряжение: 1624,00 МПа,
расчетное предельное контактное напряжение: 283,46 МПа.
К условию изгибной выносливости:
допускаемые напряжения изгиба зубьев:
шестерни 236,88 МПа, колеса 219,96 МПа
расчетные напряжения изгиба зубьев:
шестерни 28,86 МПа, колеса 27,54 МПа.
К условию статической прочности по напряжением изгиба:
предельные допускаемые напряжения изгиба зубьев:
шестерни 464,00 МПа, колеса 464,00 МПа.
предельные расчетные напряжения изгиба зубьев:
шестерни 46,18 МПа, колеса 44,06 МПа.
Контрольные параметры, определенные по начальному диаметру шестерни, модулю зацепления, углу наклона зубьев и передаточному числу:
межосевое расстояние: 124,640000
число зубьев шестерни, рассчитанное на ЭВМ: 30,59345
число зубьев колеса, рассчитанное на ЭВМ: 91,78036
Фамилия, имя пользователя ЭВМ - Бергевич.
Статус пользователя ЭВМ - Студент.
Структурное подразделение - Учебная группа ЭП-06СПО.
Основные размеры корпуса и крышки редуктора
Толщина стенок:
д = 0,025б + 1 = 0,025 · 100 + 1 = 3,5 мм
д1 = 0,02б + 1 = 0,02 · 100 + 1 = 3 мм
Принимаем: д = д1 = 8 мм
Толщина поясов стыка: b = b1 = 1,5д = 1,5 · 8 = 12 мм
Толщина бобышки крепления на раму:
p = 2,35д = 2,35 · 8 = 18 мм
Диаметры болтов:
d1 = 0,03б + 12 = 0,03 · 100 + 12 = 15 мм - М16
d2 = 0,75d1 = 0,75 · 16 = 12 мм - М12
d3 = 0,6d1 = 0,6 · 16 = 9,6 мм - М10
d4 = 0,5d1 = 0,5 · 16 = 8 мм - М8
Предварительный расчет на прочность валов, подбор подшипников
Для изготовления валов назначаем сталь 45 и при этом учитываем, что в дальнейшем может появиться необходимость замены марки стали. В частности, для вал-шестерни будет назначен тот же материал, что и для зубчатого венца.
Проектировочный расчет диаметра вала ведем по напряжениям, возникающим при кручении:
dв ? ,
где МК - крутящий момент, [ф] = 20-35 МПа - допускаемые касательные напряжения (значения занижены в порядке компенсации неучета в этом расчете напряжений изгиба).
Диаметр тихоходного вала:
dII = ? = 0,027 м = 27 мм.
Принимаем диаметр посадки шестерни тихоходной ступени dII = 27 мм. Для посадки подшипника назначаем d = 30 мм.
Для опор тихоходного вала выбираем подшипник шариковый радиально-упорный 46306 по ГОСТ 831-75. Его размеры: d = 30 мм, D = 72 мм, В = 19 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 32,6 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 18,3 кН.
Диаметр быстроходного вала:
dI = ? = 0,019 м = 19 мм.
Быстроходный вал соединяется муфтой с валом электродвигателя, диаметр которого dД = 27 мм. Значения диаметров, соединяемых валов не должны отличаться более, чем на 25%. Поэтому сначала находят ориентировочно dM ? 0,75dД. Окончательно принимаем диаметр посадки муфты на быстроходный вал d = 20 мм.
Для посадки подшипника назначаем d = 25 мм. Сравнивая значения этих диаметров с размерами зубчатого венца шестерни, принимаем решение о конструировании быстроходного вала в виде вал-шестерни.
Для его опор выберем подшипник: шариковый радиально-упорный 46305 по ГОСТ 831-75. Его размеры: d = 25 мм, D = 62 мм, В = 17 мм.
Динамическая грузоподъемность подшипника: С = 26,9 кН.
Статическая грузоподъемность Со = 14,6 кН.
Уточненный силовой расчет редуктора
Определим усилия в зубчатых зацеплениях.
Быстроходная ступень:
окружное: Ft1 = Ft2 = 2MI / d1 = 2 · 30/0,0367 = 1634,88 H
радиальное: Fr1 = Fr2 = Ft1 · tgб / cosв = 1634,88 · tg 20°/cos 10,94° = 607,2 H
осевое: Fб1 = Fб2 = Ft1 · tgв = 1634,88 · tg 10,94° = 316 H
Тихоходная ступень:
окружное: Ft3 = Ft4 = 2MII / d3 = 2 · 140/0,0623 = 4423,38 H
радиальное: Fr3 = Fr4 = Ft3 · tgб / cosв = 4423,38 · tg 20°/cos 10,94° = 1641,6 H
осевое: Fб3 = Fб4 = Ft3 · tgв = 4423,38 · tg 10,94° = 855 H
Расчет реакций опор редуктора
Значения реакций опор валов необходимы для проверки работоспособности валов и подшипников. Наибольшее опасение по работоспособности вызывает тихоходный вал редуктора и его опоры, так как там наблюдаются наибольшие нагрузки - силы, возникающие в зацеплении.
Из эскизной компоновки редуктора: l1 = 36,5 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz: Rx1 = Rx2 = Ft / 2 = 1635/2 = 817,5 Н;
в плоскости yz: Ry1= (1/2l1) (Fr1l1 + Fa1d1/2) = (1/2·36,5) (607·36,5 + 316·36,7/2) = 384 H;
Ry2= (1/2l1) (Fr1l1 - Fa1d1/2) = (1/2·36,5) (607·36,5 - 316·36,7/2) = 223 H.
Проверка: Ry1 + Ry2 - Fr1 = 384 + 223 - 607 = 0.
Суммарные реакции:
Pr1 = = = 903 H;
Pr2 = = = 847 H.
Проверяем подшипники по более нагруженной опоре 1.
Эквивалентная нагрузка:
Рэ = (XVPr1 + YPa1) KбKT,
в которой радиальная нагрузка Pr1 = 903 H; осевая нагрузка Pa1 = Fa1 =316 H; V = 1 -
вращается внутреннее кольцо; коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров Kб = 1; КТ = 1.
Отношение Fa1/Со = 316/14600 = 0,022; этой величине соответствует е = 0,21.
Отношение
Рa1/Pr1 = 316/903 = 0,35 > е; Х = 0,45; Y = 1,97.
Рэ = (0,45·903 + 1,97· 316) = 1029 H.
Расчетная долговечность, млн. об:
L = (C/Pэ) 3 = (26900/1029) 3 = 17865 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh = L·106/60n = 17865·106/60·955 = 31·104 ч,
что больше установленных ГОСТ 16162-85. Подшипник выбран, верно.
Рассмотрим тихоходный вал редуктора.
Из эскизной компоновки редуктора: l2 = 37,5 мм, l3 = 51 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz:
Rx3 = (1/2l2) (Ft3l3 + Ft2l2) = (1/2·37,5) (4423·51 + 1635·37,5) = 3690 Н;
Rx4 = (1/2l2) [ (Ft2l2 - Ft3 (2l2 + l3)] = (1/2·37,5) (1635·37,5 - 4423·126) = - 6478 Н;
Проверка: Rx3 + Rx4 + Ft3 - Ft2 = 3690 - 6478 + 4423 - 1635 = 0.
в плоскости yz:
Ry3= (1/2l2) (Fr2l2 - Fa2d2/2 + Fr3l3 - Fa3d3/2) = (1/2·37,5) (607·37,5 - 316·63,3/2 + 1642·51 -
855·62,3/2) = 908 H;
Ry4= (1/2l2) [ (-Fr2l2 - Fa2d2/2 + Fr3 (2l2 + l3) - Fa3d3/2) = (1/2·37,5) (-607·37,5 - 316·63,3/2 + 1642·126 - 855·62,3/2) = 1943 H;
Проверка: Ry3 - Ry4 - Fr2 + Fr3 = 908 - 1943 - 607 + 1642 = 0.
Суммарные реакции:
Pr3 = = = 3800 H; Pr4 = = = 6507 H.
Проверяем подшипники по более нагруженной опоре 4.
Эквивалентная нагрузка:
Рэ = (XVPr4 + YPa4) KбKT,
в которой радиальная нагрузка Pr4 = 6507 H; осевая нагрузка Pa4 = Fa4 = 855 H; V = 1 -
вращается внутреннее кольцо; коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров Kб = 1; КТ = 1.
Отношение Fa4/Со = 855/18300 = 0,037; этой величине соответствует е = 0,23.
Отношение Рa4/Pr4 = 855/6507 = 0,13 > е; Х = 0,56; Y = 1,88.
Рэ = (0,56·6507 + 1,88· 855) = 5251 H.
Расчетная долговечность, млн. об:
L = (C/Pэ) 3 = (32600/5251) 3 = 240 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh = L·106/60n = 240·106/60·191 = 37·103 ч,
что больше установленных ГОСТ 16162-85. Подшипник выбран, верно.
Расчет внутренних силовых факторов валов
В проектируемом редукторе два вала - быстроходный и тихоходный. Быстроходный изготовлен, как вал-шестерня. Это значит, он усилен в наиболее нагруженном сечении за счет зубчатого венца.
Кроме того, избыток его прочности заложен в проектировочном расчете. Рассмотрим быстроходный вал. Опасное сечение - шестерня. Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана нарезкой зубьев. Найдем значения изгибающих моментов в наиболее опасном сечении:
Му = Rx1l1 = 817,5 ·0,0365 = 30 Н·м;
Мх = Rу1l1 = 384·0,0365 = 25 Н·м;
Мсеч = = = 39 Н·м.
Определим диаметр вала в опасном сечении по совместному действию изгиба и кручения:
Мпр = = = 47 Н·м.
dсеч = = = 20 мм < d = 36,7 мм.
Прочность вала обеспечена.
Рассмотрим тихоходный вал. Опасное сечение - опора 4. Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.
Найдем значения изгибающих моментов в наиболее опасном сечении:
Му = Ft3l3 = 4423·0,051 = 226 Н·м;
Мх = Fr3l3 + Fa3d3/2 = 1642·0,051 + 855·0,0623/2 = 112 Н·м;
Мсеч = = = 253 Н·м.
Материал вала - сталь 45, НВ = 240, ув = 780 МПа, ут = 540 МПа, фт = 290 МПа,
у-1 = 360 МПа, ф-1 = 200 МПа, шф = 0,09, табл.10.2 [2].
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
уа = уu = Мсеч / 0,1d3 = 253 · 103/0,1 · 303 = 67,3 МПа
фа = фк /2 = ТII / 2 · 0,2d3 = 140 · 103/0,4 · 303 = 7,6 МПа
Ку / Кdу = 3,8 табл.10.13 [2] ; Кф / Кdф = 2,2 табл.10.13 [2] ;
KFу = KFф = 1 табл.10.8 [2] ; KV = 1 табл.10.9 [2].
KуД = (Ку / Кdу + 1/КFу - 1) · 1/KV = (3,8 + 1 - 1) · 1 = 3,8
KфД = (Кф / Кdф + 1/КFф - 1) · 1/KV = (2,2 + 1 - 1) · 1 = 2,2
у-1Д = у-1/KуД = 360/3,8 = 94,7 МПа
ф-1Д = ф - 1/KфД = 200/2,2 = 91 МПа
Sу = у-1Д / уа = 94,7/67,3 = 1,7; Sф = ф - 1Д / ф а = 91/7,6 = 12
S = Sу Sф / = 1,7 · 12/ = 2,6 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена. Смазка.
Смазка зубчатых зацеплений осуществляется окунанием меньшего зубчатого колеса в масло на полную высоту зуба.
Вязкость масла по табл.11.1 [2]:
V1 = 2,8 м/с - V40° = 28 мм2/с
По таблице 11.2 [2] принимаем масло индустриальное И-Г-А-32, у которого
V40°C = 26-32 мм2/с.
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.
Проверка прочности шпоночных соединений
Напряжение смятия:
усм = 2Т / d (l - b) (h - t1) < [у] см = 120 МПа
Ведущий вал Ш20 мм, шпонка 6 Ч 6 Ч 40, t1 = 3,5 мм.
усм = 2 · 7,6 · 103/20 · (40 - 6) (6 - 3,5) = 8,12 МПа < [у] см
Ведомый вал Ш35 мм, шпонка 10 Ч 8 Ч 36, t1 = 5 мм.
усм = 2 · 140 · 103/35 · (36 - 10) (8 - 5) = 91,8 МПа < [у] см
Ведомый вал Ш27 мм, шпонка 7 Ч 7 Ч 50, t1 = 4 мм.
усм = 2 · 140 · 103/27 · (50 - 7) (7 - 4) = 80,4 МПа < [у] см
Выбор муфт
Муфта, соединяющая ведущий вал с валом электродвигателя.
Диаметр конца вала: Ш20 мм.
По ГОСТ 21424-93 принята муфта:
Муфта 63-20-1-У3 ГОСТ 21424-93.
[М] = 63 Н · м, D Ч L = 100 Ч 104.
В нашем случае: МI = 30 Н · м
Запас у муфты большой, поэтому проверять втулки резиновые на смятие и пальцы на изгиб нет надобности.
Список использованной литературы
1. С.А. Чернавский и др. - Курсовое проектирование деталей машин,
2. Москва, "Машиностроение", 1988 г.
3. П.Ф. Дунаев, С.П. Леликов - Конструирование узлов и деталей машин,
4. Москва, "Высшая школа", 1998 г.
5. М.Н. Иванов - Детали машин, Москва, "Высшая школа", 1998 г.
6. А.Е. Шейнблит - Курсовое проектирование деталей машин,
7. Калининград, "Янтарный сказ", 2002 г.
Подобные документы
Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода. Расчет зубчатых колес редуктора. Предварительный расчет валов. Выбор подшипников. Конструктивные размеры вала шестерни, ведомого вала и зубчатого колеса. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
курсовая работа [614,5 K], добавлен 13.04.2015Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Расчет тихоходной и быстроходной ступеней, зубчатых передач редуктора. Предварительный расчет валов. Конструктивные размеры зубчатых колес. Размеры корпуса редуктора, его эскизная компоновка.
курсовая работа [347,0 K], добавлен 27.09.2012Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. Расчет зубчатой и цепной передачи редуктора. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора. Подбор подшипников для валов редуктора и шпонок, проверочный расчет шпоночных соединений.
курсовая работа [255,4 K], добавлен 25.02.2011Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет зубчатых колес редуктора. Предварительный расчет валов редуктора. Конструктивные размеры шестерни и колеса, корпуса редуктора. Расчет цепной передачи. Эскизная компоновка редуктора. Выбор масла.
курсовая работа [144,3 K], добавлен 21.07.2008Кинематический и силовой расчет привода ленточного конвейера. Выбор материалов и допускаемых напряжений, конструктивные размеры корпуса редуктора и червячного колеса. Расчет червячной передачи и валов, компоновка редуктора. Тепловой расчет редуктора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.06.2014Выбор электродвигателя, кинематический расчет привода. Расчет зубчатых колес. Предварительный расчет валов. Конструктивные размеры шестерни и колеса, корпуса редуктора. Подбор подшипников и шпонок для валов. Первый этап компоновки редуктора. Выбор смазки.
курсовая работа [421,3 K], добавлен 29.02.2016Кинематический и силовой расчет, выбор передаточных чисел ступеней привода скребкового транспортера. Выбор материалов зубчатых колес и расчет допускаемых напряжений. Расчет валов и зубчатых колес, конструктивные размеры колес и корпуса редуктора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.12.2011Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. Ориентировочный расчет валов и выбор подшипников. Конструктивные размеры зубчатых колес и корпуса редуктора. Проверка прочности шпоночных соединений. Выбор посадок деталей редуктора.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 18.12.2010Выбор двигателя, кинематический и силовой расчет привода. Расчет зубчатых колес редуктора. Определение шевронной зубчатой передачи. Расчет подшипника первого и второго вала по динамической грузоподъемности. Основные размеры корпуса и крышки редуктора.
курсовая работа [182,6 K], добавлен 05.12.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет клиноременной передачи привода, зубчатых колес редуктора, валов редуктора. Конструктивные размеры шестерни и колеса, корпуса редуктора. Компоновка редуктора. Проверка долговечности подшипников.
курсовая работа [505,0 K], добавлен 11.11.2008
