Кинематический расчет привода электродвигателя

Подбор электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет редуктора, выбор материалов для колес и шестерен. Расчет клиноременной передачи. Эскизная компоновка редуктора. Выбор и проверка шпонок. Проверочные расчеты валов, подшипников качения.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.03.2015
Размер файла 4,2 M

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • 1. Кинематический расчет привода
  • 1.1 Мощность на выходе
  • 1.2 Общий КПД привода
  • 1.3 Требуемая мощность электродвигателя
  • 1.4 Частота вращения приводного (выходного) вала
  • 1.5 Ориентировочные значения частоты вращения двигателя
  • 1.6 Подбор электродвигателя
  • 1.7 Передаточные числа ступеней привода
  • 1.7.1 Общее передаточное число привода
  • 1.7.2 Передаточное число ременной передачи
  • 1.7.3 Передаточные числа входных и выходных ступеней редуктора
  • 1.8 Определение частоты вращения валов привода
  • 1.8.1 Вал двигателя
  • 1.8.2 Входной вал
  • 1.8.3 Промежуточный вал
  • 1.8.4 Выходной вал
  • 1.9 Крутящие моменты на валах привода
  • 1.9.1 Вал двигателя
  • 1.9.2 Входной вал
  • 1.9.3 Промежуточный вал
  • 1.9.4 Выходной вал
  • 2. Расчет редуктора
  • 2.1 Расчет тихоходной ступени - прямозубой передачи
  • 2.1.1 Выбор материалов
  • 2.1.2 Расчет передачи
  • 2.2 Расчет входной ступени косозубой передачи
  • 2.2.1 Выбор материала
  • 2.2.2 Определяем допускаемые напряжения
  • 2.2.3 Расчет передачи
  • 2.2.3 Проверочный расчет по напряжениям изгиба
  • 2.2.4 Выполняем проверочный расчет на заданную перегрузку
  • 2.3 Проектный расчет валов
  • 2.3.1 Входной вал
  • 2.3.2 Промежуточный вал
  • 2.3.3 Выходной вал
  • 3. Расчет клиноременной передачи
  • 4. Эскизная компоновка редуктора
  • 5. Выбор и проверка шпонок
  • 5.1 Шпонка на вал-шестерню (быстроходный)
  • 5.2 Шпонка для промежуточного вала
  • 5.3 Шпонки для выходного (тихоходного) вала редуктора
  • 6. Проверочные расчеты валов
  • 6.1 Определение реакций опор для быстроходного вала
  • 6.1 Определение реакций опор
  • 6.2 Определение реакций опор для промежуточного вала
  • 6.3 Проверочные расчеты для выходного вала
  • 6.3.1 Определение реакций опор
  • 6.3.3 Проверка вала на усталостную прочность
  • 7. Проверочный расчет подшипников качения на долговечность
  • 7.1 Для быстроходного вала
  • 7.2 Для промежуточного вала
  • 7.3 Для тихоходного вала
  • 8. Проектирование приводного вала цепного конвейера
  • 9. Расчет элементов корпуса
  • 10. Выбор муфты
  • 11. Смазка зубчатых колес и подшипников
  • 12. Выбор посадок сопряженных деталей
  • Заключение
  • Библиография

1. Кинематический расчет привода

Исходные данные:

- тяговое усилие цепи конвейера, ;

- скорость движения цепи, ;

- число зубьев звездочки, .

1.1 Мощность на выходе

.

1.2 Общий КПД привода

,

значения , , , принимаем по таблице 1.1 [1],

где

- КПД муфты, ;

- КПД ременной передачи, ;

- КПД зацепления, ;

- КПД опор, ,

откуда

.

кинематический расчет привод электродвигатель

1.3 Требуемая мощность электродвигателя

.

1.4 Частота вращения приводного (выходного) вала

.

1.5 Ориентировочные значения частоты вращения двигателя

,

где - передаточное число редуктора, ;

- передаточное число ременной передачи, ,

откуда

.

1.6 Подбор электродвигателя

По найденным значениям и выбираем двигатель.

Электродвигатель 4А132S6/965: , .

1.7 Передаточные числа ступеней привода

1.7.1 Общее передаточное число привода

1.7.2 Передаточное число ременной передачи

Примем ,

тогда

1.7.3 Передаточные числа входных и выходных ступеней редуктора

,

где - передаточное отношение быстроходной ступени редуктора,

- передаточное отношение тихоходной ступени редуктора,

- табл.1.3 [1];

;

;

Принимаем стандартные значения: ; .

Тогда

; .

1.8 Определение частоты вращения валов привода

1.8.1 Вал двигателя

.

1.8.2 Входной вал

.

1.8.3 Промежуточный вал

1.8.4 Выходной вал

.

1.9 Крутящие моменты на валах привода

1.9.1 Вал двигателя

.

1.9.2 Входной вал

.

1.9.3 Промежуточный вал

1.9.4 Выходной вал

Исходные данные для расчета ременной передачи

для расчета быстроходной ступени

для расчета тихоходной ступени

2. Расчет редуктора

2.1 Расчет тихоходной ступени - прямозубой передачи

Продолжительность работы деталей привода:

2.1.1 Выбор материалов

Выбираем для изготовления колес и шестерен материал со средними механическими требованиями - сталь 40Х.

Твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса назначаем различной . Назначаем термообработку: - для колеса улучшение 230НВ, , , - для шестерни - улучшение 240НВ, , .

Допускаемые контактные напряжения.

Предел выносливости

для шестерни

;

для колеса

;

Коэффициент безопасности в зависимости от термообработки для данного материала .

Принимаем для всех колес передачи т.к. срок службы равен 9 лет. .

Допускаемые контактные напряжения - для шестерни

.

колеса:

.

Для прямозубой передачи допускаемое контактное напряжение для расчетов равно:

Допускаемых напряжений изгиба.

Для колеса

;

для шестерни

;

Принимаем для всех колес передачи, т.к. срок службы равен 9 лет. . Коэффициент безопасности при изгибе определяем в зависимости от вида термообработки и выбранного материала .

Допускаемые напряжения изгиба - для колеса

;

для шестерни

;

Допускаемые напряжения при кратковременной перегрузке.

Предельные контактные напряжения для колеса

;

для шестерни

.

Предельные напряжения изгиба - для шестерни

;

для колеса

;

2.1.2 Расчет передачи

По рекомендации принимаем

При этом по формуле

по графику на рисунке 8.15 [1] находим .

Межосевое расстояние

находим

Находим модуль

Назначаем стандартное значение модуля .

Число зубьев шестерни

, принимаем

число зубьев колеса

принимаем .

Делительные диаметры шестерни и колеса

;

.

Окружная скорость

.

По таблице 8.2 [1] назначаем 9-ю степень точности.

По таблице 8.3 [1] .

Ранее было найдено .

Коэффициент торцового перекрытия

;

находится в рекомендуемых пределах.

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий - для прямозубой передачи

;

Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

;

Рабочие контактные напряжения

Изменяем ширину колес

Проверочный расчет по напряжениям изгиба.

, где

- допускаемое контактное напряжение изгиба.

По графику на рисунке 8.20 [1] при Х=0 находим:

для шестерни при ;

для колеса при .

Расчет выполняем по тому колесу пары, у которого меньше .

В нашем случае ;

.

Расчет выполняем по колесу.

По графику на рисунке 8.15 [1] .

По таблице 8,3 [1] .

Далее

.

Находим

.

.

Выполняем проверочный расчет на заданную перегрузку.

По формуле

, где

и - соответственно расчетные напряжения и момент по контактной усталости зубьев;

- предельно допускаемое напряжение.

Получаем

.

По формуле

, где

и - напряжение и момент при расчете на усталость;

- предельно допускаемое напряжение.

Получаем

.

Условие прочности соблюдается.

2.2 Расчет входной ступени косозубой передачи

Исходные данные для расчета:

2.2.1 Выбор материала

Выбираем для изготовления колес и шестерен материал со средними механическими требованиями - сталь 40Х.

Твердость рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса назначаем различной . Назначаем термообработку: - для колеса - улучшение 230НВ, , , - для шестерни - улучшение 280НВ, , . При этом обеспечивается приработка зубьев обеих ступеней.

2.2.2 Определяем допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения.

,

где - предел выносливости по контактным напряжениям;

- коэффициент безопасности в зависимости от термообработки для данного материала.

- коэффициент долговечности для контактных напряжений, .

Принимаем , т.к. срок службы передачи составляет 6 лет.

Предел выносливости для колеса

;

для шестерни

;

Коэффициент безопасности в зависимости от термообработки для данного материала: .

Допускаемые контактные напряжения для шестерни

.

колеса:

.

Допускаемое контактное напряжение для расчетов равно

Допускаемых напряжений изгиба.

,

где - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба;

- коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;

- при односторонней нагрузке.

- коэффициент долговечности для изгибных напряжений, ,

- коэффициент безопасности по напряжениям изгиба в зависимости от термообработки для данного материала.

Принимаем для всех колес передачи .

Коэффициент безопасности при изгибе определяем по таблице 8.9 в зависимости от вида термообработки и выбранного материала .

Предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба:

для колеса

;

для шестерни

.

Допускаемые напряжения изгиба - для колеса

;

для шестерни

.

Допускаемые напряжения при кратковременной перегрузке.

Предельные контактные напряжения определяем по таблице 8.9 для колеса

;

для шестерни

.

Предельные напряжения изгиба для колеса

;

для шестерни

2.2.3 Расчет передачи

По рекомендации принимаем

При этом по формуле

и по графику на рисунке 8.15 [1] находим

.

Межосевое расстояние для косозубой передачи

Округляя по ряду Ra 40 до ,

ширина колеса

Или .

Модуль зубчатых колес

.

По таблице 8.1 [1] и рекомендациям назначаем .

Принимаем угол наклона зубьев

Суммарное число зубьев:

Принимаем

Действительное значение угла наклона зубьев

Угол находится в рекомендуемых пределах .

Число зубьев шестерни и колеса.

Число зубьев шестерни:

Принимаем

Число зубьев колеса:

Геометрические размеры колес

Делительные диаметры:

шестерни:

;

колеса:

.

Диаметры окружностей вершин зубьев:

шестерни:

;

колеса:

Окружная скорость

.

По таблице 8.2 [1] назначаем 8-ю степень точности. По таблице 8.3 [1] ; По графику на рисунке 8.14 [1] . По таблице 8.7 [1] .

Коэффициент торцового перекрытия

;

находится в рекомендуемых пределах.

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий - для прямозубой передачи

;

Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

;

Удельная окружная сила

.

Контактные напряжения

Пересчитываем ширину зубчатого венца

Принимаем

Контактные напряжения

Условие прочности выполняется.

2.2.3 Проверочный расчет по напряжениям изгиба

, где

- допускаемое изгибное напряжение.

По графику на рисунке 8.20 [1] при Х=0 находим:

для шестерни при ;

для колеса при .

Расчет выполняем по тому из колес пары, у которого меньше .

В нашем случае ;

.

Расчет выполняем по колесу.

По графику на рисунке 8.15 [1] .

По таблице 8.3 [1] .

Удельная окружная сила

,

.

Вспомогательный коэффициент

Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев

Коэффициент, учитывающий наклон зуба

;

Проверка по условию прочности на изгиб

.

Условие прочности выполняется.

2.2.4 Выполняем проверочный расчет на заданную перегрузку

По формуле

, где

и - соответственно расчетные напряжения и момент по контактной усталости зубьев;

- предельно допускаемое напряжение.

Получаем

.

По формуле

, где

и - напряжение и момент при расчете на усталость;

- предельное допускаемое напряжение.

Получаем

.

Условия прочности соблюдается.

Окружная сила

Осевая сила

Радиальная сила

2.3 Проектный расчет валов

2.3.1 Входной вал

Определяем диаметр вала в опасном сечении при пониженных допускаемых напряжений кручения:

, где

- крутящий момент на валу, .

Принимаем диаметр выходного конца вала для ведомого шкива ременной передачи:

, ,.

Диаметр вала под подшипниками

Диаметр вала под уплотнителями

Диаметр буртика вала около подшипника

Выбираем предварительно подшипник №36207, , , , .

2.3.2 Промежуточный вал

Для промежуточного вала необходимо определить:

Диаметр вала под колесом

мм

принимаем диаметр под колесом

принимаем диаметр под подшипниками

.

Диаметр вала под втулку

Диаметр буртика вала около колеса

Предварительно принимаем подшипники №36208, , , , , .

2.3.3 Выходной вал

Принимаем диаметр вала под муфту МУВП-2000-65-1,2 ГОСТ 21424-75.

.

Диаметр вала под подшипниками

Диаметр вала под уплотнителями

Диаметр буртика для подшипника , при принимаем .

Диаметр вала под колесо .

- под муфту МУВП-2000

Принимаем подшипник №214: , , .

3. Расчет клиноременной передачи

Используем данные для расчета:

Мощность ;

Частота вращения (меньшего) шкива ;

Передаточные отношения ;

Скольжение ремня .

1. По номограмме в зависимости от частоты вращения меньшего шкива ( (или вал А)) и передаваемой мощности принимаем сечение клинового ремня А.

2. Вращающий момент

3. Диаметр меньшего шкива по формуле:

согласно таблице 7.7 с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения Б не должен быть менее 125 мм, принимаем .

Диаметр ведомого шкива:

Уточняем передаточное число:

Устанавливаем межосевое расстояние:

Расчетная длина ремня:

Принимаем стандартную длину ремня .

Уточняем межосевое расстояние:

Найденное межосевое расстояние удовлетворяет рекомендациям методики расчета:

Угол обхвата ремнем малого шкива:

.

Это также удовлетворяет требованию по минимальному углу обхвата .

Скорость ремня:

Мощность , которого может передать один ремень U=1 для скорости , равна 1,52кВт.

Мощность , которую может передать один ремень в заданных условия:

Принимаем число ремней z=4, тогда , а

Окончательно z=2.

Сила предварительного натяжения одного ремня:

для сечения В,

Сила, действующая на вал:

Приняв класс точности ремней II, ресурс передачи вычисляем по формуле:

Ширину шкива для сечения А и двух ремней определяем по формуле:

.

4. Эскизная компоновка редуктора

Чтобы поверхности вращающихся валов не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор и зазор , которые определяются по формулам:

Принимаем а=12мм

.

.

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

.

Принимаем .

На рис. 4.1 показана эскизно-компоновочная схема редуктора на основе которой установим:

1) для входного (быстроходного) вала

.

-ширина подшипника 36207

- зазор для маслозащитного кольца, а=12мм

- ширина зубьев шестерни;

Примем а1=154мм

L1=a1+b1=48+154=202мм

Lш=44мм - ширина шкива

Примем с1=62 мм

Рис. 4.1 Эскизно - компоновочная схема редуктора.

2) для выходного вала

,

Принимаем .

,

Принимаем .

Принимаем с3=94мм

3) для промежуточного вала:

При подшипнике 36208, у которого Bn2=18мм>Bn1=17мм

Принимаем .

Вычисленные размеры ai, bi, ci позволяют составить расчетные схемы нагружения валов.

5. Выбор и проверка шпонок

5.1 Шпонка на вал-шестерню (быстроходный)

Для установки на входной вал (dш=32мм) шкива клиноременной передачи с длиной ступицы Lст=44мм 10х8, выберем шпонку 10х8х32 ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки: ширина b=10мм, высота b=6мм, t=5мм, длина l=32мм.

Материал шпонки - сталь чистотянутая с ув?600МПа.

Проверим выбранную шпонку по напряжениям смятия:

;

для стальных ступиц [усм] =100МПа

где lp=l-b=32-10=22мм - расчетная длина шпонки

При T1=54,7Нм

5.2 Шпонка для промежуточного вала

При dв=dк2=42мм шпонка bxh=12x8мм, t=5мм. Ширина зубчатого колеса bw2=42мм. Примем Lшп=32мм, тогда Lраб=Lшп-b=32-12=20мм.

При Т2=262,3Нм

Условие прочности не обеспечивается.

Определим тогда Lш=Lр+b=41,6+12=53,6мм.

Учитывая принятое заниженное значение [усм] =100МПа примем Lш=50мм, тогда Lстк=60мм.

5.3 Шпонки для выходного (тихоходного) вала редуктора

1) Шпонка под муфту.

Dм=65мм, сечение шпонки 20х12мм, t=7,5мм.

При Т3=1133,2Нм рабочая длина шпонки

тогда Lш=Lр+b=77,48+20=97,48мм

При Lм=105мм принимаем стандартное значение Lш=100мм

2) Шпонка под колесо.

При dk=78мм, шпонка bxh=22x14мм, t=9мм.

При Т3=1133,2Нм рабочая длина шпонки

Длина шпонки Lш=lp+b=80,11 мм.

Принимаем Lш=80мм и Lстк=90мм

6. Проверочные расчеты валов

6.1 Определение реакций опор для быстроходного вала

Расчетная схема нагружения вала показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1 Расчетная схема нагружения быстроходного вала.

Исходные данные: крутящий момент Tб=54,7 Н·м, nб=n1=482,5об/мин. Материал вала-сталь улучшенная.

ув= 750Мпа, уТ=450Мпа, dшк=32мм - посадочный диаметр вала подшипников ременной передачи, dп=35мм - диаметр вала под подшипник, dбп=40мм, t= (dбп-dn1) /2=2,5мм, d1=42,99мм. Силы в зацеплении Ft1=2545H, FM=948H, Fa1=557H, Fp. n=731H.

6.1 Определение реакций опор

1) В плоскости YAZ (вертикальной)

Проверка:

Fr=948H=RBY+RAY=663,46+284,54=948H

2) Реакции опор в плоскости XAZ (горизонтальной)

Проверка:

RВX+RAX=948,88+829,12=1814Н=Ft1-Fp. n=2545-731=1814H

3) Суммарные радиальные реакции опор:

Rmax=RB=1188H

Осевая реакция RAZ=FA=557H

6.2 Определение реакций опор для промежуточного вала

Исходные данные: Ft2=2545H, Fr2=948H, Fa2=557H, Ft3,t4=65.58H? da2=217.01мм, Fr3,r4=2387H.

Расчетная схема приведена на рис. 6.2

Рис. 6.2 схема нагружения промежуточного вала

1) Реакции опор в плоскости YAZ (вертикальной)

2) Реакции опор в плоскости XAZ (горизонтальной)

Проверка:

RВX+RAX=4256,68+4846,32=9103Н=Ft2+Ft3=2545+6558=9103H

3) Суммарные радиальные реакции опор:

Осевая реакция RAZ=FA=557H

6.3 Проверочные расчеты для выходного вала

6.3.1 Определение реакций опор

Расчетная схема нагружения приведена на рис.6.3.

Рис .6.3 Схема нагружения выходного вала

Нагрузки: крутящий момент T3=1133,2 Н·м,, усилия на зубчатым колесе,, - нагрузка от муфты.

1) Реакции опор в плоскости YAZ (вертикальной)

2) Реакции опор в плоскости XAZ (горизонтальной)

Проверка:

RВX-RАX=8054,1-6196,1=1858Н=FM-Ft=8416-6558=1858H

3) Суммарные радиальные реакции опор:

Rmax=RB=8198H

Расчет вала на сложное сопротивление учитывает совместное действие деформаций изгиба и кручения.

1) Определим изгибающие моменты на участках вала

а) в плоскости YAZ

В сечении "С" вала My1=RAYa3=RBYb3=1530*74=113220Нмм

б) в плоскости XAZ

в) Суммарный изгибающий момент

Эпюры изгибающих моментов показаны на рис. 6.3 В местах, где M?max, сечения вала считаются основными.

2) Приведенные (эквивалентные) моменты

3) Проверка прочности вала в опасных сечениях

а) по месту установки подшипника в опоре "В"

В опоре "В" dв=dп=70мм

Условие прочности при dв=70мм

Условие прочности обеспечивается

б) по месту закрепления колеса (сечение "С")

Условие статической прочности вала выполняется.

6.3.3 Проверка вала на усталостную прочность

Материал вала - Сталь 45, улучшенная, ув?700Мпа.

Пределы прочности: у-1=280МПа,

Общий расчетный коэффициент запаса усталостной прочности вала в сечениях вала:

где - запас сопротивления усталости по изгибу;

- запас сопротивления усталости по кручению.

,

В этих формулах и - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений; и - постоянные (средние) составляющие.

и - пределы выносливости по нормальным и касательным напряжениям.

;

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении. (при r/d=0.03 и t/r=2)

и - масштабные коэффициенты при изгибе и кручении. (при dв=70мм)

1) Проверим запас усталостной прочности по месту установки подшипника в опоре "В".

, - для среднеуглеродистых сталей коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Запас усталостной прочности по касательным напряжения

Суммарный коэффициент запаса

Условие усталостной прочности обеспечивается.

2) Проверим запас усталостной прочности для сечения "С".

,

Коэффициенты: и ; ,

Запас прочности по нормальным напряжениям

Запас прочности по касательным напряжениям

Суммарный коэффициент запаса усталостной прочности

Условие обеспечения усталостной прочности в данном сечении также выполняется.

7. Проверочный расчет подшипников качения на долговечность

7.1 Для быстроходного вала

Принят подшипник 36207, С=30800Н, С0=17000Н

Нагрузки: RA=877H, RB=1188H, Fa=557H, n1=483об/мин.,lh=22075час

Проверим отношение: Fa/C0=557/1700=0.032

Этому отношению соответствует параметр осевой нагрузки e=0.345 и y= 1.59

Проверим отношение Fa/VFr=557/1*1188=0.468>e

Примем Fr1 = 1188Н - радиальная нагрузка; и V =1 - кинематический коэффициент, вращается внутреннее кольцо подшипника;

Поэтому эквивалентная (динамическая) нагрузка

Qэкв = (0,45 Fr + Y · Fa) · Kд · KT;

где: Kд = 1,3 - коэффициент безопасности;

KT = 1,05 - температурный коэффициент;

Qэкв = (0,45*1188 + 1,59*557) ·1,3 ·1,05 = 1940 Н;

Расчетная долговечность в часах

lh =;

Подшипник 36207 обеспечивает запланированную долговечность.

7.2 Для промежуточного вала

Приняты подшипники 36208, С=38900Н, С0=23200Н

Нагрузки: RA=5106H, RB=4260H, Fa=557H, n2=96,5 об/мин.,lh=22075час

Проверим отношение: Fa/C0=557/23200=0,024

Этому отношению соответствует параметр осевой нагрузки e=0.32 и y= 1.7

Проверим отношение Fa/VFr=557/1*5106=0.1<e=0.32

Поэтому эквивалентная (динамическая) нагрузка

Qэкв = VFr · Kд · KT;

где: Kд = 1,3 - коэффициент безопасности;

KT = 1,05 - температурный коэффициент;

Qэкв = 1*5106·1,3 ·1,05 = 5970 Н;

Расчетная долговечность в часах

lh =;

Подшипник 36208 обеспечивает запланированную долговечность.

7.3 Для тихоходного вала

Приняты подшипники 214, С=61800Н, С0=37500Н

Нагрузки: RA=6255H, RB=8198H, Fa=0H, n3=96,5 об/мин.,lh=22075час

Проверим отношение Fa/VFr=557/1*5106=0.1<e=0.32

Поэтому эквивалентная (динамическая) нагрузка

Qэкв = VFr · Kд · KT;

где: Kд = 1,3 - коэффициент безопасности;

KT = 1,05 - температурный коэффициент;

Qэкв = 1*8198·1,3 ·1,05 = 11190 Н;

Расчетная долговечность в часах

lh =;

Подшипник 214 обеспечивает запланированную долговечность.

8. Проектирование приводного вала цепного конвейера

Исходные данные: T4=Tприв. =648Нм, n4=54 об/мин. Шаг тяговой цепи t=100 мм, шаг зубьев z=10, количество звездочек 2.

1) Потребный диаметр вала

, Тприв. =648Нм.

Принимаем для расчета [фкр] =18МПа; dbmin=55 мм для стандартной муфты МУВП-1000-55

2) Принимаем конструктивно другие размеры вала

dп4=60мм, dбп=66мм, dбзв=75мм, l=105мм - данные размеры соответствуют размерам тихоходного вала. Эскиз приводного вала показан на рис.8.1.

Рис. 8.1 эскиз конструкции приводного вала

Подшипник принимаем двухрядный шариковый сферический 1212, имеющий dxDxB=60x110x22, r=2.5мм, С=30200Н, С0=15500Н.

3) Конструктивные размеры звезды.

Делительный диаметр

Диаметр окружности выступов

Диаметр ступицы звезды dст=1,5 dв=105мм

Длина ступицы lст=90 мм

4) Длина шпонки для закрепления тяговой звезды.

Для dв=70мм сечение шпонки Bxh=20x12, t=7.5мм.

Для шпонки установим из условия прочности ее на смятие.

Lш=lp+b=20.571+20=40.571мм.

Принимаем стандартное значение lшп=45мм.

Уточняем длину ступицы тяговой звезды lcn=65мм

5) Параметры тяговой цепи.

По ГОСТ 588-81 принимаем цепь М80 с разрушающей нагрузкой Fраз=80000Н, шаг t=100мм, ширина цепи BH=62мм, dp=25мм, ширина пластин h=35мм

6) Ширину зубьев звездочки принимаем Bзв=23мм

7) Проверочный расчет вала

а) составление расчетной схемы.

Известные параметры: T4=Tприв. =648Нм, n4=54 об/мин, FM=6364Н, материал - сталь 45, улучшенная, ув =700Мпа, у-1=280МПа, ф-1=140Мпа, [уиз] =80МПа

Составим расчетную схему вала, сто показано на рис.8.2.

Расстояние между звездами примем В=400мм, lм=105мм

Рис.8.2 Расчетная схема нагружения.

На схеме нагружения вала К1=30…40мм К2=40…60мм-конструктивные размеры, включающие размеры ширины крышки и подшипника в месте с выступающими винтами для ее закрепления на корпусе опоры, а также зазор для удобства выполнения разборки. К1=40мм, К2=52мм

Имеем размеры a=c=98мм, b=450мм, d=108мм

б) Определим реакции опор

Проверка: RBX-RAX=5509.52-3145.52=2364H=FM-F=2364H

в) Изгибающие моменты.

Мх1=6364*108=687312Нмм

Mx2=3146*100=314600Нмм

г) Приведенный изгибающий момент (наибольший)

МпривМАХ=

д) Проверка сечения вала в опоре "В" на сложное сопротивление.

Условие статической прочности обеспечивается.

8) Проверка подшипника качения на долговечность.

Эквивалентная нагрузка

Qэкв = VFr · Kд · KT=5510*1*1,3*1,05=7521Н;

Долговечность в часах

lh =;

Принятый подшипник 1212 обеспечивает запланированную долговечность.

9. Расчет элементов корпуса

Корпус литой из серого чугуна. Толщина стенок корпуса и крышки

д =

при Tmax=T3=1133.2Нм

д =.

Принимаем д =7мм и д1= 6мм

Толщина верхнего фланца основания корпуса редуктора b, мм:

b = 1.5 д=12мм;

b1= 1.5 д =10 мм;

Ширина верхнего пояса:

k=2.7dкр=2,7*12=32,4мм

.

Принимаем (М12) к=32мм.

Ширина нижнего пояса корпуса (по фундаменту)

Кф=2,7dф=2,7*16=43,2мм

Принимаем болты резьбой М16 в количестве 4 шт. Примем Кф=42мм. Толщина фундаментальных лап .

10. Выбор муфты

Исходные данные известные из предыдущих расчетов:

-вращающий момент на валу редуктора;

n=22 об/мин - частота вращения входного вала

- диаметр консольного участка вала

Для данных параметров наиболее подходящая муфта упругая втулочно-пальцевая. Размеры этой муфты возьмем по ГОСТ 21424-75: МУВП-2000-65-1.2

Расчетный крутящий момент: D=250мм, L=218мм, l=105мм

Tp=kTH, где TH - номинальный делительный действующий момент

TH=T1=2000Нм, k=1.4 - коэффициент динамичности

11. Смазка зубчатых колес и подшипников

В проектируемом редукторе используем смазывание зубчатых колес путем частичного погружения одного из колес пары в масло.

Выбор сорта масла зависит от контактного давления в зубьях [уН] =579,3МПа, а также от окружной скорости Vmax=0,75м/с.

По табл. определяем необходимую кинематическую вязкость масла-60*10-6м2/с, по величине которой назначаем масло индустриальное И-30А ГОСТ 20779-75.

Рекомендуемый объем масляной ванны редуктора принимают из расчета 0,5…0,8л масла на 1кВт передаваемой мощности. При Р=3кВт V=2лит.

Смазка подшипников качения осуществляется за счет разбрызгивания масла зубчатыми колесами.

12. Выбор посадок сопряженных деталей

Посадка зубчатых колес на вал - по ГОСТ 25347-82.

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала к6.

Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников по Н7.

Посадка муфты на входной вал редуктора - ,

посадка распорных колец - ,

Заключение

На основании произведенных расчетов выбран электродвигатель 132S4, определены передаточные отношения ременной и зубчатой передач Uр = 17,13 UБ = 5,72, UТ = 3, мощности, частоты вращения и вращающие моменты на валах редуктора nдв=1440, nвх=654,55, nпр=125,87, nвых=41,96, Тдв=43,74 Н•м, Твх=92,37 Н•м, Тпр=466 Н•м, Твых=1356,24 Н•м.

Путем подбора диаметров шкивов, толщины ремня, получена требуемая долговечность ременной передачи 2500 ч.

Используя недорогие, но достаточно прочные стали 40ХН, рассчитаны компактные зубчатые передачи, определены диаметры валов и сделаны проверки на прочность.

Разработана эскизная компоновка редуктора, позволившая принять окончательное решение о размерах деталей редуктора, с учетом характера действующих в зацеплении сил и размеров валов, подобраны подшипники качения и проверены на долговечность 33999,94 ч.

Для соединения редуктора с приёмным валом машины из стандартов выбрана муфта, и её отдельные элементы проверены на прочность.

Расчетным путём определена марка масла И-40A для зубчатых колес и подшипников, установлен уровень масла 2,5 литра.

По размерам, полученным из расчетов, выполнены сборочный чертеж редуктора и рабочие чертежи деталей.

Библиография

1. Иванов М.Н. "Детали машин"-М.: Высшая школа, 1984. - 336с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. "Конструирование узлов и деталей машин", М.: Высшая школа, 1985,-416с. ил.

3. Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Машиностроение, 1988.

4. Соловьев В.Д. Курсовое проектирование деталей машин. - Тула: Тульский государственный университет, 2002.

5. Решетов Д.Н. "Детали машин"-М.: Машиностроение, 1974.

6. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя"-М.: Машиностроение, 1978-559с., т.1,2.

7. Справочник-каталог "Подшипники качения"/Под ред.В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. - М.: Машиностроение, 1984. - 280с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Определение параметров зубчатой и ременной передачи. Ориентировочный расчет валов редуктора. Вычисление размеров шестерен и колес, корпуса и крышки. Подбор шпонок. Подбор и проверка подшипников.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.04.2019

  • Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода, быстроходной и тихоходной ступени. Ориентировочный расчет валов редуктора, подбор подшипников. Эскизная компоновка редуктора. Расчет клиноременной передачи. Проверка прочности шпоночных соединений.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.10.2014

  • Выбор 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

  • Определение мощности электродвигателя, кинематический расчет привода. Проектировочный расчет цилиндрической зубчатой передачи. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям. Эскизная компоновка редуктора. Проверка долговечности подшипников качения.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.07.2012

  • Силовой расчет привода. Расчет зубчатой передачи редуктора. Проектировочный и проверочный расчеты валов, колес, корпуса редуктора и подшипников. Выбор шпонок и проверка их на прочность. Цилиндрические и конические передачи с прямыми и косыми зубьями.

    курсовая работа [745,8 K], добавлен 24.03.2012

  • Кинематический расчет привода и подбор электродвигателя. Расчет зубчатой передачи. Проектный расчет валов редуктора. Выбор и расчет подшипников на долговечность. Выбор и расчет муфт, шпонок и валов. Выбор смазки редуктора. Описание сборки редуктора.

    курсовая работа [887,5 K], добавлен 16.02.2016

  • Кинематический расчет привода электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет быстроходного и тихоходного валов, подшипников. Проверочный расчет валов на прочность. Выбор смазки редуктора, подбор муфты. Проверка прочности шпоночного соединения.

    курсовая работа [277,2 K], добавлен 12.06.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.