1347

Ленточный транспортер.

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Кинематический расчет привода. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Выбор типа и схемы установки подшипников. Подшипники тихоходного вала (7111А). Подшипники приводного вала. Расчет на динамическую грузоподъемность.

Русский

2013-01-06

409.5 KB

19 чел.

Введение

Ленточный транспортер – машина непрерывного транспорта для горизонтального перемещения различных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении.  

1. Кинематический расчет привода

  1.  Подбор электродвигателя

Определение мощности электродвигателя:

, где - потребляемая мощность привода, -окружная сила  =3550 Н, -скорость ленты  =0,9 м/с.  =3,195 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя:, где , где =0,99- КПД муфты, =0,97- КПД конической передачи, =0,98-КПД цилиндрической передачи,=0,99-КПД опор приводного вала. Тогда   .                                  кВт.

Частота вращения приводного вала: , где =355 мм - диаметр барабана. Тогда .

Считаем требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

, где -передаточное число редуктора () и ременной передачи (). Тогда . По таблице [1, табл 24.9] выбираем электродвигатель АИР 100S2/2850 с частотой вращения 2850  и мощностью 4 кВт, обеспечивая требуемую частоту вращения вала электродвигателя и мощность . Получим . Принимаем .  

  1.  Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени:

Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени:

, где передаточное число тихоходной ступени .

Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени:

, где , - передаточное число быстроходной ступени, . Тогда .

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:

Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени:

, где - КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора.

Момент на валу шестерни быстроходной ступени:

, где , - КПД зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора.

.

  1.  Расчет зубчатой передачи

  1.  Эскизное проектирование

3.1 Проектные расчеты валов

Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов редуктора определяем по формулам:

Быстроходный вал:  . Примем d = 22 мм.       

, где - высота заплечика. Примем мм.

мм.

Промежуточный вал:

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

мм

Тихоходный вал:

мм. Примем d = 53 мм.

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

3.2 Выбор типа и схемы установки подшипников

Для опор быстроходного вала с конической шестерней применяются конические роликовые подшипники. Схему установки принимаем “врастяжку”, обеспечивая фиксацию опор и малую вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций (частота вращения вала 1142 ).

Для опор промежуточного вала с коническим колесом применяются конические роликовые подшипники для жесткой фиксации в осевом направлении. Схему установки принимаем “враспор”, фиксируя обе опоры.

Для опор тихоходного вала применяются также конические роликовые подшипники. Схему установки также принимаем враспор”.

  1.  Расчет соединений       
    1.  Шпоночные соединения
    2.  Соединения с натягом

  1.  Подбор подшипников качения на заданный ресурс
    1.  Подшипники быстроходного вала (Обозначение: 7207А)

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

 

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда    

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

 

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

    

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

  1.   Подшипники промежуточного вала (7206A)

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

 

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда    

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

 

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения промежуточного вала n = 260.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

    

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7206А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

  1.   Подшипники тихоходного вала (7111А)

Исходные данные:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

 

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,40. Тогда    

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7211А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прочность обеспечена.

 

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения тихоходного вала n = 53,8.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

    

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

  1.   Подшипники приводного вала

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

 

Реакции  находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда    

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

 

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

    

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72475. ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ 975.5 KB
  Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Конструкция подшипников качения позволяет изготовлять их в массовых количествах как стандартную продукцию что значительно снижает стоимость производства.
72476. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ 380 KB
  Существенное отличие червячной передачи от зубчатой заключается в том, что окружные скорости червяка и колеса не совпадают как по величине, так и по направлению. Они направлены друг к другу под углом перекрещивания.
72477. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ 307.5 KB
  Планетарными называют передачи, включающие в себя зубчатые колеса с перемещающимися осями (рис.10.1,а). Передача состоит из центрального колеса с наружными зубьями, центрального колеса b с внутренними зубьями и водила Н, но котором укреплены оси сателлитов g.
72478. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ И МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 181 KB
  Масса и габариты редуктора в значительной степени зависят от того, как распределено общее передаточное отношение по ступеням передачи. Лучшие показатели имеют редукторы, у которых диаметры колес (а не шестерен) всех ступеней близки между собой.
72479. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ 785.5 KB
  Передача состоит из двух шкивов закрепленных на валах и ремня охватывающего шкивы. В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную рис. Основные преимущества ременной передачи: возможность передачи движения на значительное расстояние до 15 м и более...
72480. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 740.5 KB
  По форме профиля зуба различают: эвольвентные и круговые передачи. Наиболее распространен эвольвентный профиль зуба, предложенный Эйлером в 1760 году. Он обладает целым рядом существенных, технологических и эксплутационных преимуществ.
72481. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ 426.5 KB
  Преимущественное применение получили колеса с круговыми зубьями. Они менее чувствительны к нарушению точности взаимного расположения колес, их изготовление проще и производится на специальных станках для нарезания и шлифования этих колес в условиях как массового...
72482. ШПОНОЧНЫЕ, ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) И ПРОФИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 540.5 KB
  Шпоночные зубчатые шлицевые и профильные соединения служат для закрепления деталей на осях и валах. Соединения нагружаются в основном вращающим моментом. Все основные виды шпонок можно разделить на клиновые и призматические. Первая группа шпонок образует напряженные а вторая ненапряженные соединения.
72483. Соединения деталей машин 632 KB
  Резьбовые соединения Соединения деталей с помощью резьбы являются одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. Профиль резьбы контур Рис.1 сечения резьбы в плоскости проходящей через ось цилиндра.