39593

Привод ленточного транспортёра с червячным редуктором

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Подготовка исходных данных для расчета редуктора на ЭВМ и выбор электродвигателя Расчет червячного редуктора Предварительный расчет валов Уточнённый расчёт валов. Выбор смазки редуктора Проверка прочности шпоночного соединения Расчёт штифтового соединения. Подготовка исходных данных для расчета редуктора на ЭВМ...

Русский

2015-01-15

591 KB

11 чел.

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Кафедра «Детали машин»

Привод ленточного транспортёра

Пояснительная записка

ДМ16-08.00.00 ПЗ

Студент _____________ (Дмитриев Ал.А.)    Группа Э2-61

Руководитель проекта  ______________ (Гудков.)

  

 2006 г.

                                         

Содержание

                       Введение

                 1   Подготовка исходных данных для расчета

      редуктора на ЭВМ и выбор электродвигателя              

            2   Расчет червячного редуктора

            3   Предварительный расчет валов  

            4    Уточнённый расчёт валов.

 

       5    Расчёт подшипников на долговечность.             

   6   Выбор смазки редуктора

                7   Проверка прочности шпоночного соединения

                8   Расчёт штифтового соединения.     

            9   Расчет сварного соединения.

  1.  Расчет крышек подшипников.

  1.  Расчет муфты

  1.  Список  используемой литературы

1. Подготовка исходных данных для расчета

редуктора на ЭВМ и выбор электродвигателя

Номинальный вращающий момент на приводном валу транспортера :

 ;

  Номинальный вращающий момент на тихоходном валу редуктора при наличии упругой муфты :

 ;

   Частота вращения приводного вала :

           

   Частота вращения тихоходного вала редуктора :

           

   Номинальная мощность на тихоходном валу редуктора :

            кВт;

Потребляемая мощность асинхронного электродвигателя:

          

Принимаем 

где   - общий КПД привода;

  - ориентировочное значение КПД редуктора;

  - КПД муфты;

  - КПД пары подшипников приводного вала;

 Максимальное передаточное число червячного редуктора:

 Максимально возможная частота вращения вала электродвигателя при наличии упругой муфты :

 

Таким образом, окончательно выбираем следующий электродвигатель :

 

  

 Передаточное число редуктора :

Вращающий момент на валу электродвигателя

 

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора

 

2.Расчет червячного редуктора

Расчет редуктора был проведен с помощью ЭВМ. При проектировании червячного редуктора необходимо решить вопрос о распределении известного общего передаточного числа uред  между быстроходной uБ и тихоходной uт  ступенями редуктора (uред=uБ*uт).Поэтому в программе предусматривается проведение расчетов при различных отношения uБ/uт. В программе также варьируется термообработка колес, которая очень существенно влияет на массу редуктора и его стоимость.

По рассчитанным данным ищется оптимальный вариант конструкции, учитывающий минимальную массу редуктора, минимальную стоимость и габариты.

Исходя из выше указанных требований, мной был выбран следующий вариант : №3(см. приложение 1)

В приложении 1 приведены данные для расчета и полученны результаты.

 

3 Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях  валов

Быстроходного     Tб= 18,2 Hм

Тихоходного         Tт= 710,1 Hм

Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:

             Для быстроходного:   

Из-за конструкции концевого участка вала                                                        

d=1.5dдв=1,5*28=42 

Принимаем d=42(по табл.24,27)

Принимаем dП=55(по табл.24.1)

Принимаем dБП=63(по табл.24,1)

             Для тихоходного:        

Принимаем d=56(по табл.24,27)

 

Принимаем dП=65(по табл.24,1)

Принимаем dБП=75(по табл.24,1)      

  

  1.  Уточнённый расчёт валов.

4.1 Расчёт быстроходного вала.

Ft=501,8 Н; Fr=1577,8 Н; Fa=4334,9 Н; Т=18,2 Н·м

Находим реакции опор А и Б

Нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

;                 ;

-суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 );

-крутящий момент.

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

4.2 Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность).

Ft=4334,9 Н; Fr=1577,8Н; Fa= 501,8Н; Т=710,1 Н·м

Fк=Сp·Δ=1605.87 Н

Находим реакции опор А и Б:

Реакции опор от действия консольной нагрузки

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

- суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Расчёт на сопротивление усталости:

Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения О.О.

, [S]=1.5-2.5-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

;  

;  

-коэффициенты снижения

     предела выносливости;

-эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

-коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

-коэффициенты влияния качества поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

;      

4.3 Приводной вал (расчёт на статическую прочность).

Fr=0; Ft=2,5Ft =10625Н; Fa=0; Fк=1605.87; Т=710.1 Н ·м

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

;                       ;

-суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

5 Расчёт подшипников на долговечность.

Быстроходный вал: Подшипники роликовые конические однорядные лёгкой серии

7711А: d=55мм, D=100мм, В=21мм, Сor=61 кН, Сr=84,2 кН,e=0.4

Дальше производим расчет по наиболее нагруженного подшипника опоры B.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

              

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Тихоходный вал: Подшипники роликовые конические однорядные лёгкой серии

7213А: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=78,0 кН, Сr=108,0 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

Дальше производим расчет по наиболее нагруженного подшипника опоры B.

              

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные

1213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=17,3 кН, Сr=31 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

       

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

6 Выбор смазки редуктора

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач

заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточной смазке. Кроме того, заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла и повышается его температура.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по скорости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла.

По табл. 11.1 и 11.2 (П.Ф.Дунаев, О.П.Лелиликов) выбираем масло

И-Г-А-22 ТУ38-1001451-78.

Глубину погружения в масло деталей червячного редуктора при верхнем расположение червяка

Hmax=0,25d2 =81.9мм, Hmin=2m=12.6мм.

7 Проверка прочности шпоночного соединения

Все шпонки редуктора призматические, размеры длины, ширины, высоты, соответствуют ГОСТ 23360-80. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Все шпонки проверяются на смятие из условия прочности по формуле:

Допускаемое напряжение смятия [см]=200МПа

Быстроходный вал: 18.2 Н·м;

Вал электродвигателя =Ø28мм;  b·h·l =8·7·42;

Тихоходный вал: 710,1 Н·м;

Диаметр вала: Ø75мм;  b·h·l =20·12·80;

Выходной конец вала: Ø56мм;  b·h·l =14·9·50;

8 Расчёт штифтового соединения.

Принимаем

Т.к количество штифтов не может быть меньше 3, то принимаем n=3

9 Расчет сварного соединения.

Расчет будем производить как проверочный:

Принимаем k=5 (как наиболее часто используемый)

  1.  Сварное соединение на верхней части барабана.

D=400мм; Ft=4.25кH

  

где -ширина шва.

Т.к то прочность сварного шва обеспечивает надежное крепление

2 Сварное соединение приводного вала с барабаном.

D=65мм T=850 Hм

 

где -ширина шва.

Т.к то прочность сварного шва обеспечивает надежное крепление

10 Расчет крышек подшипников.

Крышка для подшипника 7711А:

Принимаем: δ=7, d=10,z=6

δ1=1.2 δ=8.4

Dф=D+4.1d=100+4.1*10=141

δ2=0.95δ=6.65

Крышка для подшипника 7713А:

Принимаем: δ=7, d=10,z=6

δ1=1.2 δ=8.4

Dф=D+4.1d=120+4.1*10=161

δ2=10.95δ=6.65

11 Расчет муфты

Из технического задания необходимо поставить компенсирующую  муфту на выходной вал. В качестве такой муфты я выбрал муфту со стальными стержнями.  

В данной муфте упругими элементами являются аксиально расположенные цилиндрические стержни. Монтаж и демонтаж муфты можно выполнять без осевого смещения соединяемых узлов.

-принимаем

-принимаем

-принимаем d=7

Т.к сверление отверстий по стержни производиться минимум через 15 градусов то зададимся количеством стержней z=12

-принимаем d=6.

Т.к частота вращения муфты очень мала, то наша муфта будет иметь постоянную жесткость.

12 Список  используемой литературы

  1.  М.Н. Иванов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.
  2.  П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин.
    М.: «Высшая школа», 1985.
  3.  Д.Н. Решетов – Детали машин. Атлас конструкций в двух частях. М.: «Машиностроение», 1992.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80385. Правовий режим земель історико-культурного призначення 50.46 KB
  емлі історико-культурного призначення можуть перебувати у державній, комунальній та приватній власності. При цьому Закон України «Про охорону культурної спадщини» передбачає особливості здійснення права власності на такі землі залежно
80386. Правове регулювання використання та охорони земель промисловості, транспорту, зв’язку, енергетики, оборони та іншого призначення 67.28 KB
  Правовий режим всіх видів (підкатегорій) зазначених земель базується на єдиних принципах: загальнодержавного та суспільного значення категорії земель, до складу якої вони входять; спеціальних завдань використання таких земель.
80387. Предмет, принципи і система земельного права 57.87 KB
  Цією лекцією з теми «Предмет, принципи і система земельного права » ми розпочинаємо вивчення навчальної дисципліни « Земельне право». Змістом цієї лекції є загальнотеоретичні положення галузі земельного права.
80388. Земельні правовідносини 45.98 KB
  Цією лекцією з теми «Земельні правовідносини» ми продовжуємо вивчення теоретичної частини навчальної дисципліни «Земельне право». Змістом цієї лекції є загальнотеоретичні положення щодо земельних правовідносин.
80389. Джерела земельного права 64.01 KB
  Із загальною теорією держави і права. Саме загальна теорія права займається питаннями галузі права, її ознаками, визначає критерії самостійності галузі права; поняття «галузь права», «предмет галузі права», «метод галузі права», «правовідносини» розробляються на загальнотеоретичному рівні саме цією наукою;
80391. Гарантії прав на землю 54.25 KB
  Серед гарантій захисту прав на землю важливими є гарантії права власності на земельну ділянку. Земельний кодекс України передбачає, що власник не може бути позбавлений права власності на земельну ділянку, крім випадків, передбачених Кодексом або іншими законами України.
80392. Поняття і зміст правової охорони земель 53.73 KB
  Поняття та правові форми охорони землі як основного національного багатства України. Зміст правової охорони земель. Правова забезпечення рекультивації порушених земель. Особливості правової охорони ґрунтів.
80393. Правове регулювання управління в галузі використання та охорони земель 54.89 KB
  Поняття та функції управління в галузі використання та охорони земель. Система органів управління в галузі використання та охорони земель. Моніторинг земель. Державний земельний кадастр. Економічне стимулювання раціонального використання та охорони земель...