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

8 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

20121. Классификация средств измерений линейных и угловых величин 24.5 KB
  Средства измерения техническое средство предназначенное для количественной оценеи измеряемых величин длина угол и имеюшее нормированные метрологические свойства. Измерительные приборы средства измерения предназначен ные для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По физическому принципу действия приборы для измерения длин и углов подразделяют на: Механические; Оптико механические; Оптические; Пневматическиеэлектрические; Электронные; Опто электронные. По назначению...
20122. Требования, предъявляемые к приборам для измерения длин и углов 25.5 KB
  К приборам для измерения длин и углов могут предъявляться следующие требования: Точности; Надежности; Экологичность; Техническая эстетика; Безопасности; Безопасность обслуживания наличие устройств заземления блокировок аварийной сигнализации и т. ; Высокая точность измерения одно из основных требований предъявляемых к приборам для измерения длин и углов. Если раньше погрешность измерения в 15 2 считалась нормальной и достаточно удовлетворительной то в настоящее время нередко требуется иметь погрешность не более 02 05 .
20123. Визуальные и регистрирующие отсчетные устройства средств измерений 25.5 KB
  Мера есть средство измерений предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный преобразователь это средство измерений предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования обработки и или хранения но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Отсчетное устройство средства измерений часть элементов средства измерений показывающая значение измеряемой величины или связанных с ней величин.
20124. Штриховые и концевые меры длин и углов 25.5 KB
  Меры являются необходимым средством измерений т. Меры как средства измерений могут изготавливаться различных классов точности которые регламентируются соответствующими ГОСТами и поверочными схемами. Меры подразделяют на однозначные и многозначные.
20125. Логометрическая схема соединения звеньев. Погрешность 115.5 KB
  Логометрическая схема делителя тока. Логометрическая схема делителя напряжения. Эта схема удобна для включения низкоомных резистивных преобразователей.
20126. Структурные схемы приборов для измерения линейных и угловых величин. Чувствительные и отсчетные устройства приборов 462.5 KB
  В ШОУ значение измеряемой величины представляется в виде взаимного смещения подвижных элементов шкалы и указателя. Если учесть что а принимают как десятую долю интервала деления шкалы то интервал на практике принимается равным 1 мм. Принятый метод определения интервала деления шкалы происходил из практики отсчета десятой доли интервала. Хотя оценка доли деления шкалы не увеличивает точность измерения т.
20127. Дифференциальный метод отыскания коэффициентов влияния 48 KB
  Коэффициент влияния это отношение изменения сигнала на выходе измерительного устройства к вызвавшей его первичной погрешности. Коэффициент влияния определяет долю влияния конкретной погрешности на суммарную. Ti = ðS ðqi Дифференциальный метод применяют для определения влияния отклонений различных составляющих величин на выходной сигнал математически выраженный через величины входящие в передаточную функцию.
20128. Отыскание коэффициентов влияния методом преобразованной цепи 73 KB
  Для анализа действия первичной погрешности и разработки системы компенсации ошибок и регулирования механизма требуется именно аналит. влияния первичной погрешности отыскивается как передаточное отношение преобразованного механизма. Преобразованный механизм назся механизм с точно выполненными звеньями у крого ведущие звенья закреплены неподвижно а звенья имеющие погрешность преобразованы в ведущие звенья с направлением движения совпадающим с направлением рассматриваемой первичной погрешности. Если обозначить через I передаточное...
20129. Отыскание коэффициентов влияния методом фиктивной нагрузки 72.5 KB
  Суть метода: исследуемый механизм нагружается единичной фиктивной нагрузкой причем эта нагрузка прикладывается к выходному ведомому звену механизма таким образом чтобы она увеличивала значение вых. В качестве единичной фиктивной нагрузки принимается сила Φ если звено движется поступательно или же единичный фиктивный момент М если звено вращается. Где Fi проецируемые реакции от действующей фиктивной нагрузки или приравненных действующих первичных погрешностей.