50924

Проект привода шнекового питателя

Курсовая

Производство и промышленные технологии

При выполнении курсового проекта необходимо произвести выбор электродвигателя, полный расчёт редуктора, расчёт открытой или ремённой передачи, если она имеется. Расчёт передачи выполняется по заданному моменту сопротивления или тяговому усилию на рабочей машине

Русский

2014-12-23

138.5 KB

17 чел.

Техническое задание на проект.
        Схема привода шнекового питателя.

Номер задания  - №1. Вариант – 9.
1. Момент сопротивления на валу шнека: Тс = 3000 [
H*m].
2. Частота вращения двигателя
n = 750 об/мин.
3.Частота вращения вала шнека
n = 30 об/мин.
4. График сменной нагрузки –
Г
5. Число смен в течении суток – 1
6. Срок службы передачи в годах -
8
Содержание.

Введение:

1. Выбор электродвигателя……………………………………………..…4
2. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням………………………………………………………………….....5
3. Кинематические и силовые параметры привода………………….…...6
4 Выбор материалов для зубчатой пары………………………………….7
5. Определение допускаемых напряжений…………………….……….7-9
6. Расчёт тихоходной ступени………………………………………..10-15
7. Расчёт быстроходной ступени………………………………….….16-21
8. Проектный расчёт валов…………………………………………....22-24
9. Проверочный расчёт валов………………………………………....24-25 Список  используемой литературы
……………………………………...26

Заключение:

 


Введение.

При выполнении курсового проекта необходимо произвести выбор электродвигателя, полный расчёт редуктора, расчёт открытой или ремённой передачи, если она имеется. Расчёт передачи выполняется по заданному моменту сопротивления или тяговому усилию на рабочей машине. При определении передаточного числа брать действительную частоту вращения электродвигателя при номинальной нагрузке.
Курсовой проект по деталям машин – это поиск решения конструкторской задачи, основанный на выборе оптимальной конструкции из большого числа возможных вариантов. Объектом курсового проектирования является редуктор. Проект выполняется с целью закрепления знаний и навыков инженерного проектирования по основным разделам: расчёт возможных передач, проектный и проверочный расчёт валов, подбор подшипников качения и проверка их по диномической грузоподъёмности, подбор и проверка шпонок на смятие, конструирование редуктора.

  1.  Выбор электродвигателя.

Мощность на выходном валу  Рвых: (Вт)

T – момент сопротивления на валу шнека (H*M)
W – угловая скорость (с^-1)
Угловая скорость шнека:

Номинальная мощность электродвигателя:

КПД привода:

____=0,98 (КПД муфты соединительной)
____=0,973(КПД одной ступени редуктора)
____=0,99(КПД одной пары подшипников качения)

Выбираем электродвигатель 160m8/727*.
Асинхронная частота вращения электродвигателя  970  об/мин.

Мощность 11  Квт. Отношение моментов: Tmax/T=2,4.

2. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням.

Передаточное отношение редуктора:

Угловая скорость вала двигателя:

угловая скорость вала шнека:

В соответствии с СТ СЭВ 229 – 75 принимаем _______=                             и распределяем его по ступеням: _______= (быстроходная ступень)  _______= (тихоходная ступень).

Отклонение передаточного числа редуктора:

Что меньше допускаемого______ 4%.

  1.  Кинематические и силовые параметры привода.

Вычисляем угловые скорости и частоты вращения валов редуктора Ведущего вала:

Промежуточного вала:


Тихоходного вала:


Определяем крутящий момент на валах:
- На валу двигателя

- На быстроходном валу

- На промежуточном валу

- На тихоходном валу

  1.  Выбор материала для зубчатой пары.

Вычисляем среднее значение твёрдости:
для шестерни:
для колеса:

                        
5. Определяем допускаемые напряжения.
5.1 Допускаемые контактные напряжения при расчёте на                                                       усталость.
для шестерни:
для колеса:
Предел контактной выносливости поверхности зубьев:
для шестерни:
для колеса:
_____=1,1 (коэффициент безопасности).

Коэффициент долговечности:
для шестерни:
для колеса:
_______ для шестерни =

Для колеса =
При переменном режиме нагрузки число циклов:
для шестерни:

для колеса:

По рекомендации принимаем коэффициенты долговечности _______

________
За расчётное контактное напряжение принимаем меньшее из двух: _____=416 МПа.

5.2 Допускаемые напряжения изгиба при расчёте на выносливость.

Базовый предел выносливости зубьев по излому от напряжений изгиба:

Для шестерни:
Для колеса:
____=1,75 (коэффициент безопасности).

____=1 (коэффициент учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки).
Коэффициент долговечности:

для шестерни:
для колеса:
Эквивалентное число циклов перемены напряжений:
для шестерни:
для колеса:
По рекомендации принимаем _______; _______.

Вычисляем допускаемые напряжения на изгиб:

для шестерни:
для колеса:

5.3 Допускаемые напряжения при расчёте зубьев на прочность при

     перегрузках.
Предельно допускаемое контактное напряжение:

где ____ - предел текучести МПа.
для шестерни:
для колеса:
Предельно допускаемое напряжение изгиба:
для шестерни:
для колеса:

Где _____=1,3(коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки).

_______= 4 (максимально возможное значение коэффициента долговечности).

_______= 2 (коэффициент запаса прочности).

6. Расчёт тихоходной ступени.

Проектировочный расчет на контактную выносливость начинается с тихоходной ступени, как наиболее нагруженную.
     
6.1 Межосевое расстояние тихоходной ступени.

Межосевое расстояние:

Где ____ - вспомогательный коэффициент, равный 490 для прямозубых передач и 430 для косозубых передач.

_____=0,25 (коэффициент ширины венца колеса относительно межосевого расстояния).

_____=1,05 (коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца).

_____ (коэффициент ширины колеса относительно его диаметра).

По стандартному ряду значений в соответствии с ГОСТом 2185 – 66 межосевое расстояние____ =       мм.
Ширина зубчатого венца:

Ширина шестерни:

Полученное значение____ и ____ округляем до ближайшего ё номинального размера по ГОСТу 6636 – 69: ____ =  ____=

6.2 Выбор модуля и числа зубьев тихоходной ступени.

Значение модуля рекомендуется принимать в пределах:

Выбираем предварительно m= мм из стандартного ряда по

ГОСТу 9563 – 80.

Суммарное число зубьев ____ :

Число зубьев на шестерне:

     Округляем до целого ____=

Количество зубьев колеса:

Определяем делительные диаметры для шестерни и колеса:

Для шестерни:

Для колеса:

Определяем диаметры окружностей вершин зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

Определяем диаметры впадин зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

Вычисляем фактическое передаточное число:

Проверяем отклонения передаточного отношения тихоходной ступени:

Условие выполняется, так как _____ не превышает 3%.

6.3 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям.

Проверяем контактные напряжения:

Где _____=1,77 (коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей прямозубых передач).

_____ =275 (коэффициент, учитывающий механические свойства материала).

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

      (для прямозубых передач).

Коэффициент торцевого перекрытия:

Где _____=1 (коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями).

_____=1,05 (коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца).

Коэффициент динамической нагрузки:

Удалённая окружная динамическая сила:

Где _____=0,006.

Окружная скорость:

По окружной скорости выбираем _____ степень точности передачи.

______=82 (коэффициент, учитывающий влияние разности шагов шестерни и колеса).

Удельная расчётная окружная сила:

Окружная сила:

Вычисляем контактное напряжение:

Сравниваем полученное напряжение с допускаемым контактным напряжением колеса:

В результате получили

6.4 Проверочный расчёт на выносливость по напряжениям изгиба.

Определяем отношение:

Где ____=  _____=  .

Вычисленное отношение меньше для шестерни, поэтому дальнейший расчёт по напряжениям изгиба будем вести по шестерне.

Действующее напряжение изгиба:

Где: ____=1 (коэффициент, учитывающий наклон зубьев).

____=1 (коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев).

____=1 (коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями).

____=1,12 (коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца).

Коэффициент динамической нагрузки:

Удельная окружная динамическая сила:

____=0,016.

Удельная расчётная окружная сила в зоне её наибольшей концентрации

Вычисляем напряжение изгиба на шестерни:

Что значительно меньше допускаемого напряжения на изгиб для шестерни ( = 272 МПа.)

Отмечаем, что для данной пары колёс основным критерием работоспособности является сопротивление усталости по контактным , а не изгибным напряжениям.

6.5 Проверочный расчёт при действии максимальной нагрузки.

Определяем максимальное напряжение от действия пиковой нагрузки:

Условие прочности выполнено т.к

Условие прочности выполнено т.к


7. Расчёт быстроходной ступени.

7.1 Межосевое расстояние, ширина колёс.

Так как редуктор соосный, то ____=_____= мм. Материалы для зубчатых колёс принимаем те же, что для тихоходной ступени.

Ширина венца колеса:

Где: ____=0,25

Ширина венца шестерни:

Окончательно принимаем ____=89 мм.



7.2 Выбор модуля и числа зубьев быстроходной ступени.

Модуль определяется:

Принимаем ____= 5. Предварительно берём угол наклона зубьев __=10.
Суммарное количество зубьев ____ определяется:

Принимаем целое число ____=140, и уточняем угол наклона зубьев шестерни и колеса:

Число зубьев шестерни:

Принимаем целое число зубьев ____=16.

Минимальное число зубьев:

Условие ____=15,5 >___=16 выполняется.

Число зубьев колеса быстроходной ступени:

Фактическое передаточное число быстроходной ступени:

Отклонение передаточного числа редуктора _____:

Определяем диаметры зубчатых колёс. Действительный диаметр:

Для шестерни:

Для колеса:

Диаметр вершин зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

Диаметр впадины зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

7.3 Проверочный расчёт на выносливость по контактным напряжениям быстроходной ступени.

Контактные напряжения:

Где ____=

____=275 для стальных колёс.

Коэффициент осевого перекрытия:

 

         Так как получили при расчёте ____>0,9 то ____= Коэффициент     торцевого перекрытия:

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, ____ определяется исходя из значения ___:

 

          ____=1,04.

Коэффициент динамической нагрузки:

Удельная окружная динамическая сила:

___=0,002 (коэффициент, учитывающий проявление погрешностей зацепления на динамическую нагрузку).

Окружная скорость:

По окружной скорости выбираем 9-ю степень точности.

____=1,12

Удельная расчётная окружная сила в зоне её наибольшей концентрации:

Окружная сила:

Сравниваем полученное напряжение с допускаемым:

7.4 Проверочный расчёт на выносливость по напряжениям изгиба быстроходной ступени.

Определяем отношения:

Найденное отношение меньше для шестерни, поэтому расчёт будем вести по шестерне.

Действующее напряжение изгиба:

Где ___=1

Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев:

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями для косозубых передач:

_____= 1,09.

___=0,006 т.к передача косозубая.

Передача на изгиб прочная, так как ____=

7.5 Проверочный расчёт зубьев на прочность при перегрузках.

Максимальное напряжение от действия пиковой нагрузки:

Сравним _________________. Следовательно, и при кратковременной нагрузке зубья прочные:

Сравним ____________, следовательно, и при кратковременной перегрузке зубьея на изгиб вполне прочные:

Следовательно, согласно расчётам, передача проверку прошла.

Геометрические параметры зубчатых колёс быстроходной ступени редуктора.

Параметр

обозначение

Размер, мм.

Межосевое расстояние

Ширина колеса

Ширина шестерни

Модуль

Угол наклона зубьев

Число зубьев шестерни

Число зубьев колеса

Делительный диаметр:

Диаметр выпусков:

Диаметр впадин:

Геометрические параметры зубчатых колёс тихоходной ступени .

Параметр

обозначение

Размер, мм.

Межосевое расстояние

Ширина колеса

Ширина шестерни

Модуль

Угол наклона зубьев

Число зубьев шестерни

Число зубьев колеса

Делительный диаметр:

Диаметр выпусков:

Диаметр впадин:


8. Проектный расчёт валов.

8.1 Быстроходный вал.

Выполняем вал и шестерню заодно – в виде вала – шестерни из стали 45, термообработка – улучшение.

Предварительный расчёт проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр входного конца вала:

Где ___(пониженное напряжение кручения).

Принимаем по ГОСТ 12080-66

Принимаем конструктивно под подшипники диаметры шеек вала

     , округляем до ближайшего стандартного диаметра внутреннего кольца подшипника

Определяем диаметр буртика:

Принимаем

Выбираем по ГОСТ 8338-75 подшипники – радиальные шариковые однорядные средней серии ____:  

Определяем усилия, действующие на быстроходном валу:

Усилие муфты:

Окружное усилие:

Радиальное усилие:

Осевое усилие:

Определяем необходимые расстояния для определения опорных реакций:

Предварительно принимаем:

Вычисляем расстояние между точкой приложения усилия от муфты и реакции смежной опоры подшипника:

Определяем реакции в опорах подшипников:

А) в вертикальной плоскости:

Проверка:

Б) в горизонтальной плоскости:

Проверка:

Строим эпюры изгибающих моментов:

А) в вертикальной плоскости

Справа

Слева

Б) в горизонтальной плоскости:

Справа

Слева

Определяем суммарные радиальные реакции опор подшипников:

  1.  Проверочный расчёт валов.
    1.   Быстроходный вал.

Материал вала принимаем тот же, что и для шестерни, так как это единая деталь вал -  шестерня: сталь 45; НВ 192… 240;

Проверим опасное сечение А-А, которое обусловлено наличием большого изгибающего момента и посадки подшипника с натягом в этом сечении.

Вычисляем нормальное амплитудное напряжение вала с опасном сечении при изгибе:

Осевой момент сопротивления сечения вала для круглого сечения:

Вычисляем касательное амплитудное напряжение вала в опасном сечении при кручении:

Полярный момент инерции сопротивления сечения вала:

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала:

____=1

Для диаметра вала ____=     мм и при ___= 750 МПа получаем

Для шероховатости поверхности ____=1,2

Вычисляем коэффициент:

Определяем пределы выносливости в расчётном сечении вала:

Предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба:

Предел выносливости в расчётном сечении при кручении

Предел выносливости гладких образцов при кручении:

Так же рассчитываем для касательного напряжения:

Для диаметра вала____=   мм и при ___=750 МПа определяем интерполяцией                  . Коэффициент ___=1.

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

Проверка выполняется.


Заключение.

Курсовой проект по деталям машин выполнен с целью закрепления знаний и навыков инженерного проектирования по разделам.

В курсовой работе мы внимательно изучили вопрос расчёта на прочность двухступенчатого редуктора: зубчатых колёс, валов.


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.  В.И. Анурьев – Справочник коструктора –машиностроителя, т.1.
    М.: «Машиностроение», 1980.
  4.  В.И. Анурьев – Справочник коструктора –машиностроителя, т.2.
    М.: «Машиностроение», 1980.
  5.  В.И. Анурьев – Справочник коструктора –машиностроителя, т.3.
    М.: «Машиностроение», 1980.
  6.  С.А. Чернавский и др. Курсовое проектирование деталей машин.
    М.: «Машиностроение», 1987.
  7.  Д.Н. Решетов – Детали машин. Атлас конструкций. М.: «Машиностроение», 1970.
  8.  М.И. Анфимов – Редукторы. Конструкции и расчет. М.: «Машиностроение», 1972.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16304. Світові релігії: буддизм, іслам 55.5 KB
  Іслам одна з світових релігій. Назва «іслам» переводиться з арабського як покірний. Іслам ще називають мусульманством або магометанством. Іслам виник у західній Аравії на початку VІІ ст
16305. Информатика в 9 классе. Все конспекты уроков 1.65 MB
  Кодирование информации. Единицы измерения объёма информации. Структурированный тип данных: массив. Ввод элементов массива. Решение практических задач с использованием массивов. Виды анимации. Назначение и элементы интерфейса редактора Flash. Обобщающее повторение по теме «Основы анимации». Образовательные ресурсы сети Интернет...
16306. Построить фрактал треугольник Серпинского 40.5 KB
  Построить фрактал треугольник Серпинского Самым знаменитым примером площадного геометрического фрактала является треугольник Серпинского строящийся путем разбиения треугольника необязательно равностороннего – средними линиями на четыре подобных треугольника и
16307. Снежинка Коха 51.5 KB
  Снежинка Коха Для построения снежинки Коха выполним следующие операции см. рис. 1. Рассмотрим в качестве нулевой итерации равносторонний треугольник. Рис. 1. Снежинка Коха. Затем каждую из сторон этого треугольника разделим на три равные части уберем среднюю ча...
16308. Фрактальный папоротник и аффинные преобразования 43.5 KB
  Фрактальный папоротник и аффинные преобразования Около четырехсот миллионов лет назад из теплого девонского моря населенного диковинными рыбами на еще безжизненную сушу начали наползать первые растения. Позднее на первобытной Земле многие миллионы лет шумели ка
16309. Последовательность выполнения нивелирования. Техническое нивелирование 199 KB
  Лабораторная работа № 6 Последовательность выполнения нивелирования Основные положения Способ геометрического нивелирования из середины При определении разности высот h рис. 1 нивелированием из середины устанавливают нивелир на одинаковых расстояниях между т
16310. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСОЛЬНОЙ БАЛКИ 2.26 MB
  Лабораторная работа АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСОЛЬНОЙ БАЛКИ Цель работы: Приобретение практических навыков по измерению прогибов и деформаций балок. Содержание работы: Балкой называют стержень нагруженный силами действующими в напра...
16311. Исследование устойчивости сжатого стержня большой гибкости 202 KB
  ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СЖАТОГО СТЕРЖНЯ БОЛЬШОЙ ГИБКОСТИ Цель работы: Изучение процесса потери устойчивости при осевом сжатии стержней и опытное определение критической силы. Поскольку величина критической силы зависит не только от размеров стержня но и от у
16312. Определение деформации при косом изгибе 5.06 MB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГИБОВ ПРИ КОСОМ ИЗГИБЕ Цель работы Ознакомление с косым изгибом консольного бруса и сравнение опытных значений прогиба с теоретическим. Содержание работы Если плоскость действия изгибающего момента возникающего в поперечном сечении бруса не сов...