943

Привод ленточного транспортёра

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Промежуточный вал (расчёт на статическую прочность). Определение требуемой мощности электродвигателя. Определение частоты вращения вала электродвигателя. Определение действительного фактического передаточного числа. Крутящий момент в поперечных сечениях валов.

Русский

2013-01-06

224.5 KB

26 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

ДМ 313-05.00.00 ПЗ

Студент _____________ (Кулигина Е.А.)    Группа Э10-62

Руководитель проекта  ______________ (Андриенко Л.А.)

  

 2001г.


Содержание

Введение

1   Кинематический расчет привода

2   Предварительный расчет валов

3   Уточненный расчет валов

4    Проверка долговечности подшипников

5    Выбор смазки редуктора

  6   Проверка прочности шпоночного соединения

7   Расчёт соединения с натягом

8   Подбор муфты

 9   Список используемой литературы


1 Кинематический расчет.

Выбор электродвигателя.

  1.  Нахождение мощности на выходе.

 РВЫХ = Т /10 3=50000,8/10 3=4кВт

1.2 Определение общего КПД привода.

 общ = 3зуб  3подш  муфты,

где: зуб – КПД зубчатой передачи;

        подш – КПД подшипников;

              муфты – КПД муфты.

 муфты = 0,98; зуб = 0,97; подш = 0,99;

 общ = 0,973  0,993  0,98 = 0,867.

1.3 Определение требуемой мощности электродвигателя.

 

1.4 Определение частоты вращения вала электродвигателя.

      

      nвх = nв  u,

где: u = uбыстр  uтих;

Из таблицы 1.2 [1] выбраны передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:

uтих = (2,5…5,6); uбыстр =8

nвх = nв  u = 38,2 (2,5…5,6) 8= 764…1711 об/мин.

Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя

табл. 24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя:

АИР 132S8/720   (dвала эл.=38мм.)

1.5 Определение вращающего момента на тихоходном валу.

1.6 Определение действительного фактического передаточного числа.

 

        Uд = Uред = 18,9 

  1.  Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях  валов

Быстроходного     Tб= 54,5 Hм

Промежуточного  Tпр= 271,8 Hм

Тихоходного         Tт= 1005 Hм

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

             Для быстроходного:   

                                                   

                                                   

             Для промежуточного: 

                                                   

                                                   

                                                    

             Для тихоходного:        

                                                   

                                                   

Выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники лёгкой серии.

Для быстроходного вала:  208   d=40мм,   D=80мм,  В=18мм,  r=2мм;

Для промежуточного:        207   d=35мм,   D=72мм,  В=17мм,  r=2мм;

                                            210   d=50мм,   D=90мм,  В=20мм,  r=2мм;

Для тихоходного:               214   d=70мм,   D=125мм,  В=24мм,  r=2,5мм;

  1.  
    Уточнённый расчёт валов.

3.1 Расчёт быстроходного вала.

Ft=2036 Н; Fr=755 Н; Fa=400 Н; Т=55 Н·м

Fк=Сp·Δ=1320·0,1=132 Н;  

Находим реакции опор А и Б:

Реакции опор от действия консольной нагрузки

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.


3.2 Промежуточный вал (расчёт на статическую прочность).

Изгибающий момент от осевых сил:

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.
3.3 Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность).

Ft=7946 Н; Fr=2938 Н; Fa= 1421Н; Т=1005 Н·м

Fк=Сp·Δ=5400·0,1=540 Н;

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.

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;

;      


3.4 Приводной вал (расчёт на статическую прочность).


Fr
=0; Ft=T/Rбар=5025Н; Fa=0; Fк=0; Т=1005 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.


4 Расчёт подшипников на долговечность.

Быстроходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

208: d=40мм, D=80мм, В=18мм, Сor=17.8 кН, Сr=32 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

              

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

Промежуточный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

210: d=50мм, D=90мм, В=20мм, Сor=35,1 кН, Сr=19,8 кН.

Расчёт ведётся по наиболее нагруженному подшипнику.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

              

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

Тихоходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

214: d=70мм, D=125мм, В=24мм, Сor=37,5 кН, Сr=61,8 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

              

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

Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные

1215: d=75мм, D=130мм, В=25мм, Сor=21,6 кН, Сr=39 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

              

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


5 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-32 ТУ38-1001451-78.

В соосных редукторах при расположении валов в горизонтальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и тихоходной ступеней. Если глубина погружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазочное колесо.

Hmax=120мм, Hmin=70мм.

6 Проверка прочности шпоночного соединения

Все шпонки редуктора призматические со скругленными  торцами, 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: 54,5 Н·м;

Выходной конец вала =Ø30мм;  b·h·l =16·10·36;

Промежуточный вал: 271,8 Н·м;

Диаметр вала: Ø45мм;  b·h·l =22·14·36;

Тихоходный вал: 1005 Н·м;

Выходной конец вала: Ø60мм;  b·h·l =32·18·50;

7 Расчёт соединения с натягом

            

Т=1005Н·м; Fa=1421.4Н; Ft=7946.2Н;

Вал-Ст45,

Шестерня-Ст40X,

1 Условие работоспособности

к - коэффициент по сцеплению;

-необходимое давление для обеспечения работоспособности;

Это давление будет создаваться натягом, который мы рассчитываем по формуле Ламе:

                        µ=0,3

                      

Стандартную посадку подбираем по измеренному натягу, который будет отличаться от расчётного на величину  

                              

Проверим посадко по условию прочности:

посадка пригодна. 

8 Подбор муфты

Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424–75.

Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки.Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосносги валов в небольших пределах (3 мм; 0.10…0,15 мм; 0,6/100 мм/мм ).

Материал полумуфт – чугун СЧ20.

Материал пальцев – сталь 45.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину – по напряжениям смятия на поверхности соприкасания втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распределены равномерно по длине втулки:

где z – число пальцев, z = 8. Рекомендуют принимать  = 1,8...2 МПа.

Тогда  

Пальцы муфты изготовляют из стали 45 и рассчитывают на изгиб:

Допускаемые напряжения изгиба , где - предел текучести материала пальцев, МПа. Зазор между полумуфтами  С=6мм


9
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

57997. Построение диаграмм и графиков на основе табличных данных 102 KB
  Напишу много чисел и попрошу их представить в порядке возрастания Легко представить А если я построю диаграмму или график Какие способы представления данных вам известны Ответ: таблицы схемы запись графики диаграммы т. Какие из этих способов вы считаете наиболее наглядными...
57998. Підсумки Microsoft Excel (MICROSOFT OFFICE 2010) 427.5 KB
  Мета: Отримання учнями практичних навичок впорядкування списків шляхом групування записів з виведенням проміжних результатів.
57999. Фізична та соціальна складова здоров’я. Інноваційний інтегрований урок з основ здоров’я та фізичної культури 973 KB
  Мета: Формувати позитивну мотивацію щодо здорового способу життя культури здоров’я; поліпшувати репродуктивне здоров’я дітей та підлітків; своєчасне попередження вживання шкідливих звичок серед молоді; підвищення особистісного і творчого потенціалу учнів їх прагнення до самореалізації життєвого успіху...
58000. Форматування тексту 55 KB
  Мета уроку: знайомити учнів з поняттям форматування та видами Форматування; Вчити використовувати засоби форматування тексту, Застосовувати кнопки панелі інструментів та нестандартні символи при оформлені текстів; розвивати абстрактне мислення, творчий підхід до ство рення документів.
58001. ФОРМУЛИ СКОРОЧЕНОГО МНОЖЕННЯ 151.5 KB
  Вчитель відкриває на ІАД правильні відповіді які до цього момента були приховані. Вчитель викликає до дошки по черзі чотирьох учнів кожен з яких за допомогою стрілок з’єднує записи завдань із записами правильних рішень.
58002. Freizeit. Вільний час 4.64 MB
  Мета: Тренувати учнів у вживанні нової лексики: die Freizeit, das Spiel, spielen, der Fussball, der Volleyball, der Federball, fernsehen, der Basketball, das Klavier, rauchen, der Rad, schwimmen, skaten, stricken, hören, die Musik, fahren, lesen, tanzen, nähen, backen, tauchen.
58003. Freizeit und Hobbys 93.5 KB
  Мета: Активізувати вживання вивчених ЛО до теми “Freizeit”. Навчати учнів вести бесіду, працювати у парах та групах. Повторити граматичний матеріал Модальні дієслова. Удосконалювати навички говоріння,читання,письма, аудіювання.
58004. Загальні відомості про функції. Класифікація функцій 299.5 KB
  Загальні відомості про функції. Навчити студентів застосовувати стандартні та функції користувача при реалізації програмних кодів на мові С....
58005. Квадратична функція у=ах2+вх.+с, (а≠0), її графік і властивості 60.5 KB
  Мета: систематизувати та узагальнювати матеріал, опрацьований на попередніх уроках, повторити, уточнити нові поняття; систематизувати та узагальнювати знання, отримані учнями в процесі вивчення теми. Розвивальні: розвивати увагу, мислення, память, культуру математичного мовлення...