Привод к ленточному транспортеру

1. Расчет привода с червячным редуктором

1.1 Кинематический расчет привода

2 Расчет первой червячной передачи

2.1 Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений

2.2 Проектный расчет

2.3 Проверочный расчет

3. Расчет второй червячной передачи

3.1 Проектный расчет

3.2 Проверочный расчет

4. Проектный расчет валов

5. Расчет шпоночных соединений

6. Расчет цепной передачи

7. Проверочный расчет выходного вала

8. Подбор подшипников выходного вала

9. Расчет конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора

10. Тепловой расчет

11. Выбор муфт

12. Порядок сборки редуктора

13.Смазка узлов привода Заключение Список использованных источников привод редуктор вал передача

Введение

Детали машин должны удовлетворять условию надежности, т. е. способности, сохраняя свои эксплуатационные показатели, выполнять заданные функции в течении заданного срока службы, и условию экономичности, т. е. иметь минимальную необходимую стоимость изготовления и эксплуатации.

Поэтому необходимо применять наиболее подходящие материалы с учетом их стоимости и дефицитности, а также рассчитывать детали без излишних запасов.

Работоспособность и надежность деталей машин характеризуется определенными критериями. По одному или по нескольким их этих критериев ведут расчет, цель которого — определение размеров и материалов деталей машин.

1. Расчет привода с червячным редуктором Исходные данные:

Ft= 9,5 кH — окружное усилие;

С = 7 лет — срок службы;

V =0.12м/с — скорость ленты;

D = 0.35м;

Ксут = 0.3;

Кгод = 0.7.

График нагрузки:

Кинематическая схема:

1.1 Кинематический расчет привода Согласно (1), определим требуемую мощность двигателя:

Где — общий КПД привода.

Где — КПД муфты;

— КПД одной пары подшипников качения;

— КПД червячной пары;

— КПД цепной передачи.

Определим угловую скорость вращения приводного вала:

Определим приемлемую угловую скорость вала двигателя.

Согласно (1), примем передаточное число червячной передачи U1 = 10; червячной передач U2 = 10; цепной передачи U2 = 2.

По ГОСТ 19 523–81 примем электродвигатель 4А100L6У3 мощностью 2200Вт. Синхронная частота вращения вала; Примем величину скольжения .

Тогда действительная частота вращения вала равна:

Угловая скорость вала двигателя:

Передаточное число привода:

Примем передаточное число червячной передачи U1 = 10; червячной передач U2 = 10;

Передаточное число цепной передачи:

Определим угловые скорости валов:

Мощности на валах привода:

Крутящие моменты на валах привода:

2. Расчет первой червячной передачи

2.1 Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений Примем материал венца червячного колеса бронзу БрАЖ9−4 с пределом прочности и текучести. Материал червяка примем Сталь 40Х закаленную до твердости 45…50HRC. Витки червяка шлифованные.

Согласно (1), допускаемые контактные напряжения венца колеса при скорости скольжения 4м/с.

Определим допускаемые напряжения изгиба

— эквивалентное число циклов нагружения.

Определим срок службы передачи:

.

— в зацеплении одна передача.

2.2 Проектный расчет Определим межосевое расстояние.

Примем число витков червяка ;

Число зубьев колеса:

— принятый коэффициент диаметра червяка.

— принятый коэффициент нагрузки.

Расчетный модуль зацепления:

По стандарту примем .

Определим геометрические параметры червячной передачи.

Делительные диаметры:

Межосевое расстояние:

Диаметры вершин:

Диаметры впадин:

Ширина венца колеса:

Делительный угол подъема витка червяка Длина нарезки червяка:

Наибольший диаметр колеса:

Скорость скольжения:

Примем седьмую степень точности зацепления. Определим силы, действующие на червячное колесо.

Окружное усилие:

Радиальное усилие:

Осевое усилие

2.3 Проверочный расчет

— коэффициент формы зуба.

Определим эквивалентное число зубьев:

3. Расчет второй червячной передачи Материалы венца червячного колеса и червяка примем теми же, что и при расчете первой ступени.

3.1 Проектный расчет Определим межосевое расстояние.

Примем число витков червяка ;

Число зубьев колеса:

— принятый коэффициент диаметра червяка.

— принятый коэффициент нагрузки.

Расчетный модуль зацепления:

По стандарту примем .

Определим геометрические параметры червячной передачи.

Делительные диаметры:

Межосевое расстояние:

Диаметры вершин:

Диаметры впадин:

Ширина венца колеса:

Делительный угол подъема витка червяка Длина нарезки червяка:

Наибольший диаметр колеса:

Скорость скольжения:

Примем седьмую степень точности зацепления. Определим силы, действующие на червячное колесо.

Окружное усилие:

Радиальное усилие:

Осевое усилие

3.2 Проверочный расчет

4. Проектный расчет валов Данный расчет ведем по формуле Где — допускаемое напряжение кручения

4.1 Первый вал Примем диаметр конца вала 28 мм, под уплотнение 30 мм, под подшипники 35 мм.

4.2 Второй вал:

Примем диаметр вала под подшипники 50 мм, под колесом 55 мм, под колесом 55 мм.

4.3 Третий вал:

Примем диаметр конца вала 60 мм, под уплотнение 65 мм, под подшипники 70 мм, под колесом 75 мм.

4.4 Приводной вал:

Примем диаметр конца вала 65 мм, под подшипники 70 мм, под барабаном 75 мм.

5. Расчет шпоночных соединений Данный расчет ведем по формуле Где — допускаемое напряжение смятия.

— диаметр вала в месте установки шпонки

— рабочая длина шпонки без учета закруглений

— размеры сечения шпонки и глубина шпоночного паза вала по ГОСТ 23 360–78

5.1 Первый вал Примем ;

Полная длина шпонки:

5.2 Второй вал:

Примем ;

Полная длина шпонки:

5.3 Конец третьего вала Примем ;

Полная длина шпонки:

5.4 Третий вал в месте установки колеса Примем ;

Полная длина шпонки:

5.5 Конец приводного вала Примем ;

Полная длина шпонки:

6. Расчет цепной передачи Определим число зубьев меньшей звездочки Примем

Число зубьев ведомой звездочки Примем

Определим коэффициент эксплуатации:

где — коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки:

— коэффициент, учитывающий межосевое расстояние;

— коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали

— коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи, при регулировании положения оси ведущей звездочки.

— коэффициент, учитывающий характер смазки.

— коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки.

Определим частоту вращения ведущей звездочки:

Определим среднее допускаемое давление в шарнирах цепи:

Рассчитаем величину шага цепи:

Для однорядной цепи m = 1.

Для определения оптимального значения шага цепи зададимся тремя смежными шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ 13 568–75 и расчеты сведем в таблицу.

Таблица 1. Расчет цепной передачи

Для заданных условий работы пригодны цепи с шагом t = 44,45, цепь однорядная.

7. Проверочный расчет выходного вала Примем расстояние между опорами вала 300 мм, расстояние от опоры до середины конца вала примем 130 мм.

Составляем расчетную схему для определения опорных реакций в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

а) Вертикальная плоскость Проверка:

Строим эпюру изгибающих моментов:

б) Горизонтальная плоскость Проверка:

Строим эпюру изгибающих моментов:

Строим эпюру суммарных моментов:

Суммарные реакции:

Наиболее опасным является сечение, где действует наибольший суммарный момент изгибающий момент.

Определим коэффициент запаса

— наименее допускаемый коэффициент запаса материала вала

— запасы прочности по изгибу и кручению Примем материал вала сталь 40

Тогда, ,,; ;;;

— коэффициент учета чистоты поверхности.

, , — амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений.

8. Подбор подшипников выходного вала.

Определим эквивалентную нагрузку, действующую на подшипник Где — при вращении внутреннего кольца подшипника.

— коэффициент учета температуры.

Определим отношение:

Тогда:

— коэффициент радиальной нагрузки.

— коэффициент осевой нагрузки.

— коэффициент запаса.

Определим требуемую динамическую грузоподъемность подшипника:

Устанавливаем на вал конический подшипник 7214 с динамической грузоподъемностью .

9. Расчет конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора Данный расчет ведем согласно (1).

Примем толщину стенки и корпуса и крышки ;

Диаметр фундаментных болтов:

Примем ;

Толщина фланцев разъема корпуса и крышки:

Примем ;

Ширина фланцев разъема:

Примем ;

Толщина фундаментных лап:

Ширина фундаментных лап:

Примем ;

Расстояние от наружной стенки до оси болта:

Примем ;

Примем .

10. Тепловой расчет Данный расчет ведем по формуле:

Где — коэффициент теплоотдачи;

— площадь боковой поверхности редуктора.

— допускаемая разность температур редуктора и окружающего воздуха.

11. Выбор муфт Муфту выбираем по расчетному крутящему моменту, определенному по формуле:

— коэффициент условий работы

;

По ГОСТ 21 421–75 примем муфту упругую передающую наибольший крутящий момент 63Н· м.

12. Порядок сборки редуктора На вал, паз.6 установить шпонку, поз. 40, колесо червячное, поз. 1, втулку поз. 28, кольцо, поз. 19 и подшипник поз.45.

На червяк, поз. 7, установить шпонку, поз. 38, колесо червячное поз. 2, втулку поз. 17, кольцо, поз. 18 и подшипник, поз. 44.

На червяк поз.8 установить кольца, поз. 16 и подшипник, поз 43.

Собранный червяк, поз. 7, установить в соответствующие гнезда корпуса, поз. 4, с одновременной установкой крышки, поз. 14 и прокладки, поз. 22.

Собранный червяк, поз. 8 устанавливаем в соответствующие отверстия корпуса, поз. 4.

Собранный вал, поз. 6, установить в соответствующие гнезда корпуса, поз. 4.

В крышки, поз. 10 и 13, установить манжеты, поз. 41 и 42.

На крышки поз. 9, 10, 11, 12, 13 одеть прокладки поз. 20, 21 и 23.

Установить крышку корпуса поз. 5 на корпус поз. 4 и стянуть их болтами поз. 30 и 31.

Собранные крышки, поз. 9, 10, 11, 12, 13, а так же ранее установленную крышку, поз. 14, установить и закрепить болтами, поз. 29.

В крышку, поз. 15 ввернуть отдушину, поз. 25.

Собранную крышку поз. 15, вместе с прокладкой, поз. 24, установить на крышку корпуса, поз. 5, и закрепить винтами, поз. 32.

Установить маслоуказатель, поз. 3.

Установить пробку, поз. 26, с прокладкой, поз. 27.

На концы валов установить шпонки, поз. 37 и 39.

13 Смазка узлов привода Червячные передачи смазываем картерным способом путем окунания червячного колеса первой ступени и червяка второй ступени в масляную ванну.

Так как окружная скорость червячного колеса первой ступени и червяка второй ступени невелика, примем масло индустриальное И-100А по ГОСТ 20 799–75.

Открытую цепную передачу смазываем солидолом жировым по ГОСТ 1033–79.

В подшипниковые опоры закладываем солидол жировой по ГОСТ 1033–79.

Для контроля за уровнем масла устанавливаем маслосливную пробку.

Заключение

При выполнении курсового проекта по «Деталям машин» были закреплены знания пройденных предметов: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедения и других предметов. Также получены навыки по проектированию закрытых конических и цилиндрических зубчатых передач.

Кроме того, произведен подбор подшипников валов, рассчитаны шпоночные соединения, выполнен проверочный расчет выходного вала, выбран двигатель.

Список использованных источников

1. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов специальностей Т 05.04.00 и Т 05.07.00 Могилев, 1999 г.

2. Кузьмин, А. В. Расчеты деталей машин /А.В. Кузьмин и др. — Мн.: 1986.

3. Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин /С.А. Чернавский и др. — М.:1987г.

Приложение