Проектный расчет на прочность зубчатой передачи редуктора. Расчет привода к скребковому конвейеру

Реферат

Данный курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. В пояснительной записке приведен расчет привода к скребковому конвейеру, выполненный на 44 листах, в которых подробно расписана методика кинематического расчета привода и выбора электродвигателя, приведен проектный расчет на прочность зубчатых передач, расчет вала на прочность, кроме этого расчет шпоночных соединений и расчет подшипников качения.

Графическая часть содержит:

лист формата А2 – чертеж тихоходного вала, лист формата А1 – сборочный чертеж редуктора, лист формата А2 – чертеж зубчатого колеса, лист формата А2 – чертеж общего вида.

Содержание

1.  Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя………….…..5

1.1  Выбор электродвигателя……………………………………………..…..5

1.2  Кинематический расчет привода……………………………………..….7

2.  Проектный расчет на прочность зубчатой передачи редуктора………..…9

2.1  Выбор материала шестерни и колеса………………………………..…..9

2.2  Определение допускаемых напряжений…………………………..…….9

2.2.1  Допускаемые контактные напряжения…………………………...10

2.2.2  Допускаемые напряжения изгиба зуба………………….…..……12

2.3  Проектный расчет на прочность с закрытой цилиндрической зубчатой передачей………………………………………………………………….13

3.  Определение компоновочных размеров редуктора………………………...22

4.  Расчет шпоночного соединения под колесом на тихоходном валу редуктора……………………………………………………………………...26

5.  Расчет тихоходного вала редуктора…………………………………...…….29

6.  Выбор подшипников качения………………………………………..………38

Литература………………………………………………………………………43

Приложения…………………………………………………………….……….44

1.  Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя

Проектирование приводных устройств начинается с кинематического расчета привода, задачей которого являются выбор по каталогу электродвигателя, определение общего передаточного числа привода и разбивка его по отдельным ступеням передач согласно кинематической схеме. Заключительным этапом этого расчета является определение основных кинематических (частот вращения валов) и силовых (мощностей и вращающих моментов на валах) характеристик привода.

1.1  Выбор электродвигателя

Электродвигатель подбирается по каталогу по требуемой мощности в соответствии с режимом эксплуатации машины. При выборе электродвигателя различают три основных вида работы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Определяем потребную мощность двигателя [1, с 6, ф 1.2]:

где   – требуемая мощность для тяговой цепи;                       – общий КПД привода.

Определяем общий КПД привода [1, c 6]:

где   – ременная передача;  – пара подшипников;  – закрая зубчатая передача;  – муфта соединительная.

Принимаем значения КПД по таблице 1.1 [1, с 6]: ; ; ; .

Тогда,

Таким образом,

Проводим оценку кинематических возможностей привода [1, с 11, ф 1.7]:

, где  – передаточное число ременной передачи;  – передаточное число закрытой зубчатой передачи.

Принимаем по таблице 1.2 [1, с 8, т 1.2]:

Таким образом,

 

Определяем частоту вращения выходного вала по формуле:

, где  – угловая скорость на валу 4;  – делительный диаметр.

Тогда,

Определяем диапазон частот вращения двигателя:

Тогда,

После чего, из таблицы 1.3 [1, с 8-9] подбираем электродвигатель с мощностью  и частотой вращения вала , близкими к полученным  и . При этом  должна быть равна или больше требуемой.

Можно выбрать электродвигатель меньшей мощности. Тогда он будет работать с перегрузкой [1, с 7, ф 1.5]:

где  – перегрузка 5 – 8 % при постоянной нагрузке, и 10 – 12 % при переменной.

Выбираем из таблицы 1.3 [1, с 8 – 9] двигатель с синхронной частотой  марки  мощностью  и .

1.2  Кинематический расчет привода

После окончательного выбора  определяем общее передаточное число привода  [1, с 11, ф 1.6]:

Тогда,

Полученное расчетом общее передаточное число распределяем между ступенями передач.

В соответствии с рекомендациями [1, с 10 – 14] принимаем:  – ременная передача;  – закрытая зубчатая передача.

Следовательно,

Проверяем условие на погрешность, которое не должно выходить за пределы более чем на :

Тогда,

 – условие выполняется.

Определяем частоты вращения валов [1, с 26]:

 

Определяем мощность на валах [1, с 26]:

 

Определяем вращающие моменты на валах по формуле [1, с 27]:

Тогда,

 

 

 

Рисунок 1 – схема передачи

2.  Проектный расчет на прочность зубчатой передачи редуктора

Целью проектного расчета является определение геометрических размеров передачи, обеспечивающих работоспособность и надежность при заданных условиях эксплуатации и заданном ресурсе. Исходные данные для проектного расчета принимаются по результатам кинематического расчета привода (рис. 1). При расчете необходимо учитывать экономические факторы.

2.1  Выбор материала шестерни и колеса

Для редукторов шестерни и колеса следует изготовлять из одинаковых марок стали, с термообработкой [1, с 30].

Из таблицы 2.1 [1, с 30] выбираем материал для шестерни и колеса – , с термообработкой: улучшение зубьев колеса ; улучшение зубьев шестерни .

2.2  Определение допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения при расчетах на контактную и изгибную выносливость необходимо определять с учетом режима нагружения зубьев и требуемого ресурса передачи .

По заданию: режим нагружения зубьев постоянный (рис. 2), с требуемым ресурсом .

Рисунок 2 – постоянный режим нагружения

2.2.1  Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни  и колеса  определяются по общей формуле [1, с 32, ф 2.1]:

где  – длительный предел контактной выносливости, определяемый по таблице 2.2 [1, с 33] в зависимости от материала зубчатого колеса и вида