Расчет индивидуального привода (мощность на выходном валу - 1892 Bт, скорость диска питателя - 0,53 м/с)

СОДЕРЖАНИЕ

		стр.
1	Введение.........................................................................	3
2	Схема привода с исходными данными............................	4
3	Кинематический расчет...................................................	5
3.1	Распределение общего передаточного отношения..........	6
3.2	Определение моментов на валах.....................................	6
4	Расчет ступеней редуктора..............................................	7
4.1	Выбор материалов для ступеней.....................................	7
4.2	Определение допускаемых напряжения..........................	7
4.2.1	Определение допускаемых контактных напряжения.......	7
4.2.2	Определение допускаемых напряжений изгиба...............	9
4.3	Определение допускаемых напряжения при кратковременной перегрузке...........................................................	10
4.3.1	Определение предельных контактных напряжений.........	10
4.3.2	Определение предельных напряжений изгиба.................	10
4.4	Расчет второй ступени....................................................	10
4.4.1	Определение межосевого расстояния..............................	11
4.4.2	Определение размеров зубчатых колес...........................	11
4.4.3	Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям.......................................................................	12
4.4.4	Проверочный расчет на усталость по напряжениям изгиба...............................................................................................	13
4.5	Расчет первой ступени....................................................	13
4.5.1	Определение размеров зубчатых колес...........................	14
4.5.2	Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям.......................................................................	14
4.5.3	Проверочный расчет на усталость по напряжениям изгиба...............................................................................................	15
5	Расчет открытой конической передачи...........................	17
5.1	Выбор материалов для передачи.....................................	17
5.2	Определение допускаемых напряжений..........................	17
5.2.1	Определение допускаемых напряжений изгиба...............	17
5.3	Определение геометрических размеров передачи...........	18
5.4	Проверочный расчет по напряжениям изгиба....................	19
6	Пространственная схема редуктора с усилиями в зацеплении...............................................................................	21
7	Расчет валов и их опор....................................................	22
7.1	Расчет тихоходного вала.................................................	22
7.1.1	Определение геометрических размеров..........................	22
7.1.2	Определение сил в зацеплении........................................	23
7.1.3	Определение реакций в опорах.......................................	23
7.1.4	Расчет опасных сечений..................................................	24
7.1.5	Проверка статической прочности при перегрузках.........	27
7.1.6	Проверка жесткости вала................................................	28
7.2	Расчет быстроходного вала.............................................	28
7.2.1	Определение геометрических размеров..........................	29
7.3	Расчет промежуточного вала...........................................	29
7.3.1	Определение геометрических размеров..........................	29
7.4	Расчет опор.....................................................................	30
7.4.1	Подбор подшипников......................................................	30
7.4.2	Проверочный расчет подшипников.................................	30
8	Подбор и расчет шпонок.................................................	32
9	Подбор муфты.................................................................	33
10	Определение размеров основных элементов в корпусе редуктора........................................................................	34
11	Смазка привода...............................................................	35
11.1	Смазка редуктора............................................................	35
11.2	Смазка опоры открытой конической передачи...............	35
	Список используемой литературы...................................	36
	Приложение.....................................................................	37

1 Введение

Питатели относятся к устройствам, выполняющим операции загрузки. К ним предъявляются требования точности и устойчивости питания, а также возможность регулирования производительности.

Большая группа питателей гравитационного типа, представляющих собой короткие роликовые или дисковые конвейеры, а также наклонные плоскости, оснащенные устройствами поштучной выдачи грузов, обычно выполняет роль накопителей. Питатели для автоматической загрузки станков штучными заготовками, представляющие собой магазинные, бункероориентирующие, транспортирующие и раздаточные устройства, являются специфичным оборудованием автоматических станочных линий.

К группе вращающихся питателей относятся барабанные, винтовые и дисковые.

Барабанные питатели применяются для подачи и дозирования сильнопылящих мелкозернистых и порошкообразных сыпучих материалов, склонных к самопроизвольному истечению, а также штучных заготовок из бункеров на рабочие позиции.

Винтовые питатели используются для подачи тонкодисперсных материалов склонных к образованию свода в бункерах, для вертикальной подачи единичных заготовок крупной формы.

Дисковые питатели ставятся на выходе из бункеров насыпных кусковых грузов (с размерами до 100 мм), а также на распределительных линиях тарных грузов, обслуживаемых манипуляторами.

2 Схема привода с исходными данными

1. Электродвигатель  2. Муфта упругая 3. Редуктор 4.Диск питателя

5. Передача открытая коническая 6. Рама

Исходные данные:

1.Скорость диска питателя- J=0.53 м/с

2. Передаваемая мощность Р=1892 Н*м

Особые указания:

1. Электродвигатель, редуктор, диск питателя установлены на общей раме и плите

2. Срок службы редуктора 5 лет, Ксут=0.33

3 Кинематический расчет

Так как мощность двигателя дана, то мы определяем тип двигателя: трехфазный асинхронный серии А4112МА8, Nдв=2200 Вт, nдв=750 мин-1, Тmax/Tном=1,7/2,2, Тнач/Тном=1,6/1,8 из таблицы 5.1 из [2].

Коэффициент полезного действия определяется по формуле: (9.10) из [2]

; 

значения отдельных h    взяты из таблицы [3]:

  ;   ;  ;

Определяем мощность на выходном валу:

N_вых=N_дв._*h    ;            N_вых=2200_*0.86=1892 Bт

Угловая частота вращения диска питателя равна:

;        c^-1

Скорость диска питателя равна:

       ;   м/c

Определяем силу, касательную диску питателя:

         ;               H

Момент на выходном валу равен:

    ;                    H_*м

Определяем передаточное отношение:

            ;            

3.1 Распределяем общее передаточное отношение

Распределяем общее передаточное отношение между первой и второй ступенями редуктора. По рисунку 8.38 из [1] распределяем общее передаточное отношение:

u_к.п.=3.7   ;          u_ц.п.=4.5

3.2 Определяем моменты на валах:

              ;     Bт

                      ;       H*м

              ;     Bт

                      ;       H*м

              ;     Bт

                      ;       H*м

4 Расчет ступеней редуктора

4.1 Выбор материалов для ступеней

I. Желая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, выбираем для изготовления колес и шестерен сравнительно недорогую легированную сталь 40Х (поковка). По таблице 8.8 из [1] назначаем для колес термообработку: улучшение HB 250, sв=850 Мпа, sт =550 МПа, для шестерни второй ступени - улучшение НВ=280 Мпа, sв=950Мпа, sт =550Мпа. зубьям шестерни первой ступени- азотирование поверхности HRC 50..59 при твердости сердцевины HRC 26..30, sв=1000Мпа, sт =800Мпа.

4.2 Определение допускаемых напряжений.

4.2.1 Определение допускаемых контактных напряжений.

По таблице 8.9 из [1] для колес обеих ступеней

       ;                             Mпа для шестерни первой ступени   Mпа

   Mпа

Коэффициент безопасности возьмем из таблицы 8.9 из [1]   Sн=1.1 для второй ступени и Sн=1.2 для первой ступени.

Число циклов напряжений  для колеса второй ступени определяется по формуле (8.65) из [1] при с=1;

       ;                    

где  с- число зацеплений зуба за один поворот колеса (с равно числу колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым); -  частота вращения вала;  - суммарный срок службы в часах, называемый ресурсом передачи;  L- срок службы; - коэффициент использования передачи в году; - коэффициент использования передачи в сутки.

По графикам рисунок 8.40  из [1]  для НВ=250 N_HG=17* 10⁶; N_HG- абсцисса точки перелома кривой усталости.

По таблице 8.10 из [1] Кне=1;[A1]  По формуле 8.64 из [1]

        ;             

где  - суммарное число циклов перемен напряжений;

Сравнивая Nне и N_HG, отмечаем, что для колеса второй ступени . Так как все другие колеса вращаются быстрее, то аналогичным расчетом получим и для них . При этом для всех колес передачи   смотри формулу 8.61 из [1]:

             ;    

где - коэффициент долговечности. Он учитывает влияние срока службы и режима нагрузки передач, а также возможность повышения допускаемых напряжений для кратковременно работающих передач при .

N_HG- абсцисса точки перелома кривой усталости.

Nне-  циклическая долговечность или эквивалентное число циклов до разрушения при расчетном напряжении.

Допускаемые контактные напряжения для второй ступени определяем по материалу колеса, как более слабому. По формуле 8.55 из [1]

                ;             MПа

Для колеса первой ступени также:

  Mпа

a для шестерни:

  Mпа

Допускаемое контактное напряжение для первой ступени определяется по формуле (8.56) из [1]:

   ;            MПа

Принимаем            ;          

4.2.2Определение допускаемых напряжений изгиба.

По таблице 8.9 из [1] для колес обеих ступеней:

            ;            Mпа для шестерни первой ступени:

 ;   Mпа для шестерни второй ступени:

            ;            Mпа

Определяем [sF] по формуле (8.67) из [1]. Предварительно по формуле (8.71) и таблицы 8.10 из [1] для колеса и ранее определенных значениях

Коэффициенты , ,  по рекомендации таблицы 8.9 из [1]. Коэффициент  по таблице 8.10 из [1]

       ;    ;    

   

Для колес обоих ступеней:

 Mпа  ;

Для шестерни второй ступени:

    MПа

Для шестерни первой ступени:

    MПа где S_F- коэффициент безопасности (рекомендуют , смотри таблицу 8.9 из [1]), K_FC-коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения