Проектирование привода ленточного транспортера. Определение общего передаточного числа привода. Конструктивная компоновка редуктора

проверочных расчетах были проверены прочность вала на переменные напряжения, долговечность и грузоподъемность подшипников, прочность шпонок на смятие, а также прочность стяжных винтов.

В разделе Выбор смазки были выбраны марка масла, вид смазывания деталей и узлов редуктора и определен уровень масла.  

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...6

1 Кинематический расчет привода………………………………………………7

1.1 Выбор электродвигателя……………………………………………………...7

1.2 Определение общего передаточного числа привода……………………….7

1.3 Разбивка передаточного числа по ступеням ………………………………..7

1.4 Определение частоты вращения валов привода…………………………….8

1.5 Определение угловой скорости валов привода……………………………..8

1.6 Определение мощности на валах привода…………………………………..9

1.7 Определение вращающего момента на валах привода……………………..9

2 Расчет закрытой цилиндрической косозубой быстроходной передачи……11

2.1 Выбор материала…………………………………………………………….11

2.2 Определение допускаемых напряжений…………………………………...11

2.3 Проектный расчет зубчатой передачи……………………………………...13

2.4 Определение сил в зацеплении……………………………………………..16

2.5 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям……………16

2.6 Проверочный расчет зубьев на изгиб………………………………………17

3 Предварительный расчет валов……………………………………………….18

4 Расчет открытой цилиндрической прямозубой зубчатой передачи………..21

4.1 Выбор материала…………………………………………………………….21

4.2 Определение изгибных напряжений……………………………………… 21

4.3 Расчетные коэффициенты…………………………………………………...22

4.4 Определение модуля зубьев из условия прочности зубьев колеса на изгиб………………………………………………………………………………22

4.5 Определение основных геометрических размеров передачи……………..22

4.6 Силовые параметры передачи………………………………………………23

4.7 Проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба в основании ножки зуба………………………………………………………………………………..24

5. Конструктивная компоновка редуктора……………………………………..25

6. Уточняющий расчет валов…………...……………………………………….26

6.1 Ведущий вал………………………………………………………………….26

6.2 Ведомый вал………………………………………………………………….27

7 Проверочные расчеты…………………………………………………………30

7.1 Проверочный расчет валов на переменные напряжения…………….........30

7 .2 Поверочный расчет подшипников…………………………………………32

7.3 Проверочный расчет шпонок……………………………………………….34

7.4 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов…………...35

8 Расчет конструктивных размеров  корпуса редуктора……………………...36

9 Выбор смазки…………………………………………………………………..37

Заключение……………………………………………………………………….38

Литература……………………………………………………………………….39

Введение

Курсовой проектпо деталям машин является первой конструкторской работой студента, выполненной на основе знаний общеобразовательных, общетехнических и общеспециальных дисциплин. Здесь есть все: и анализ назначения и условий работы проектируемых деталей; и наиболее рациональные конструктивные решения с учетом технологических, монтажных эксплуатационных и экономических требований;  и кинематические расчеты; и определение сил, действующих на детали и узлы; и расчеты конструкций на прочность; и выбор материалов; и процесс сборки и разборки конструкций; и многое другое.

Таким образом достигаются основные цели этого проекта:

овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования;

приобрести навыки самостоятельного решения инженерно – технических задач и умения анализировать полученные результаты;

научиться работать со стандартами, различной инженерной, учебной и справочной литературой (каталогами, атласами, Классификатором ЕСКД);

уметь обоснованно защищать проект.

В результате приобретенные навыки и опыт проектирования машин и механизмов общего назначения станут базой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

 1 Кинематический расчет привода

1.1  Выбор электродвигателя

,

где Р_эд – мощность электродвигателя, кВт;

Р_вых – мощность на ведомом валу, кВт;

    - общий КПД привода

, где   - КПД пары подшипников качения, =0,99;

- КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи, = 0,96 – 0,98;

- КПД открытой цилиндрической зубчатой передачи, = 0,93 – 0,95;

=,

кВт.

По полученному значению мощности выбираем тип электродвигателя 4А132М4У3, мощность которого Р_эд = 11 кВт, число оборотов n_эд = 1460 об/мин.

1.2  Определяем общее передаточное число привода

, где - общее передаточное число привода;

- частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- частота вращения ведомого вала,

 

1.3  Разбиваем передаточное число по ступеням

, где U₁ – передаточное число редуктора,

     U₂ – передаточное число открытой цилиндрической зубчатой передачи,

Принимаем U_оцп1 =U_общ/U_ред2= 12,17/3,15=3,86; U_2ред = 3,15.

1.4  Определяем частоту вращения валов привода

n₁ = n_эд,, где n₁ – частота вращения ведущего вала, об/мин;

n_эд – частота вращения электродвигателя, об/мин,

n₁ = 1460об/мин.

где n₂ – частота вращения промежуточного вала, об/мин,

об/мин.

, где n₃ – частота вращения ведомого вала, об/мин,

об/мин.

1.5  Определяем угловую скорость валов привода

, где - угловая скорость ведущего вала, с^-1,

с^-1;

, где - угловая скорость промежуточного вала, с^-1,

с^-1;

, где - угловая скорость ведомого вала, с^-1,

с^-1.

1.6  Определяем мощность на валах привода

Р₁ = Р_эд.р., где Р₁ – мощность на ведущем валу, кВт;

Р_эд.р. – расчетная мощность электродвигателя, кВт,

Р₁ = 8,9кВт.

, где Р₂ – мощность на промежуточном валу, кВт,

кВт,

,

где Р₃ – мощность на ведомом валу, кВт,

кВт.

∆=.

  1.7 Определяем вращающий момент на валах привода

 ,

где Т₁ – вращающий момент на ведущем валу, Нм,

Нм,

,

где Т₂ – вращающий момент на промежуточном валу, Нм,

Нм,

,

где Т₃ – вращающий момент на ведомом валу, Нм,

Нм.

Вывод : Так как n₃ и Р₃ равны заданным значениям n_вых  и  Р_вых  , двигатель подобран правильно.

Результаты вычислений сводим в таблицу

Таблица 1

№ п/п	Название валов	Частота вращения n,об/мин	Угловая скорость ,с-1	Мощность Р, кВт	Вращающий момент Т, Нм
1	Ведущий	1460	152,8	8,9	58
2	Промежуточный	378	39,6	8,12	205
3	Ведомый	120	12,6	7,8	619

      2 Расчет закрытой цилиндрической прямозубой тихоходной передачи

      2.1 Выбор материала

Шестерня:

Сталь 45, HB 249

Термообработка улучшение 

Колесо:

Сталь 45 HB 193

Термообработка нормализация

2.2 Определяем допускаемые напряжения

Контактные:

, где  - допускаемое контактное напряжение для шестерни или колеса;  - допускаемое контактное напряжение для шестерни или колеса при базовом числе циклов переменных контактных напряжений;  - коэффициент долговечности при контактных деформациях.

Шестерня:          

,

,

,

.

Колесо:

,

,

,

.

Базовое число циклов  .

, где  = действующее число циклов.

Определяем ресурсы работы привода

, где  - срок службы, ; - число дней в году, ; - число смен, ; - продолжительность смены,  часов 

  часов;

.

Т, к  то принимаем .

Изгибное напряжение:

, где  - допускаемое изгибное напряжение для колеса или шестерни;

 - допускаемое изгибное напряжение при базовом числе циклов перемены напряжений;  - коэффициент долговечности при изгибе.

Шестерня:

      

       

Колесо:

      

       

 

Базовое число циклов переменного напряжения при изгибе ;   

Т. к  то принимаем = 1. 

        2. 3 Проектный расчет зубчатой передачи

  , где - межосевое расстояние; - передаточное число редуктора; Т₃ – вращающий момент на валу колеса;  - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба, выбираем в зависимости от положения передачи по отношению к подшипнику, ;  - коэффициент ширины зубчатого колеса, :

.

По стандартному ряду принимаем .

Определяем модуль зацепления:

,

.

Принимаем по стандартному ряду модуль окружности зацепления .

Определяем суммарное число зубьев:

принимаем:     

.

Определяем число зубьев шестерни:

 ,

.

Определяем число зубьев колеса:

,

.

Уточняем передаточное число

,

.

Определяем делительные диаметры, мм

Шестерня:

d₁ =m*z₁,

;

Колесо:

d₁ =m*z₂,

.

Определяем диаметры выступов, мм.

Шестерня:

;       

Колесо:

,

.

Определяем диаметры впадин, мм

     Шестерня:  

,

;

Колесо:

,

.

 

Определяем ширину зубчатого венца, мм

Колесо:

 ,

;   

Шестерня:

,

.        

Определяем окружную скорость передачи:

,

.

Определяем степень точности передачи:

При скорости V = 2,4 м/с принимаем 8 степень точности.

Определяем коэффициенты нагрузки:

 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по высоте зуба, ;

 - коэффициент учитывающий влияние динамической нагрузки, ;

Коэффициент ширины венца колеса:

,

.

 - коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки, .  

2.4 Определяем силы в зацеплении

                                               

Окружная сила, Н

 , где Т₁ – вращающий момент на валу шестерни,

d₁ – диаметр делительной окружности шестерни.

.

Радиальная сила:

 ,

.

2. 5 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям

                                          ,

где  Н/мм².

 Н/м.

∆=, что допустимо.

2.6 Проверочный расчет зубьев на изгиб

σ _F2 =(Y_F2*F_t2*K_FB*K_FV)/b₂*m≤[σ _F2]

σ _F1 =σ _F2 *Y _F1 /Y_F2≤[ σ_F1]

где σ _F – расчетные напряжения изгиба Н/мм² 

Y_F – коэффициент формы зуба Y_F1= 3,79 Y _F2=3,6

K _FV   =1,4 при V≤5м/с

σ _F2 =(3,6*3416,7*1,05*1,4)/55*3=109,6≤[σ _F2]=198,8 н/мм²

σ _F1=109,6*3,79/3,6=115,4Н/мм² ≤[σ _F2]=198,8 н/мм²

условие выполняется

 3 Предварительный расчет валов

    3.1 Вал-шестерня

Определяем диаметр выходного конца вала :

, где Т₁ – вращающий момент на валу-шестерне;  - допускаемое касательное напряжение при кручении,  

,

,

.

Принимаем по ГОСТ 6636-69 , d_в1 = 40 мм.

Назначаем диаметр вала под подшипник: d_п1 = 45 мм.

3.2  Расчет промежуточного вала

         ,

В виду ослабления выходного конца шпоночным пазом:

,

.

Принимаем по ГОСТ 6636-69, d_в2 =55 мм. Назначаем диаметр вала под подшипник: d_п = 60 мм.

      Принимаем конструктивно диаметр вала под колесо:  .

В связи с ослаблением шпоночным пазом:

,

     

Принимаем по ГОСТ 6636-69 мм.

Результаты вычислений сводим в таблицу

Таблица 2

4 Расчет открытой цилиндрической косозубой передачи

4.1 Выбор материала

Аналогично выбору материалов для закрытой цилиндрической зубчатой