Привод цепного транспортера. Проектирование редуктора

              Министерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации

 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА

Кафедра “Детали машин”

Привод

цепного транспортера

Пояснительная записка

ДМ 17-04.00.00 ПЗ

Студент                                            ()    Группа

                                                                             (фамилия )                            (индекс)

Руководитель проекта                                                 ( )

                                                (фамилия)

Москва  2003г.

              Cодержание.                                     с.

Техническое задание                                                          2

Содержание                                                                        3

1.Подбор электродвигателя                                                4

2.Проектирование редуктора                                             5

2.1Анализ результатов расчета ЭВМ и выбор варианта и для конструктивной проработки                               5

2.2.Предварительный расчёт валов                               5

2.3.Расчет расстояний между деталями редуктора        6

2.4.Расчет шлицевого соединения                                 6

2.5.Расчет шпоночного соединения                              7

2.6.Расчет соединения с натягом                                   8

2.7.Выбор типа подшипника и схемы установки         11

2.8.Подбор подшипников качения на заданный ресурс11

2.9.Расчет валов                                                             19

2.10.Конструирование корпусных деталей и крышек подшипников                                                                              24

2.11Выбор смазочного материала                                 27

Список использованной литературы                                 29

1 Выбор электродвигателя

1.1 Вычисление требуемой мощности двигателя

Вычисление требуемой мощности двигателя производится по формуле [1, стр. 5]:

где  - мощность необходимая на выходе червячного редуктора,

-окружная сила на звездочке пластинчатого конвейера

- скорость движения цепи

- КПД механизма,

 - КПД червячной передачи [1, стр. 6, табл. 1.1],

 - КПД пары подшипников качения (на приводном валу)  [1, стр. 6, табл. 1.1].

1.2 Вычисление частоты вращения вала электродвигателя

Диаметр звездочки

Частота вращения приводного вала

Перeдаточное число для червячной передачи  U=34[1,стр.6,табл. 1.2]

Частота вращения вала электродвигателя

Выбирается двигатель АИР 90L4 с частотой вращения ротора  и мощностью [1, стр. 417, табл. 24.9].

Данные собраны для введения их в компьютер и расчета червячной передачи.

1.3. Исходные данные

1. Вращающий момент на тихоходном валу

2. Частота вращения тихоходного вала 

3. Ресурс

4. Режим нагружения  - 1

5. Передаточное отношение механизма - 6. Максимальная перегрузка-2,2

7. Коэффициент теплоотдачи-13.0

2. Проектирование редуктора 2.1 Анализ результатов расчета ЭВМ и выбор варианта для конструктивной проработки

С помощью ЭВМ было получено три варианта редуктора.

Проанализировав влияние передаточного отношения  и материала зубчатого винца на суммарную массу (редуктор, электродвигатель), на КПД и температуру нагрева редуктора, выбираю наиболее оптимальный вориант-№3.

2.2. Предварительный расчет диаметров валов

рис.1

а)Для быстроходного вала из рекомендации выбрано [1, стр. 42] :

Из распечатки  : 

Диаметр вала посадочных мест подшипников вычислен по формуле [1, стр. 42]:

где  - высота заплечика для конического конца вала [1, стр. 42] (для диаметра вала 15мм).

;

Диаметр основной части вала рассчитан по формуле [1, стр. 42]:

где  - координата фаски подшипника [1, стр. 42] (для диаметра вала 20мм).

Но так как червяк полый с глухим отверстием и шпоночным пазом для шпоночного соединения с электродвигателем ,то та часть, которая соединяется с валом электродвигателя должна иметь больший диаметр. А именно ,больше диаметра вала электродвигателя(d=24мм) .Диаметр червяка посадочного места подшипника для этой части вала принимается

Диаметр основной части вала рассчитан по формуле [1, стр. 42]:

где  - координата фаски подшипника [1, стр. 42] (для диаметра вала 40мм).

Выбран: .

б)Момент на тихоходном валу ,а также приводном составляет(согласно распечатке)

Для приводного вала(та его часть, которая находится в редукторе) [1, стр. 42]:

Выбран: .

Диаметр выходного вала должен быть больше диаметра приводного() :

Согласно  [1, стр. 42]

Выбран: .

2.3 Расчет расстояний между деталями редуктора.

Зазор до боковой стенки рассчитан по формуле [1, стр. 45]:

где  - предварительная длина корпуса.

 - межосевое расстояние (распечатка),

 - наибольший диаметр вершин червячного колеса (распечатка),

 - диаметр вершин червяка (распечатка).

Округляю в большую сторону: .

Расстояние между дном и корпусом рассчитывается по формуле [1, стр. 45]:

Выбран: .

2.4 Расчет шлицевого соединения

рис.2

Для соединения приводного вала с выходным валом выбрано прямобочное шлицевое соединение.(рис.2)

Выбрана легкая серия шлицевых соединений:  [3, часть 1, стр. 111].

 - количество шлицев,

 - внутренний диаметр,

 - внешний диаметр,

 - ширина шлица.

Средний диаметр шлицевого соединения рассчитан по формуле [4, стр. 70, табл. 6.2] (для прямобочных шлицов):

Рабочая высота шлица найдена из соотношения [4, стр. 70, табл. 6.2] (для прямобочных шлицов):

где  - фаска [3, часть 1, стр. 111] (для легкой серии 8×52×58).

Длина ступицы зубчатого колеса вычислена [4, стр. 70]:

где  - рекомендуемое допускаемое напряжение смятия для подвижного без нагружения соединения [4, стр. 67, табл. 6.1].

2.5 Расчет шпоночного соединения

Для соединения вала и червячного колеса выбрано шпоночное соединение.(рис.3)

Рис.3

 - диаметр вала,

 - момент на валу.

Из атласа «Детали машин» для заданного диаметра вала находжу размеры поперечного сечения шпонки [3, часть 1,стр.104, табл.1]

k=0,47; h=k*b=6,58 мм – величина выступа шпонки из вала.

Расчет ведётся по формуле:

[2, стр.92]

Допускаемое напряжение на смятие

Принимаю [3, часть 1,стр.104, табл.2]

2.6 Расчет соединения с натягом

Рассчитываю соединение с натягом для соединения вала и червячного колеса.

рис.4

Исходные данные:

-момент на валу;

-длина контактирующей поверхности;

-диаметр соединения;

-условный наружный диаметр ступицы;

- диаметр отверстия вала;

Соединение сталь-сталь:

-коэффициент трения, прессование [1, стр.82];

-коэффициент Пуассона для стали [1, стр.82];

-модуль упругости первого рода для стали [1, стр.82];

-коэффициент запаса сцепления [2, стр.106];

Среднее контактное напряжение рассчитывается по формуле

[1, стр.81]

Далее рассчитываю деформацию деталей по формуле

[1, стр.82], где - коэффициент жесткости [1, стр.82];

;

;

Тогда:

Поправка на объёмную деформацию рассчитывается по формуле

 [1, стр82],где ,среднее аритмическое отклонение профиля поверхностей