Проектирование вертикального аппарата с приводом и мешалкой

Химические аппараты предназначены для осуществления одного или нескольких химических, физических или физико-химических процессов (химические реакции, теплообмен без изменения агрегатного состояния, испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, эмальгирование, выпаривание, ректификация, абсорбция, адсорбция).

Во многих технологических процессах применяются емкостные аппараты, которые работают под давлением. Вертикальное исполнение толстостенных цилиндрических аппаратов следует предпочитать горизонтальным, т.к. в горизонтальных аппаратах появляется дополнительное изгибающее напряжение от силы тяжести самого аппарата и среды.

1. Введение 1-3
2. Кинематический расчет привода 4
2.1. Определение общего КПД привода 4
2.2. Определение требуемой мощности электродвигателя 4
2.3. Выбор типа электродвигателя 4
2.4. Определение номинальной частоты вращения электродвигателя 5
2.5. Определение передаточного отношения привода и его ступеней 5
2.5.1 .Определение общего передаточного отношения привода передаточного 5
2.5.2 .Разбивка общего передаточного отношения по ступеням 5
2.6. Определение силовых и кинематических параметров привода 5
2.6.1 Определение параметров вала электродвигателя (вращающий момент) 5
2.6.2. Определение параметров ведущего вала редуктора 5
2.6.3. Определение параметров ведомого вала редуктора 5
3. Расчет клиноременной передачи 7
3.1. Подбор типа ремня 7
3.2. Определение диаметра меньшего шкива 7
3.3. Определение диаметра большего шкива 7
3.4. Уточнение передаточного отношения для клиноременной передачи 7
3.5. Определение межосевого расстояния 8
3.6. Определение длины ремня 8
3.7. Уточнение межосевого расстояния 8
3.8. Определение угла обхвата 8
3.9. Определение числа ремней 8
3.10. Определение окружной скорости вращения ремня 9
3.11. Определение силы натяжения ветви ремня 9
3.12. Определение силы, действующей на ведущий вал редуктора от клиноременной передачи 9
3.13. Определение ширины обода шкива 9
4. Расчет закрытой конической зубчатой передачи 11
4.1. Выбор материала для передачи 11
4.2. Проектировочный расчет на выносливость по контактным напряжениям. 11
4.2.1 Определение допускаемых контактных напряжений 11
4.2.2 Определение внешнего делительного диаметра колеса 11
4.3. Расчет геометрических параметров передачи 12



4.3.1 Определение числа зубьев и шестерни колеса 12
4.3.2 Определение внешнего окружного модуля 12
4.3.3. Определение углов делительных конусов 12
4.3.4. Определение внешнего конусного расстояния и ширины зуба 12
4.3.5. Определение внешнего делительного диаметра шестерни 12
4.3.6. Определение среднего конусного расстояния 12
4.3.7. Определение среднего окружного модуля 13
4.3.8. Определение среднего делительного диаметра 13
4.3.9 Определение параметров зубьев 13
4.3.10. Определение внешних диаметров шестерни и колеса по вершине зубьев 13
4.3.11. Определение среднего окружного модуля 13
4.3.12. Определение коэффициента ширины шестерни по среднему диаметру 13
4.3.13. Определение средней окружной скорости вращения шестерни и колеса 13
4.4. Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям 14
4.5. Проверочный расчет по напряжениям изгиба 14
4.5.1. Определение коэффициента нагрузок Kf 14
4.5.2 Определение окружной силы в зубчатом зацеплении 14
4.5.3. Определение коэффициента формы зуба 15
4.5.4 Определение коэффициента Yb 15
4.5.5 .Определение коэффициента Kf 15
4.5.6 .Определение коэффициента допускаемых напряжений при проверке зубьев на выносливость по напряжение изгиба 15
4.5.7 .Определение соотношений 15



5. Предварительный расчет валов редуктора 17
5.1. Определение диаметра концевой части ведущего и ведомого валов редуктора 17
5.2. Определение диаметра между концевой частью вала и подшипником 17
5.3. Определение диаметра под подшипником 18
5.4. Определение диаметра буртика 18
5.5. Определение диаметра вала под ступицей 18
5.6. Определение диаметра резьбовой части на конце вала 18
5.7. Определение диаметра вала под шестерней и ступицей 18
6. Расчет конструктивных размеров зубчатых колес 19
6.1. Определение длины ступицы 19



6.2. Определение диаметра ступицы 19
6.3. Определение толщины обода 19
6.4. Определение толщины диска 19
6.5. Определение диаметров отверстий 19


7. Расчет конструктивных элементов корпуса редуктора 20
7.1. Определение толщины стенок картера и крышки 20
7.2. Определение толщины поясов картера и крышки 20
7.3. Определение толщины ребер жесткости картера и крышки 20
7.4. Определение наименьшего зазора между наружной поверхностью внутренних деталей и стенкой редуктора 20
7.5. Определение диаметра крепежных болтов 21
7.5.1 .Фундаментальные болты 21
7.5.2 .Болты у подшипников 21
7.5.3 .Болты,соединяющие основание корпуса и крышки 21
7.6. Выбор условий смазки редуктора 21
7.7. Выбор сорта и смазки редуктора 21


8. Выбор подшипников 22


9. Расчет шпонок 23
9.1. Расчет шпонки для шкива клиноременной передачи и конического колеса .. 23 9.1.1.Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие 23
9.1.2.Проверочный расчет шпоночного соединения на срез 24
9.2. Расчет шпонки для соединения полумуфт МФД и ведомого вала 24
9.2.1 .1.Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие 24
9.2.2 .2.Проверочный расчет шпоночного соединения на срез 25
9.3. Расчет шпонки для муфты МПР 25
9.3.1. Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие 25
9.3.2. Проверочный расчет шпоночного соединения на срез 26
10. Расчет муфты 27
10.1. Выбор муфты 28
10.2. Проверка муфты на кручение 28
10.3. Проверка колец на разрыв 28



10.4 Проверка муфты на смятие 28


11. Расчет допусков и посадок 29
11.1. Расчет поля допуска на подшипниках ведущего вала 29
11.2. Расчет поля допуска на ступице конического колеса 30
12. Проверочный расчет ведомого вала на выносливость 31
12.1. Условно-пространственная схема передачи 31
12.2. Расчет сил действующих на конструкцию 31
12.3. Эпюры изгибающих моментов для нагрузок, действующих на ведомый
вал 31
12.3.1. Вычислим реакции в подшипниках 31-32
12.3.2.-12.3.3.Построение эпюр 33
12.4. Выбор опасного сечения на ведомом валу 34
12.5 Проверочный расчет ведомого вала на выносливость 34
12.5.1. Расчет коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям 34-35
12.5.2 Расчет коэффициента запаса прочности по касательным напряжениям 36-37
12.5.3 Расчет коэффициента запаса прочности 37
13. Расчет элементов аппарата