Проект приводного цепного конвейера

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТТМ

Расчетно-графическая  работа по дисциплине

«Детали машин и основы конструирования»

Проект приводного цепного конвейера

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ст-ка гр. СС-21

                                                                   иванова М. С.

                                                 Проверил: д.т.н., профессор

                           Киркин С.Ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Йошкар-Ола

2010 год

                                      Содержание

Введение……………………………………………………………………..

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет…………………..
2. Расчет зубчатых колес редуктора. …...
3. Предварительный расчет валов редуктора……………………………
4. Конструктивные размеры шестерни и колеса………………………....
5. Конструктивные размеры корпуса редуктора …...
6. Расчет цепной передачи………………………………………………….
7. Первый этап компоновки редуктора……………………….……………
8. Проверка долговечности подшипника…………………………………..
9. Второй этап компоновки редуктора………………………….……..….

10.Проверка  прочности шпоночных соединений………………………...

11 .Уточненный  расчет валов……………………..…………………………

12.Посадки  зубчатого колеса, звездочки и  подшипников…………………

13.Выбор сорта  масла. ……………………

Список используемой литературы ………………..............

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение  редуктора - понижение угловой скорости и, соответственно, повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Создание  машин, отвечающих потребностям народного  хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономичный эффект и высокие тактико-технические и эксплуатационные показатели.

Основные  требования, предъявляемые к создаваемой  машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Проектирование - это разработка общей конструкции изделия.

Конструирование - это дальнейшая детальная разработка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект - это техническая документация, полученная в результате

проектирования  и конструирования.

Курсовой  проект по 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

 и выбор материалов; и процесс сборки и разборки конструкций; и другое.

Таким образом, достигаются  основные цели этого проекта:

• Овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях 
  проектирования;

• Приобрести навыки самостоятельного решения инженерно - технических задач;

• Научиться работать со стандартами, различной инженерной, учебной и справочной 
  литературой (каталогами, атласами).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

По табл. 1.1[1] примем:

КПД пары цилиндрических зубчатых колёс h₁=0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, h₂=0,99; КПД открытой цепной передачи h₃=0,92; КПД, учитывающей потери в опорах вала приводного барабана h₄=0,99.

 

Общий КПД привода):

 

Требуемая мощность электродвигателя:

 

Угловая скорость барабана:

 

                                    ω_б=2 = = 8,7 рад/с

Частота вращения барабана:

 

                                   

 

По табл. П1[1] выбираем электродвигатель по требуемой мощности с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи (частные передаточные отношения для цилиндрического зубчатого редуктора и для цепной передачи ), выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А 132 М6 УЗ, с параметрами и скольжением s=3,2% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения , а угловая скорость .

Определяем общее передаточное отношение:

 

                                     ,

что можно признать приемлемым, так  как оно находится между 9 и 36.

 

Частные передаточные числа (они равны  передаточным отношениям) можно принять: для редуктора по ГОСТ 2185-66 , для цепной передачи .

Частоты вращения и угловые  скорости валов редуктора и приводного барабана:

Вал В
Вал С
Вал А

 

Вращающие моменты:

на валу шестерни

;

на валу колеса

.

 

Рис. 1. Кинематическая схема привода:

А - барабан; В - вал электродвигателя и 1-й вал редуктора; С – 2-й вал  редуктора

Рис. 1.

 

 

II. Расчет зубчатых колес редуктора

 

Выбор материалов:

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов  передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками по таблице 3.3:  для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твёрдость НВ 230; для колеса - сталь 45, термообработка – улучшение, но твёрдость на 30 единиц ниже – НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

где s_{н lim b} – предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

По табл. 3.2[1] для углеродистых сталей с твёрдостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой (улучшение)

 

К_HL – коэффициент долговечности; при числе циклов нагрузки больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают К_HL=1; [S_H]=1,10.

Для косозубых колес  расчетное допускаемое контактное напряжение определяется по формуле

                                       

 

для шестерни 

для колеса 

Тогда расчетное допускаемое  контактное напряжение

                                        .

 

Требуемое условие  выполнено.

 

Коэффициент нагрузки , несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно по табл. 3.1[1], как в случае несимметричного расположения колес, значение =1,25.

Принимаем коэффициент ширины венца  по межосевому расстоянию

.

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активной поверхности зубьев

,

где для косозубых  колес  , а передаточное число нашего редуктора .

Ближайшее стандартное  значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 .

Нормальный модуль зацепления

    Принимаем по ГОСТ 9563-60^* .

Примем предварительно угол наклона зубьев . Определим число зубьев шестерни и колеса:

;  принимаем

тогда .

Уточненное значение угла наклона зубьев

;

_Β=12⁰50^,.

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

;     .

Проверка:  .

Диаметры вершин зубьев:

;

;

ширина колеса ;

ширина шестерни .

Определяем коэффициент  ширины шестерни по диаметру:

.

Окружная скорость колес  и степень точности передачи

м/с.

При такой скорости следует  принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

Значения  даны в табл. 3.5[1]: при , твердости и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи .

По табл. 3.4[1] при и 8-й степени точности . По табл. 3.6 для косозубых колес при имеем . Таким образом, .

Проверка контактных напряжений:

.

Силы, действующие в  зацеплении:

окружная  ;

радиальная  ;

осевая  .

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Здесь коэффициент нагрузки . По табл. 3.7[1] при , твердости и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор . По табл. 3.8[1] . Таким образом, коэффициент ; – коэффициент прочности зуба по местным напряжениям, зависящий от эквивалентного числа зубьев :

у шестерни ;

у колеса .

При этом и .

Допускаемое напряжение по формуле:

.

По табл. 3.9[1] для стали 45 улучшенной при твердости .

Для шестерни ; для колеса . –коэффициент запаса прочности, где ; . Следовательно, .

Допускаемые напряжения:

для шестерни ,

для колеса .

Находим отношения  :

для шестерни ;

для колеса .

Дальнейший расчет следует  вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.

Определяем коэффициенты U_b и К_Fa

;

;

для средних значений коэффициента торцового перекрытия e_a=1,5 и 8–й степени точности К_Fa=0,92.

Проверяем прочность  зуба колеса по формуле:

.

Условие прочности выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Предварительный расчет валов редуктора

 

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал:

диаметр выходного конца при допускаемом напряжении по формуле

 

 

 

Так как вал редуктора  соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора и вала . Примем (у подобранного электродвигателя по табл. П2[1] диаметр вала 38 мм). Примем под подшипниками . Шестерню выполним за одно целое с валом.

 

Рис.2. Конструкция ведущего вала

 

Рис.2

 

Ведомый вал:

Учитывая влияние изгиба вала от возможных натяжений цепи, принимаем .

Диаметр выходного конца  вала

.

Принимаем ближайшее  большее значение из стандартного ряда: . Диаметр вала под подшипниками принимаем , под зубчатым колесом .

Диаметры остальных  участков назначают исходя из конструктивных соображений при компоновке редуктора.