Проектирование привода с одноступенчатым цилиндрическим шевронным редуктором и клиноременной передачей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Липецкий государственный технический университет

Кафедра прикладной механики

Задание

на курсовое проектирование по прикладной механике

студент: Корчагин Александр Петрович

группа: ЭО-97-1

специальность: внутризаводское электрооборудование

Тема проекта: проектирование привода с одноступенчатым цилиндрическим шевронным редуктором и клиноременной передачей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1- электродвигатель,

2- передача клиноременная

3-редуктор цилиндрический шевронный, одноступенчатый

Проектное задание

Исходные данные:

1. Мощность Рвых = 27,0 кВт

2. Частота вращения n_вых = 110 мин

3. Угол наклона ременной передачи к горизонту: 45

4. Срок службы Lr = 11 лет

5. Кгод = 0,8

6. Ксут = 0,6

7. Режим нагружения: 1

1=0,6; 2 =0,2; 2=0,7; 3=0,6; *=1,2

Содержание проекта:

Расчетно-пояснительная записка

1 лист: редуктор цилиндрический шевронный одноступенчатый

2 лист: зубчатое колесо

3 лист: вал ведомый

4 лист: крышка сквозная

5 лист: рама фундаментная

Аннотация

редуктор привод шестерня термический

Данный курсовой проект включает в себя расчет привода ленточного конвейера: выбор электродвигателя, кинематический и энергетический расчеты привода, расчет цилиндрического одноступенчатого редуктора и клиноременной передачи.

Графическая часть

Общий вид редуктора А1

Колесо зубчатое А2

Вал ведомый А2

Крышка сквозная А3

Рама фундаментная А1

Всего листов формата А1 5

Содержание

1. Назначение и краткое описание привода

2. Выбор электродвигателя, кинематический и энергетический расчеты привода

2.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

2.2 Выбор электродвигателя

2.3 Передаточное отношение привода

3. Проектирование редуктора

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

3.1.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

3.1.2 Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса

3.1.3 Определение допускаемых контактных напряжений при расчете зубьев на изгиб

3.1.4 Определение предельно допустимых напряжений

3.1.5 Определение межосевого расстояния

3.1.6 Выбор модуля зацепления

3.1.7 Определение суммарного числа зубьев

3.1.8 Определение числа зубьев шестерни и колеса

3.1.9 Определение диаметров шестерни и колеса

3.1.10 Проверка межосевого расстояния

3.1.11 Проверка значения коэффициента ширины зубчатого венца

3.1.12 Определение окружной скорости в зацеплении

3.1.13 Назначение степени точности передачи в зависимости от окружной скорости

3.1.14 Уточнение коэффициента нагрузки

3.1.15 Проверка величины расчетного контактного напряжения

3.1.16 Проверка контактной прочности при кратковременных перегрузках

3.1.17 Проверка зубьев на выносливость при изгибе

3.1.18 Проверка зубьев на изгиб при кратковременных перегрузках

3.1.19 Определение сил в зацеплении

3.2 Предварительный расчет валов

3.3 Определение конструктивных размеров шестерни и колеса

3.4 Выбор подшипников, схемы их установки и условий смазки

3.4.1 Выбор типа и размеров подшипников

3.4.2 Выбор схемы установки подшипников

3.4.3 Выбор смазки подшипников и зацепления

3.5 Конструктивные размеры корпуса редуктора

3.6 Первая эскизная компоновка редуктора

3.7 Проверка долговечности подшипников

3.8 Вторая эскизная компоновка редуктора

3.9 Проверка прочности шпоночных соединений

3.10 Уточненный расчет валов

3.11 Вычерчивание редуктора

3.12 Посадки зубчатого колеса, шкива и подшипников

4. Проектирование ременной передачи

4.1 Проектный расчет

4.1.1 Выбор типа и профиля ремня

4.1.2 Расчет и выбор размеров и параметров передачи

4.1.3 Расчет числа ремней

4.2 Проверочный расчет

4.2.1 Усилия в ременной передаче

4.2.2 Расчет ремней на долговечность

4.3 Конструирование шкивов

5. Сборка редуктора

6. Правила безопасной эксплуатации привода

Литература

1. Назначение и краткое описание привода

Привод предназначен для приведения во вращение ленточного конвейера. Привод состоит из электродвигателя, приводящего во вращение одноступенчатый шевронный редуктор, который, в свою очередь соединен с самим ленточным конвейером.

2. Выбор электродвигателя, кинематический и энергетический расчеты привода

2.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

КПД привода:

где - КПД ременной передачи,

- КПД редуктора.

Требуемая мощность электродвигателя:

Требуемая частота вращения:

где - передаточное число ременной передачи,

- передаточное число редуктора.

2.2 Выбор электродвигателя

Асинхронный двигатель трехфазного тока по ГОСТ 19523-81: 4А180М4У3 (рис. 2.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1. Электродвигатель 4А180М4У3

Таблица 2.1. Параметры двигателя 4А180М4У3

Мощность , кВт	Синхронная частота вращения , мин-1	Асинхронная частота , мин-1	Скольжение , %	Отношение величин пускового и номинального моментов
30	1500	1470	1,9	1,4

Таблица 2.2 Размеры электродвигателя серии 4А

Типоразмер	Число полюсов	Габаритные размеры, мм	Установочные и присоединительные размеры, мм
		L1	L2	H	D	d1	d2	l1	l2	l3	b	d
4А180М	4	702	818	470	410	55	48	110	121	241	279	15

2.3 Передаточное отношение привода

Общее передаточное отношение:

Передаточное отношение редуктора:

Передаточное отношение ременной передачи:

Частота вращения, угловое ускорение и вращающий момент вала электродвигателя:

Частота вращения, угловое ускорение и вращающий момент входного вала редуктора:

Частота вращения, угловое ускорение и вращающий момент выходного вала редуктора:

3. Проектирование редуктора

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

3.1.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

Так как длительность работы передачи относительно велика и выходная мощность Рвых=27 кВт, то выберем сталь 40ХН.

Вид обработки - ТВЧ закалка.

Таблица 3.1. Основные характеристики стали марки 40ХН

Предельный диаметр заготовки шестерни, (мм) Предельная толщина или ширина обода колеса, (мм) В, (Мпа) Т, (Мпа) -1, (Мпа) HRC	200 125 920 750 410 50

3.1.2 Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса

Допустимые контактные напряжения:

, (3.1)

где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

- коэффициент безопасности;

- коэффициент долговечности, определяемый по формуле (3.3).

Расчетное допускаемое контактное напряжение для шевронных колес:

; (3.2)

для шестерни: ;

для колеса: .

Коэффициент безопасности определяется в зависимости от термической обработки материала: .

Коэффициент долговечности:

, (3.3)

где - базовое число циклов нагружения;

- эквивалентное число циклов нагружения за весь срок службы передачи.

Базовое число циклов нагружения:

.

Эквивалентное число циклов нагружения за весь срок службы передачи при переменной нагрузке:

, (3.4)

где - частота вращения шестерни (колеса), ;

- срок службы передачи под нагрузкой,

- число зацеплений;

, , - заданы циклограммой нагружения ( - наибольший делительно действующий момент);

- показатель степени, .

Суммарное время работы редуктора:

.

Эквивалентное число циклов нагружения для

шестерни:

;

колеса:

.

Коэффициент долговечности

шестерни: ;

колеса: .

Допустимое контактное напряжение:

.

3.1.3 Определение допускаемых контактных напряжений при расчете зубьев на изгиб

Допускаемое напряжение изгиба:

, (3.5)

где - предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения;

- коэффициент безопасности;

- коэффициент долговечности.

Предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения для шестерни и колеса:

.

Коэффициент безопасности для шестерни и колеса: .

Коэффициент долговечности:

, (3.6)

где - эквивалентное число циклов нагружения зубьев за весь срок службы передачи, определяется по формуле (3.4), но при этом .

Эквивалентное число циклов нагружения для

шестерни:

;

колеса:

Коэффициент долговечности

шестерни: ;

колеса: .

Допускаемое напряжение изгиба:

3.1.4 Определение предельно допустимых напряжений

при твердости ;

при твердости .

3.1.5 Определение межосевого расстояния

выполняется по формуле:

, (3.7)

где - передаточное число ступени редуктора;

- численный коэффициент, для косозубых и шевронных передач;

- вращающий момент на валу колеса;

- коэффициент ширины зубчатого венца, по ГОСТ 2185-66 ;

- коэффициент нагрузки, определяется по формуле (3.8).

Коэффициент нагрузки:

, (3.8)

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, ;

- коэффициент динамичности нагрузки, .

.

Межосевое расстояние: .

По ГОСТ 2185-66 принимаем .

3.1.6 Выбор модуля зацепления

При твердости зубьев шестерни и колеса

.

По ГОСТ 9563-80 принимаем mn=4 мм.

3.1.7 Определение суммарного числа зубьев

Для шевронных передач:

, (3.9)

где - угол наклона зубьев, .

Суммарное число зубьев:

.

3.1.8 Определение числа зубьев шестерни и колеса

Число зубьев

шестерни:

;

колеса:

.

Уточнение передаточного отношения:

3.1.9 Определение диаметров шестерни и колеса

Диаметр вершин шестерни:

;

колеса:

.

Диаметр впадин шестерни:

;

колеса:

.

3.1.10 Проверка межосевого расстояния

Для шевронных колес:

.

Изменение угла наклона зубьев:

;

.

Делительный диаметр шестерни:

;

колеса:

.

Проверка межосевого расстояния:

.

3.1.11 Проверка значения коэффициента ширины зубчатого венца

Если принятое ранее значение , то должно выполняться условие:

.

Ширина зубчатого венца:

.

,

.

3.1.12 Определение окружной скорости в зацеплении

3.1.13 Назначение степени точности передачи в зависимости от окружной скорости

Степень точности передачи по ГОСТ 1643-81 равна 9.

3.1.14 Уточнение коэффициента нагрузки

, (3.10)

где ;

;

.

.

3.1.15 Проверка величины расчетного контактного напряжения

; (3.11)

полученное значение напряжения должно находиться в пределах .

.

3.1.16 Проверка контактной прочности при кратковременных перегрузках

, (3.12)

где - расчетное напряжение, полученное по формуле (3.11).

.

3.1.17 Проверка зубьев на выносливость при изгибе

, (3.13)

где - коэффициент формы зуба, зависящий от числа зубьев;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев;

- коэффициент нагрузки.

;

;

;

;

,

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, ;

- коэффициент динамичности нагрузки .

.

.

3.1.18 Проверка зубьев на изгиб при кратковременных перегрузках

,

где - расчетное напряжение, полученное по формуле (3.13).

.

3.1.19 Определение сил в зацеплении

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Таблица 3.2 Основные параметры редуктора

Наименование параметра	Обозначение и числовое значение
1. Вращающий момент на ведущем валу, Н?м
2. Угловые скорости валов, рад/с
3. Межосевое расстояние, мм
4. Нормальный модуль, мм:
5. Угол наклона зубьев, град
6. Направление наклона зубьев шестерни
7. Число зубьев: шестерни колеса
8. Диаметр делительный, мм: шестерни колеса
9. Диаметр вершин, мм: шестерни колеса
10. Диаметр впадин, мм: шестерни колеса
11. Ширина зубчатого венца, мм: шестерни колеса
12. Силы в зацеплении, Н: окружная радиальная осевая

3.2 Предварительный расчет валов

Материал валов сталь Ст 40Х.

Диаметр выходного конца вала:

,

где - крутящий момент, ;

- допускаемое напряжение при кручении, .

Диаметр выходного конца ведущего вала:

округлим до стандартного значения:.

Длина цилиндрического выходного конца вала: .

Диаметр выходного конца ведомого вала:

округлим до стандартного значения: .

Длина цилиндрического выходного конца вала: .

Диаметры под подшипники на ведущем и ведомом валах:

,

;

,

.

Диаметры под шестерню и колесо:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

,

;

,

.

3.3 Определение конструктивных размеров шестерни и колеса

Размер фаски на зубчатом венце:

,

где - модуль.

Ширина канавки для выхода червячной фрезы:

Определение размеров шестерни:

Так как то шестерня выполняется в виде вала-шестерни.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.1. Эскизы ведущего вала-шестерни и ведомого вала



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.2. Эскиз зубчатого колеса

Определение размеров колеса:

Толщина обода:

,

.

Толщина диска:

.

Угол штамповочного уклона: .

Длина ступицы:

,

.

Радиус закругления

,

Диаметр ступицы:

,

.

Диаметр окружности центра расположения отверстий:

.

Диаметр диска:

.

3.4 Выбор подшипников, схемы их установки и условий смазки

3.4.1 Выбор типа и размеров подшипников

Подшипники на ведущем (плавающем) валу роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами тип 2000 легкой серии (рис. 3.3).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.3. Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами

Таблица 3.3

Условное обозначение	d	D	B	r	r1	C	C0
						кН
32212A	60	110	22	2,5	2,5	93,5	53,5
32319А	95	200	45	4	4	374	222

3.4.2 Выбор схемы установки подшипников

Для обеспечения само установки зубьев в шевронном редукторе установка подшипников ведущего вала - плавающая, ведомого вала - фиксированная в распор (рис. 3.4).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.4. Схемы установки подшипников качения

Во избежание защемления тел качения от температурных деформаций предусматривается зазор:

3.4.3 Выбор смазки подшипников и зацепления

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемого внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм.

Объем масляной ванны определяем из расчета 0,25 дм3 на 1 кВт передаваемой мощности: .

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом литол-24, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца (рис. 3.5 а), , .

Для предотвращения вытекания смазки из корпуса редуктора применяются резиновые армированные манжеты (рис. 3.5 б).

Размеры манжета (по ГОСТ 8752-79):

на ведущем валу: , , ;

на ведомом валу: , ,

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.5. Уплотнительные устройства

Кинематическая вязкость масла для смазки зацепления 40 мм2/с.

Масло для смазки зубчатой передачи марки И-Г-А-46.

3.5 Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса и крышки:

,

принимаем ;

,

принимаем .

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки

;

;

нижнего пояса корпуса

;

принимаем .

Диаметр болтов:

фундаментных

;

принимаем болты с резьбой М20;

крепящих крышку к корпусу у подшипников

;

принимаем болты с резьбой М16;

соединяющих крышку с корпусом

;

принимаем болты с резьбой М12.

3.6 Первая эскизная компоновка редуктора

Первый этап компоновки редуктора служит для приближенного определения положения зубчатых колес и шкива относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции - разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; масштаб 1:1.

Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса ;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса .

Изображаем подшипники. Ширина маслоудерживающего кольца определяет размер .

Измерением находим расстояния на ведущем валу и на ведомом .

Глубина гнезда подшипника ; для подшипника 32319А .

Толщину фланца крышки подшипника принимают примерно равной диаметру отверстия в этом фланце . Высоту головки болта примем .

Измерением устанавливаем расстояние , определяющее положение шкива относительно ближайшей опоры вала.

3.7 Проверка долговечности подшипников

Номинальная долговечность в часах:

, (3.14)

где - грузоподъемность подшипника, ;

- эквивалентная нагрузка, .

Подшипники ведущего вала:

эквивалентная нагрузка:

расчетная долговечность:

Подшипники ведомого вала:

отношение

,

значит ;

отношение

,

следовательно:

;

поэтому:

;

расчетная долговечность:

.

3.8 Вторая эскизная компановка редуктора

Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее (см. § 3.3). Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Конструируем узел ведущего вала:

а) наносим основные линии, удаленные от середины редуктора на расстояние . Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;

б) между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1-2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;

в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной примерно 1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует вырыв на плоскости разъема;

г) переход вала диаметром 60 мм к присоединительному концу диаметром 50 мм выполняют на расстоянии 10-15 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица шкива на задевала за головки болтов крепления крышки.

Длина присоединительного конца вала диаметром 50 мм определяется длиной ступицы шкива;

д) откладываем расстояние и вычерчиваем шкив ременной передачи.

Переход от диаметра 60 мм к диаметру 50 мм смещаем на 2-3 мм внутрь подшипника с тем, чтобы гарантировать прижатие кольца к внутреннему кольцу подшипника (а не к валу!).

е) от осевого перемещения шкив фиксируется на валу торцевым креплением. Шайба прижимается к торцу ступицы одним или двумя винтами. Между торцом вала и шайбой предусмотрим зазор в 2-3 мм для натяга.

Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности:

а) для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки - с другой; место перехода вала от диаметра 120 мм к диаметру 95 мм смещаем на 2-3 мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки (а не к заплечику вала!);

б) отложив от середины редуктора расстояние , проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;

в) вычерчиваем мазеудерживающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами.

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10 мм меньше длин ступиц.

3.9 Проверка прочности шпоночных соединений

Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 3.4).

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Таблица 3.4 Размеры сечений шпонок и пазов

Диаметр вала	Сечение шпонки	Длина шпонки	Глубина паза	Фаска
			вала	втулки
50		70	6,0	4,3	0,3
80		160	9,0	5,4	0,5
120		90	10,0	6,4	0,5

Напряжения смятия и условие прочности:

. (3.15)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.6. Пространственная силовая схема



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.7. Расчетные схемы ведущего и ведомого валов

, при чугунной .

Ведущий вал:

.

Ведомый вал: из двух шпонок - под зубчатым колесом и на выходном конце вала - более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку на выходном конце вала:

.

3.10 Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).

Уточенный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями . Прочность соблюдена при .

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал (см. рис. 3.7). Из предыдущих расчетов имеем , и .

Нагрузка на вал от ременной передачи .

Составляющие этой нагрузки:

.

Из первого этапа компоновки и .

Реакций опор:

в плоскости

;

.

Проверка: ;

в плоскости

;

.

Проверка: .

Суммарные реакции:

;

.

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т. е. сталь 40ХН, термическая обработка - ТВЧ-закалка.

При диаметре заготовки до 150 мм (в нашем случае ) среднее значение.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

.

Сечение А - А. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом; и ; принимаем и .

Крутящий момент .

Изгибающий момент:

в горизонтальной плоскости

;

в вертикальной плоскости

;

суммарный изгибающий момент в сечении А-А

.

Осевой момент сопротивления

.

Амплитуда нормальных напряжений

.

Полярный момент сопротивления

.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А - А

.

Сечение Б -Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: и ; масштабные факторы , ; коэффициенты и .

Изгибающий момент (положим ) в горизонтальной плоскости

;

в вертикальной плоскости

;

суммарный изгибающий момент в сечении Б-Б

.

Момент сопротивления кручению (, )

.

Момент сопротивления изгибу

.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

; среднее напряжение .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б - Б

.

Ведомый вал (см. рис. 3.7) несет такие же нагрузки как и ведущий, из первого этапа компоновки .

Реакций опор:

в плоскости

;

в плоскости

;

.

Проверка: .

Суммарные реакции:

;

.

Материал вала - сталь 45 нормализованная; .

Пределы выносливости и .

Сечение В - В. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом; и ; принимаем и .

Крутящий момент .

Осевой момент сопротивления

.

Полярный момент сопротивления

.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В - В

.

Сечение Г -Г. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: и ; масштабные факторы , ; коэффициенты и .

Изгибающий момент:

в вертикальной плоскости

;

в горизонтальной плоскости

;

суммарный изгибающий момент в сечении Г - Г

.

Момент сопротивления кручению (, )

.

Момент сопротивления изгибу

.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

; среднее напряжение .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Г - Г

.

Сведем результаты проверки в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 Коэффициенты запаса прочности

Сечение	А - А	Б - Б	В - В	Г - Г
Коэффициент запаса	3,67	2,96	6,9	11,4

Во всех сечениях .

3.11 Вычерчивание редуктора

Редуктор вычерчивают в трех проекциях на листах формата А1 в масштабе 1:1 с основной надписью и спецификацией.

3.12 Посадки зубчатого колеса, шкива и подшипников

Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82.

Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора .

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала . Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по .

4. Проектирование ременной передачи

4.1 Проектный расчет

4.1.1 Выбор типа и профиля ремня

В зависимости от частоты вращения меньшего шкива (в нашем случае ) и передаваемой мощности принимаем ремень В-3150 Т по ГОСТ 1284.1-80.

Таблица 4.1Клиновый ремень В-3150 Т

T1, Н?м b, мм h, мм A, мм2 L, мм g, кг/м dmin, мм Число ремней	120 - 600 22 13,5 230 1800 - 10000 0,3 200 5 - 6

4.1.2 Расчет и выбор размеров и параметров передачи

Диаметр меньшего шкива

,

принимаем по ГОСТ 17383-73 .

Диаметр большего шкива

; ,

принимаем по ГОСТ 17383-73 .

Фактическое передаточное отношение:

Определение скорости ремня

Определение межосевого расстояния:

Определение длины ремня

,

принимаем по ГОСТ 1284.1-80

Уточнение межосевого расстояния

.

Вычисление угла обхвата

4.1.3 Расчет числа ремней

Число ремней в передаче

, (4.1)

где - мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, ; - коэффициент режима работы, ; - коэффициент, учитывающий длину ремня, ; - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, ; - коэффициент, учитывающий число ремней в передаче, .

4.2 Проверочный расчет

4.2.1 Усилия в ременной передаче

Натяжение клинового ремня

, (4.2)

где ; - сечение ремня; - масса одного метра ремня; - угол отклонения усилия .

; (4.3)

;

;

.

Натяжение клинового ремня

.

Давление на валы

.

4.2.2 Расчет ремней на долговечность

Рабочий ресурс ремней в часах

, (4.4)

где - базовое число циклов, ; - коэффициент, учитывающий влияние передаточного отношения, ; - коэффициент, учитывающий характер изменения нагрузки во времени, ; ; - максимальное напряжение в сечении ремня

, (4.5)

где - напряжение от растяжения в ремне

;

- напряжение от центробежной силы

;

- напряжение от изгиба

;

.

.

4.3 Конструирование шкивов

Материал и способ изготовления шкивов:

Сталь 25 Л, литые.

Расчет основных размеров шкива:

;

;

;

;

;

;

;

;

Диаметр шкива:

меньшего ;

большего .

Ширина шкива:

.

Толщина обода стальных шкивов:

;

принимаем .

Толщина диска:

;

принимаем .

Диаметр вала:

ведущего ;

ведомого .

Диаметр ступицы:

меньшего шкива ,

принимаем ;

большего шкива.

Длина ступицы:

меньшего шкива ,

принимаем ;

большего шкива ,

принимаем .



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.1. Шкив клиноременной передачи

5. Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннего полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

- на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники , предварительно нагретые в масле до 80-100? С;

- в ведомый вал закладывают шпонку 28?16?? 90 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают роликоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают шкив и закрепляют его торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию по программе, устанавливаемой техническими условиями.

6. Правила безопасной эксплуатации привода

Перед включением привода проверить изоляцию на силовых кабелях, питающих двигатель, проверить отсутствие заклинивания подшипников (все валы должны проворачиваться от руки).

Привод должен быть закреплен на сварной раме.

Перед разборкой или ремонтом привода отключить питание электродвигателя.

Литература

1. Методика расчета зубчатых и червячных передач редукторов в курсовом проектировании. Методические указания / ЛипПИ - Сост. Баранцов В.Я., Зайцева Т.Г. Липецк, 1991. - 32 с.

2. Проектирование валов, зубчатых и червячных колес, подшипниковых узлов и конструирование редуктора. Методические указания / ЛипПИ. - Сост. Зайцева Т.Г., Халеев В.И. Липецк, 1991. - 27 с.

3. Проектирование ременных передач. Методические указания / ЛипПИ. - Сост. Бобров М.А. Липецк, 1992. - 34 с.

4. Разработка рабочих чертежей типовых деталей. Методические указания / ЛипПИ. - Сост. Баранцов В.Я., Зайцева Т.Г. Липецк, 1986. - 32 с.

5. Проектирование фундаментных рам и плит. Методические указания / ЛипПИ. - Сост. Кудряшов В.П., Щеглов А.В. Липецк, 1984. - 28 с.

6. Методические указания к разработке и оформлению курсового проекта по прикладной механике / ЛипПИ. - Сост. Баранцов В.Я., Зайцева Т.Г. Липецк, 1988. - 28 с.

7. Курсовое проектирование деталей машин / Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М и др. - М.: Машиностроение, 1988. - 416 с.

8. Детали машин. Курсовое проектирование / Дунаев П.Ф., Леликов О.П. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru

...