Проектирование привода цепного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте разработан привод шнекового смесителя: разработан сборочный чертеж ведущего вала, подобран двигатель, редуктор и муфта. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи. Входной вал посредством муфты соединяется с двигателем, выходной посредством цепной передачи со смесителем.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

В качестве двигателя у большинства конвейеров используется стандартный электромотор трехфазного тока. Передаточный механизм в зависимости от задания на курсовой проект может содержать открытую передачу и редуктор или один редуктор.

Согласно полученному заданию спроектирован привод шнекового смесителя, т.е. произведены расчеты и разработаны чертежи в объеме, установленном заданием на курсовой проект. Все необходимые расчеты и пояснения особенностей конструкции и эксплуатации привода оформлены в виде пояснительной записки.

1. Задание

1 - двигатель; 2 - упругая муфта; 3 - червячный редуктор; 4 - цепная передача; 5 - смеситель; I, II, III, IV - валы, соответственно - двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора, рабочей машины

Рассчитать и спроектировать привод к шнековому смесителю по схеме.

Исходные данные:

Требуемая мощность: 4,4 кВт

Число оборотов вала: 65 об/мин

Режим работы: н/реверс, 3х сменный

Долговечность 15,0 тысяч часов

2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода

2.1 Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя

Определим общий коэффициент полезного действия (кпд) привода з:

З = з_опз_зпз_мз²_пк = 0,85?0,93?0,98?0,99² = 0,75;

где, з_оп - кпд открытой передачи; з_зп - кпд закрытой передачи; з_м - кпд муфты; з_пк - кпд подшипников качения.

Определим требуемую мощность двигателя Рдв, кВт:

Номинальная мощность Р_ном>Р_дв т.е. Р_ном = 7,5кВт.

Выбираем синхронную частоту вращения двигателя 1500 об/мин, c номинальной частотой 1455 об/мин.

2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней

Определяем передаточное число привода:

В соответствии с передаточным числом рабочей машины находим передаточные числа для закрытой и открытой передачи. Пусть передаточное число закрытой передачи u_зп = 11,2; тогда передаточное число открытой передачи:

Примем рекомендуемое значение передаточного числа для цепных передач, . Проводим проверку по допуску отклонения привода смесителя, допускаемое отклонение 4%. При высоком отклонении целесообразно изменять передаточное число открытой передачи. Находим передаточное число рабочей машины через передаточные числа открытой и закрытой передачи и сравниваем его с ранее найденной.

u₂ = u_оп?u_зп = 2?11,2 = 22,4.

Находим отклонение через передаточные числа:

Таким образом: выбираем двигатель 4АМ132S4УЗ (n_ном = 1455 об/мин); передаточные числа: u = 22,4, u_оп = 2 u_зп = 11,2. Рекомендуемые значения передаточных чисел берем из таблицы 2.3 [1].

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые (мощность и вращающий момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах привода из требуемой мощности двигателя и его номинальной частоты вращения при установившемся режиме. Принимаем, что двигатель и весь механизм работает в одном режиме.

Таблица 2.1

Определение силовых и кинематических параметров привода

Параметр	Вал	Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме
		дв-м-зп-оп-рм
Мощность Р, кВт	дв Б Т рм	Рдв = 5,79 кВт Р1 = Рдв?зм?зпк = 5,61 кВт Р2 = Р1?ззп?зпк = 4,72 кВт Ррм = Р2?зоп = 4,35 кВт
Частота вращения n, об/мин	Угловая скорость щ, 1/с	дв	nном = 1455	152,29
		Б	n1 = nном = 1455	щ1 = щном = 152,29
		Т
		рм
Вращающий момент Т, Н?м	дв Б Т рм	Т1 = Тдв?зм?зпк = 36,77 Т2 = Т1?uзп?ззп?зпк = 348,6 Трм = Т2? зпк? зоп ? uоп = 640,1

3. Выбор материала зубчатых передач

3.1 Определение допускаемых контактных и допускаемых напряжений изгиба

Основной причиной выхода из строя зубьев передач является повреждение зубчатых венцов в результате изнашивания и поломок зубьев. Разрушение активных поверхностей зубьев обусловлено действием контактных напряжений. Поломка зубьев (усталостный излом) возникает из-за больших перегрузок ударного действия или от действия переменных напряжений в течение длительного срока службы. Предотвращение преждевременных выходов из строя червяков обеспечивается расчетом на контактную усталость активных поверхностей и на усталость при изгибе.

Основным материалом для изготовления червяков служат легированные или углеродистые стали. Выбор марки стали зависит от назначаемой термической обработки червяка и его габаритных размеров. Нелинейчатые и эвольвентные червяки обычно изготавливают с твердыми (?HRC45) цементированными или закаленными по поверхности шлифованными и полированными витками.

Принимаем для червяка сталь 40Х, термообработка - улучшение + закалка ТВЧ, твердость не менее HRC 45.

Для выбора материала для венца червячного колеса нужно рассчитать скорость скольжения:

По таблице 3.5 [1], примем для венца червячного колеса бронзу марки БрА9ЖЗЛ, способ отливки - в кокиль.

Расчеты зубчатых передач на усталость выполняют по допускаемым контактным Н и изгибным F напряжениям.

В червячной паре менее прочным элементом является изготовленное из бронзы червячное колесо, размеры которого устанавливают при расчете его зубьев на прочность рабочих поверхностей и на изгибную выносливость. Критерием этой прочности является контактное напряжение, значение которого не должно превышать допустимого, определенного опытным путем. Витки червяка, изготовленные из стали, значительно прочнее бронзовых зубьев червячного колеса, в связи с чем витки червяка на прочность не рассчитываются.

Допускаемые напряжения для червячного колеса:

Н/мм²,

Н/мм²

где K_FL - коэффициент долговечности при расчете на изгиб.

В качестве материала для червяка выбираем сталь марки 40Х. Ее характеристики представлены в таблице 2.1. Характеристики БрА9ЖЗЛ представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.1

Механические характеристики материала червяка

Марка стали	Dпред	Теромообработка	НВср1	ув	у-1	[у]H	[у]F
	Sпред		НВср2	Н/мм
40Х	125	У+ТВЧ	285,5	920	420	580,9	294

Таблица 2.2

Механические характеристики материала венца

Марка бронзы	Способ отливки	ув	ут
		Н/мм
БрА9ЖЗЛ	К	500	230

4. Расчет червячной передачи

Определяем межосевое расстояние передачи по формуле:

Принимаем a_щ = 140 мм.

При передаточном отношении u = 11,2 принимаем число витков червяка Z₁ = 4 (стр.74 [1]).

Тогда число зубьев червячного колеса Z₂ = Z₁·u = 4·11,2 = 44,8. Принимаем Z₂ = 42.

Определяем осевой модуль червяка по формуле:

m = (1,5 …1,7) a_щ/ Z₂ = 5,66.

Принимаем m = 6 мм.

Определяем коэффициент диаметра червяка:

Полученное значение округляем до стандартного q = 6,3

Коэффициент смещения инструмента

Полученный коэффициент соответствует условию -1?x?1.

При этом фактическое передаточное число передачи u_ф = Z₂ /Z₁ = 10,5.

Фактическое передаточное отношение не должно отличаться от номинального более чем на 4%.



Условие выполнено.

Уточняем межосевое расстояние по формуле:

Полученное значение соответствует стандартному.

Геометрические размеры червячной передачи.

Диаметр делительный определяется по формуле:

Диаметр начальный:

Диаметр вершин витков:

Диаметр впадин витков:

Длина нарезанной части червяка:

Полученное значение округляем до целого чисала из ряда стандартных чиесл, b₁ = 110 мм

Диаметр делительной (начальной) окружности определяется по формуле:

Диаметр вершин зубьев:

Диаметр впадин:

Ширина венца при Z₁ = 4:

Ширину венца следует округлить до целого числа из таблицы стандартных чисел: b₂ = 45мм.

Проверочный расчет

Определим коэффициент полезного действия червячной передачи:

Окружная сила на колесе, Н

Проверим контактные напряжения зубьев колеса у_Н, Н/мм²

Полученное значение у_Н меньше [у_Н].

Проверим напряжение изгиба зубьев колеса [у_F]:

Полученное значение у_Н меньше [у_F].

5. Расчет цепной передачи

Найдем коэффициент эксплуатации:

Определим шаг цепи p, мм

Полученное значение р округляем до ближайшего стандартного р = 19,05.

Число зубьев ведущей звездочки z₁ = 29-2u = 25

Найдем число зубьев ведомой звездочки: z₂ = z₁u = 51.

Определим фактическое передаточное число u_ф и проверим его отклонение от заданного u:

Определим оптимальное межосевое расстояние а, мм a = (30…50)p = 762. Тогда a_p = a/p = 40.

Определим фактическое межосевое расстояние а, мм. Полученное значение a не округлять до целого числа.

a = a_pp = 767,47

Определим длину цепи l, м l = l_pp = 2266 мм.

Найдем диаметры звездочек, мм

Диаметр делительной окружности:

Диаметр окружности выступов:

Проверочный расчет

Фактическая скорость цепи:

Проверим давление в шарнирах цепи:

Проверим прочность цепи. Прочность цепи удовлетворяется соотношением S?[S], где [S] = 7,8:

Найдем сила давления цепи на вал, Н

6. Нагрузки валов редуктора

6.1 Определение консольных сил

Таблица 6.1

Силы в зацеплении закрытой передачи

Вид передачи	Силы в зацеплении	Значении силы, Н
		на червяке	на колесе
Червячная	Окружная Радиальная Осевая	Fr1 = Fr2 = 1004,2 Fa1 = Ft2 = 2759,1	Fr2 = Ft2tgб = 1004,2 Fa2 = Ft1 = 1951,6

Таблица 6.2

Консольные силы

Вид открытой передачи	Характер силы по направлению	Значение силы, Н
Клиноременная	Радиальная
Муфта	-

редуктор привод вал подшипник конвейер

7. Разработка чертежа общего вида редуктора

7.1 Выбор материала

Материал в проектируемом редукторе выбираем 40Х, одинаковый для быстроходного и тихоходного вала. Сталь соответствует рекомендациям на среднеуглеродистость и ее легирование, механические характеристики стали указаны ранее (раздел 2).

Выбираем допускаемые напряжения на кручение для быстроходного вала 14 Н/мм, а для тихоходного вала 20 Н/мм.

7.2 Определение геометрических параметров ступеней вала

Определяем предварительный выбор подшипников.

Таблица 7.1

Определение размеров ступеней быстроходного вала редуктора, мм

Степень вала и ее размеры d; l	Вал-червяк
1-я под элемент открытой передачи	d1
	l1	l1 = 1,4?d1 = 56
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2	d2 = d1+2t = 45
	l2	l2 = 2d2 = 90
3-я под шестерню	d3	d3 = d4+3,2r = 50
	l3	l3 определяем графически
4-я под подшипник	d4	d4 = d2
	l4	l4 определяем графически

Таблица 7.2

Определение размеров ступеней тихоходного вала редуктора, мм

Степень вала и ее размеры d; l	Вал колеса
1-я под полумуфту	d1
	l1	l1 = 1,5?d1 = 67
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2	d2 = d1+2t = 50
	l2	l2 = 1,25d4 = 63
3-я под шестерню	d3	d3 = d4+3,2r = 63
	l3	l3 определяем графически
4-я под подшипник	d4	d4 = d2 = 50
	l4	l4 = Т+с = 40

Передача в редукторе червячная, при a_w<160мм, то на быстроходном валу определяем роликовые конические 7309, на тихоходном 7210.

7.3 Разработка общего вида редуктора

Чертеж общего вида редуктора устанавливает положение колес редукторной пары, элемента открытой передачи и муфты относительно опор; определяет расстояние между точками приложения реакции подшипников быстроходного и тихоходного валов, а так же точки приложения силы давления элемента открытой передачи и муфты на расстояние от реакции смежного подшипника.

Чертеж общего вида редуктора рекомендуется разрабатывать в последовательности:

1) Провести оси проекций и осевые линии валов.

2) Вычерчиваем редукторную пару в соответствии с геометрическими параметрами, полученными в результате проектного расчета.

3) Прочерчиваем контур внутренней поверхности стенок корпуса редуктора с зазором х от вращающихся поверхностей колеса для предотвращения задевания (х = 10). В редукторах нужно предусмотреть симметричность корпуса относительно быстроходного вала. Расстояние между дном корпуса и поверхностью шестерни выбираем равным 4х = 40.

4) Вычерчиваем ступени вала на соответствующих ося по размерам, полученным в проектном расчете. Ступени тихоходного вала вычерчить в последовательности от 5-й к 1-й. Вычерчивание ступеней быстроходного вала зависит от положения подшипников на 4-й ступени.

5) На 2-й и 4-й ступенях валов вычертить основными линиями контуры подшипников в соответствии со схемой их установки.

6) Определяем расстояние между точками приложения реакции подшипников быстроходного и тихоходного валов. Радиальную реакцию подшипника R считать приложенной в точке пересечения нормали к середине поверхности контакта наружного кольца и тела качения подшипника с осью вала. Для радиально упорных подшипников точка приложения реакции смещается от средней плоскости, и ее положение определяется расстоянием а, измеренным от широкого торца наружного кольца.

7) Определить точки приложения консольных сил. Сила давления муфты приложенная между полумуфтами находится в торцевой плоскости выходного конца соответствующего вала на расстояние от точки приложения реакции смежного подшипника.

8. Расчетная схема валов редуктора

Рисунок 8.1 - Расчетная схема быстроходного вала червячного редуктора

Определение реакции в подшипниках.

Построение эпюр моментов (быстроходного вала)

Дано: F_t1 = 1951,6 Н; F_r1 = 1004 Н; F_a1 = 2759,1 Н; F_м = 922,1 Н; d₁ = 0,0378 м; l_б = 0,174 м; l_м = 0,106 м.

Определим реакции опор в вертикальной плоскости.

УM₃ = 0, .

УM₁ = 0, .

Проверка:

Уy = 0,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Построим эпюру изгибающих моментов относительно оси х:

Горизонтальная плоскость

Определяем опорные реакции, Н:

УM₃ = 0, .

УM₁ = 0, .

Проверка:

Уy = 0,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Построим эпюру изгибающих моментов относительно оси х:

Строим эпюру крутящих моментов, Н?м:

4. Определяем суммарные радиальные реакции, Н:

,

5. Определяем суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженных сечениях, Н?м:

;

Теперь рассчитаем реакции и моменты на тихоходном валу.

Дано: F_t2 = 2759,1 Н; F_r2 = 1004,2 Н; F_a2 = 1951,6 Н; F_оп = 5443,5 Н; d₂ = 0,252 м; l_т = 0,0945 м; l_оп = 0,13 м; F_y = 2721,7 Н; F_x = 4714,21 Н.

Определим реакции опор в вертикальной плоскости.

УM₄ = 0, .

УM₂ = 0, .

Уy = 0,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Построим эпюру изгибающих моментов относительно оси х:

Горизонтальная плоскость

Определяем опорные реакции, Н:

УM₄ = 0, .

УM₂ = 0, .

Проверка:

Уy = 0,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Построим эпюру изгибающих моментов относительно оси х:

Строим эпюру крутящих моментов, Н?м:

4. Определяем суммарные радиальные реакции, Н:

,

5. Определяем суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженных сечениях, Н?м:

;

Рисунок 8.2 - Расчетная схема тихоходного вала редуктора

9. Проверочный расчет подшипников

Проверяем пригодность подшипника 7309 быстроходного вала червячного редуктора, работающего с небольшими (легкими) толчками. Частота вращения кольца подшипника n = 1455 об/мин. Характеристики подшипников: С_r = 76100 H, X = 0,4, e = 0,29, Y = 2,09, V = 1, K_T = 1, K_Б = 1, a₁ = 1, a₂₃ = 0,7. Требуемая долговечность подшипника L_h = 15000ч. Подшипники установлены врастяжку.

а) Определяем составляющие радиальных реакций:

Rs₁ = 0,83еR₁ = 373,29 Н;

Rs₂ = 0,83еR₂ = 228,48 Н;

б) Определяем осевые нагрузки подшипников. Так как R_s1>R_s2, то

R_s1 = R_а1 = 373,29 Н, R_а2 = R_а1+F_a = 3132,41 Н.

в) Определяем отношения:

г) По соотношениям выбираем соответствующие формулы для определения R_E:

R_E1 = VR₁ K_Б K_T = 1861 H;

R_E2 = (XVR_r2+YR_а2) K_Б K_T = 8311 Н.

д) Определяем динамическую грузоподъемность по большему значению эквивалентной нагрузки:

- подшипник пригоден.

Такая расчетная грузоподъемность не должна превышать базовую, в противном случае подшипник не пригоден.

е) Определяем долговечность подшипника:

.

Аналогичным образом выбираем серию подшипников для тихоходного вала червячного редуктора, предварительно подшипник 7210, у которой С_r = 52900 H, X = 0,4, e = 0,37, Y = 1,60, V = 1, K_T = 1, K_Б = 1, a₁ = 1 , a₂₃ = 0,8. Требуемая долговечность подшипника L_h = 16500ч. Подшипники установлены враспор.

а) Определяем составляющие радиальных реакций:

Rs₁ = 0,83еR₁ = 4000,1 Н;

Rs₂ = 0,83еR₂ = 3202,6 Н;

б) Определяем осевые нагрузки подшипников. Так как R_s1>R_s2, то

R_s1 = R_а1 = 4001,8 Н, R_а2 = R_а1+F_a = 5953,4 Н.

в) Определяем отношения:

г) По соотношениям выбираем соответствующие формулы для определения R_E:

R_E1 = V_R1 K_Б K_T = 13030 H;

R_E2 = (XVR_r2+YR_а2) K_Б K_T = 13697 Н.

д) Определяем динамическую грузоподъемность по большему значению эквивалентной нагрузки:

- подшипник пригоден.

Такая расчетная грузоподъемность не должна превышать базовую, в противном случае подшипник не пригоден.

е) Определяем долговечность подшипника:

.

10. Разработка чертежа общего вида

10.1 Конструирование червячных колес

Таблица 10.1

Геометрические параметры колеса

Элемент	Размер	Значение
Обод	Диаметр наибольший	254,2
	Диаметр внутренний	211,8
	Толщина	S = 12,6; S0 = 15,12 h = 6,75; t = 5,4
	Ширина	45
Ступица	Диаметр внутренний	d = d3 = 63
	Диаметр наружный	dст = 1,55d = 97,65
	Толщина	дст?0,3d = 18,9
	Длина	lст = 1,2d = 75,6
Диск	Толщина	С = 12
	Радиусы закруглений и уклона	R 10,

По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) -- из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) -- из антифрикционного материала. При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом (H7/u7; H8/и8). При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривается буртик, и эта форма центра является традиционной (рис. а). В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом. При небольших скоростях скольжения v <2 м/с и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым.

Валы-шестерни и червячные валы. Цилиндрические и конические шестерни при u>3,15 выполняют заодно с валом, а при u<2,8 они могут быть насадными, если это конструктивно необходимо. Однако стоимость производства при раздельном исполнении вала и шестерни (червяка) увеличивается вследствие увеличения числа посадочных поверхностей и необходимости применения того или иного соединения. Поэтому шестерни и червяки чаще всего выполняют заодно с валом.

Посадочные поверхности на валах осуществляются с помощью канавок.

В качестве соединения валов с деталями используем шпоночное соединение. Длину шпонка определяется по стандартному ряду Ra40 а была меньше ступицы насаживаемой детали на 5...10 мм. Шпоночное соединение более трудоемкое в изготовлении, но более надежное. Для нашего соединения валов с шестернями и колесами мы используем шпонки, это более проще для расчета.

10.2 Конструирование подшипниковых узлов

Конструктивное оформление подшипниковых опор редуктора зависит от типа подшипников, схемы их установки, вида зацепления редукторной пары и способа смазывания подшипников и колес.

Выбираем осевое фиксирование вала в двух опорах - врастяжку. Обе опоры конструируют одинаково, при этом каждый подшипник ограничивает осевое перемещение вала в одном направлении. Внутреннее кольцо одного подшипника упирается в регулировочную гайку, внутреннее кольцо другого упирается в буртик. Наружные кольца упираются в буртики отверстия в корпусе.

Рисунок 10.1 - Канавка

Типы подшипников в проектируемых редукторах приняты радиально-упорные шариковые или роликовые конические. Достоинство:

а) возможность регулирования опор;

б) малая вероятность защемления тел качения в опорах при температурных деформациях, так как зазоры в подшипниках будут увеличены.

Недостатки:

а) высокие требования точности к резьбе вала и гаек, и к торцам гаек;

б) усложнение конструкции опор.

Применяются в конических редукторах, как для быстроходного, так и для тихоходного вала. В проектируемых редукторах внутреннее кольцо подшипника подвергается так называемому циркуляционному нагружению. Проектируемые согласно техническому заданию приводы работают в режиме мало меняющейся нагрузки, при которой

0,07Cr<R_E 0,15Cr

Применение стаканов при конструировании подшипниковых узлов обусловлено облегчением их сборки вне корпуса редуктора и удобством регулировки подшипников и колес. Стаканы изготавливают обычно из чугуна СЧ 15, реже из стали.

В регулируемых типах подшипников необходимые осевые и радиальные зазоры могут быть установлены в определенных пределах только регулировкой при монтаже комплекта подшипников в узле. Наличие зазоров наличие зазоров в подшипниках обеспечивает легкое вращение вала, предотвращает защемление тел качения в результате температурных деформации.

Регулирование подшипников происходит до регулирования зацепления.



Рисунок 8.2 - Конструкция и размеры стаканов

10.3 Конструирование корпуса редуктора

Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а так же восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передачи.

Форма корпуса определяется в основном технологическими, эксплуатационными и эстетическими условиями с учетом его прочности и жесткости. Габаритные размеры зависят от размеров редукторной пары и кинематической схемы. Толщина стенок корпуса и ребер жесткости принимаются одинаково равными:

где Т₂ - вращающийся момент на тихоходном валу.

Выбираем несколько угловых ниш фундаментального фланца и несколько боковых ниш. Определяем количество стяжных винтов для червячного горизонтального редуктора, (см. табл. 10.19. [1]) их необходимо по 3 штуки на каждую сторону корпуса.

Для прикрепления к корпусу сливных пробок, отдушин, маслоуказателей на крышке и основании корпуса предусмотрены опорные платики (фланцы). Размер сторон платика должен быть больше размеров опорных поверхностей прикрепляемых деталей. Высота платика h = c.

Подшипниковые бобышки предназначены для размещения комплекта деталей подшипникового узла. Внутренний диаметр подшипниковой бобышки быстроходного и тихоходного вала равен внутреннему диаметру фланца для крышки подшипникового узла. Длина гнезда бобышки быстроходного и тихоходного вала зависит от комплекта деталей. Размеры выбираются в зависимости от уплотнения и определяются конструктивно.

Смотровой люк служит для контроля сборки и осмотра редуктора при эксплуатации. В данном варианте люк расположен сверху и имеет прямоугольную форму, что позволяет так же использовать люк для заливки масла. Люк закрывается крышкой, обычно из стали не более двух миллиметров, для предотвращения засасывания пыли ставится прокладка из картона или резины.

Для обеспечения разъединения крышки и основания корпуса применяют отжимные винты, которые ставятся в двух противоположных местах крышки корпуса. Диаметр отжимных винтов равен диаметру соединительных винтов.

Для подъема и транспортирования крышки корпуса и собранного редуктора применяются проушины. Их отливают заодно с крышкой. Выбор конструкции проушин зависят от размеров и формы крышки корпуса.

Отверстия под маслоуказатель и сливную пробку желательно располагать рядом на одной стороне основания корпуса в доступных местах. Нижняя кромка сливного отверстия должна быть на уровне днища или несколько ниже его. У самого отверстия в отливке основания корпуса выполняют местное углубление для стока масла и отстоявшейся грязи. Отверстие под маслоуказатель должно располагаться на высоте, достаточной для точного замера верхнего и нижнего уровня масла. Форма и размеры отверстия зависят от типа выбранных маслоуказателя и сливной пробки. Наружные стороны отверстий оформляют опорными платиками.



Рисунок 8.3 - Боковая ниша и вариант крепления фундаментального фланца

10.4 Выбор муфт

Для соединения выходных концов тихоходного вала редуктора и приводного вала рабочей машины применены цепные муфты и муфты с торообразной оболочкой. Для соединения выходных концов двигателя и быстроходного вала редуктора используют, как правило упругие втулочно-пальцевые муфты или муфты со звездочкой.

Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент Т, Н•м. Муфты выбирают по большому диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту Тр, который должен быть в пределах номинального:

где К_р - коэффициент режима нагрузки, Т₁ - вращающий момент на тихоходном валу, Т - номинальный момент (см. табл. К21, К23, К25 [1]).

Стандартные муфты предусмотрены двух типов - с цилиндрическим и коническим посадочным отверстием, а каждый тип - двух исполнений: для длинных и коротких концов вала. Муфты упругие втулочно-пальцевые получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Полумуфты изговливают из чугуна марки СЧ 20 или стал 30Л; материал пальцев - сталь 45; материал упругих втулок - резина с пределом прочности или разрыве не менее 8 Н/мм .

Радиальная сила, вызванная радиальным смещением, определяется по соотношению:

F_м = c_?r?r = 5540•0,4 = 2216 Н.

где ?r - радиальное смещение, мм (см. табл. К21 [1]);

c_?r - радиальная жесткость муфты, Н/мм.

Установка муфт на валах. Принимаем сопряжения с валами, проектируемые муфты состоят из двух полумуфт, устанавливаемых на выходные концы валов на шпоночном соединении призматическими шпонками. В зависимости от режима работы выбирают посадку муфты на вал.

10.5 Смазывание. Смазочные устройства

Для открытой зубчатой передачи применяем переодическое смазывание весьма вязкими маслами или пластичными смазками, которые наносятся на зубья через определенные промежутки времени. В определенных условиях можно применить капельное смазывание из корыта наполненного вязким маслом и расположенным под вязким колесом.

Выбираем сорт масла в зависимости от контактного напряжения в зубьях и фактической окружной скорости колес. Выбираем индустриальное масло для тяжело нагруженных узлов, а масло с антиокислительными, антикоррозионными, противоизносными и противозадирными присадками т.е. И-Т-Д-220.

Берем объем равный 0,5 л. масла для 1 кВт передаваемой мощности.

В червячных редукторах должны быть полностью погружены в масляную ванну зубья червяка. Уровень масла, находящегося в корпусе редуктора, контролируют различными маслоуказателями. В данном варианте используются трубчатый маслоуказатель из оргстекла удобен для обзора, но хуже всего защищен от повреждений.

С течением времени масло загрязняется и стареет, его свойствам ухудшаются. Поэтому масло периодически сменяют.

При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки, чтобы избежать этого используют отдушины.

В качестве смазывания подшипников применяются жидкие материалы. В данном редукторе из-за малых скоростях, когда разбрызгивание масла недостаточно для смазывания подшипников, его можно собирать с торцов колес, используя для этого скребки. Установка сборников и скрепков масла в проектируемых редукторах должна обеспечивать смазывание подшипников при любом направлении вращения.

10.6 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают, покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом, начиная с узлов валов.

На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 . В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипник, 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 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.5

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

Затем ввертывают пробку масло спускного отверстия с прокладкой и жезловый масло указатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой. Закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.

11. Проверочные расчеты

11.1 Проверочные расчеты шпонок

Призматические шпонки, применяются в проектируемых редукторах, проверяют на смятие. Проверки подлежат две шпонки тихоходного вала - под колесом и элементом полумуфты и одна шпонка на быстроходном валу. Условие прочности

где F_t - окружная сила на шестерне или колесе;

A_см = (0,94h-t₁)l_р - площадь смятия.

Здесь l_р = l-b - рабочая длина шпонки со скругленными концами, мм; b - стандартные размеры (см. табл. К42[1]). [у]_см - допускаемое напряжение на смятие, Н/мм ([у]_см = 150Н/мм²).

Если при проверки шпонки у_см окажется значительно ниже [у]_см, то можно взять шпонку меньшего сечения - как для вала предыдущего диапазона но обязательно проверив ее на смятие . Если получится у_см>[у]_см, то рациональнее перейти на посадку с натягом.

Шпонка быстроходного вала:

,

.

Шпонка тихоходного вала редуктора:



.

11.2 Проверочный расчет валов

1. Определить напряжения в опасных сечениях вала, Н/мм .

а) нормальное напряжение:

,

.

б) касательные напряжения:

,

.

в) коэффициенты концентрации:

,

.

2. Определить пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм :

,

.

3. Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

,

.

4. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

Коэффициент запаса прочности в опасном сечении удовлетворяет допустимому значению.

12. Расчет технического уровня редуктора

Определяем массу редуктора:

m = цсV?10^-9 = 87 кг

где, ц - коэффициент заполнения определяем графически в зависимости от межосевого расстояния;

с = 7,4?10 - плотность чугуна;

V - условный объем редуктора определить как произведение наибольшей длины, ширины и высоты редуктора, мм .

V = L?B?H = 43,7?10⁶ мм³.

Определение критерия технического уровня редуктора. Критерий определяется по формуле

г = m/T₂,

где Т₂ - вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н?м.

г = m/T₂ = 87/347 = 0,25 кг/(Н?м).

Таблица 12

Технический уровень редуктора

Тип редуктора	Масса, m кг	Момент, T2 Н?м	Критерий г	Вывод
Червячный	87	347	0,25	Производство данного редуктора в большинстве случаев экономически неоправдано

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении курсового проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение.

Целью данного проекта является проектирование привода цепного конвейера, который состоит как из простых стандартных деталей, так и из деталей, форма и размеры которых определяются на основе конструкторских, технологических, экономических и других нормативов.

В ходе решения поставленной передо мной задачей, была освоена методика выбора элементов привода, получены навыки проектирования, позволяющие обеспечить необходимый технический уровень, надежность и долгий срок службы механизма.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении, как курсовых проектов, так и дипломного проекта.

Можно отметить, что спроектированный редуктор обладает хорошими свойствами по всем показателям.

По результатам расчета на контактную выносливость действующие напряжения в зацеплении меньше допускаемых напряжений.

По результатам расчета по напряжениям изгиба действующие напряжения изгиба меньше допускаемых напряжений.

Расчет вала показал, что запас прочности больше допускаемого.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипников качения меньше паспортной.

При расчете был выбран электродвигатель, который удовлетворяет заданные требования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие, изд. 2-е перераб. и доп. - Калининград: Янтарный сказ, 2004 г., 454 c.: ил., черт. - Б.ц.

2. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкевич Г.М., Козинцов В.П. 'Курсовое проектирование деталей машин': Учебное пособие для учащихся. М.: Машиностроение, 1988 г., 416с.

3. Подшипники качения: Справочник-каталог / Под ред. Р.В. Коросташевского и В.Н. Нарышкина. М.: Машиностроение, 1984 г., 280 с.

Размещено на Allbest.ru

...