Привод конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный университет

Технологий и управления»

Кафедра «Детали машин, ТММ»

Допущен к защите

Курсовой проект по дисциплине: «Детали машин»

(Д.2403.02.101.61.0000.ПЗ)

Тема: «Привод конвейера»

Улан-Удэ 2012

Задание на курсовой проект

Спроектировать привод к цепному конвейеру по схеме (рис.1). Мощность на ведомое колесо зубчатой передачи P₃ и угловая скорость вращения этого колеса щ₃ приведены в таблице 1.

Таблица 1

P3, кВт	10
щ3, рад/с	1,1р

Рис.1

1. Кинематический расчет привода

1.1 Подбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

КПД всех ступеней привода:

- КПД соединительной муфты;

- КПД червячного редуктора;

- КПД зубчатой прямозубой передачи.

Требуемая частота вращения электродвигателя:

мин^-1

мин^-1

частота вращения ведущего вала конвейера;

;

Выбираем электродвигатель: АИР160M6 ТУ 16-525.564-84

1.2 Определение фактических передаточных чисел ступеней привода

1.3 Расчет частот вращения n (мин^-1) и вращающих моментов T (Н·м) для всех валов привода

Н·м

Н·м

Н·м

мин^-1

мин^-1

2. Расчет зубчатых и червячных передач

Исходные данные:

Н·м - вращающий момент на колесе;

- передаточное число;

2.1 Выбор материала и способа термической обработки зубчатых колес

Выбираем ТО колеса - улучшение, твердость 235…262 HB; ТО шестерни - улучшение, твердость 269…302 HB

Марка стали: 45

2.1.1 Определение допускаемых напряжений

Таблица 2

ТО, ХТО	Марка стали	, МПа	, МПа
Улучшение	45	535	268

2.2 Расчет зубчатой цилиндрической передачи

2.2.1 Определение основных геометрических характеристик зубчатых колес

Межосевое расстояние:

, м

, м

- для прямозубых колес;

- в Па;

- коэффициент ширины колеса, - при симметричном расположении опор относительно зубчатого колеса.

мм, по ГОСТ 2185-66 принимаем мм

Предварительные основные размеры колеса

Делительный диаметр колеса , мм

Ширина зубчатого венца:

колеса мм,

шестернимм

По ГОСТ 6636-99 принимаем мм, мм.

Модуль передачи:

, м

, м

м

- для прямозубых колес;

- в Па.

По ГОСТ 9563-60 принимаем мм

Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес:

Для прямозубых колес

Суммарное число зубьев:

Число зубьев шестерни

Для прямозубых колес

Число зубьев колеса внешнего зацепления

Фактическое передаточное число

Диаметры колес, мм

Делительные диаметры:

Шестерни

мм

колеса внешнего зацепления

мм (рис.2)

Рис.2 Размеры колеса

Диаметры окружностей вершин колес внешнего зацепления:

мм

мм

Диаметры окружностей впадин колес внешнего зацепления:

мм

мм

2.2.2 Проверка зубьев на прочность

Силы в зацеплении:

окружная Н

радиальная Н

осевая Н

Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба:

В зубьях колеса, Па,

где - для прямозубых колес.

- коэффициент концентрации нагрузки по длине зуба при постоянной нагрузке.

- коэффициент динамической нагрузки.

- опытный коэффициент, учитывающий отличие расчетной схемы от реальных условий.

- коэффициент формы зуба

Па

153 МПа268 МПа

В зубьях шестерни , Па,

- коэффициент формы зуба

Па

155 МПа268 МПа

Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Расчетное контактное напряжение:

,

Где - для прямозубых колес.

Па

426 МПа535 МПа

2.3 Расчет червячных передач

2.3.1 Выбор материалов червяка и червячного колеса

Для червяка применяют те же марки сталей, что и для зубчатых колес.

Выбираем ТО червяка - улучшение и закалка ТВЧ, твердость 45…50 HRC.

Марка стали: 40Х

Материал для червячного колеса выбираем в зависимости от скорости скольжения:

м/с

Таблица 3

Материал	Способ отливки	Механические свойства, МПа
БрАЖМц 9-4 м/с	в кокиль	500	230

Определение допускаемых напряжений

Таблица 4

Допускаемые напряжения
, МПа	, МПа
175	97,5

Примечание: МПа, МПа

2.3.2 Определение основных геометрических размеров и характеристик червячной передачи

Межосевое расстояние:

, м,

где - в Па.

м

мм, по ГОСТ 2144-76 принимаем мм.

Основные параметры передачи

Число зубьев колеса

,

где - число заходов червяка;

- передаточное число.

Предварительные значения:

модуля передачи:

коэффициента диаметра червяка:

Минимальное допустимое значение из условия жесткости червяка

Коэффициент смещения:

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре

на начальном цилиндре

Фактическое передаточное число:

Размеры червяка и колеса, мм (рис.3)

Червяк:

делительный диаметр кинематический электродвигатель червячный

мм;

диаметр вершин витков

мм;

диаметр впадин

мм;

начальный диаметр

мм.

длина нарезанной части червяка

, мм

мм

Увеличиваем на 35 мм при .

Округляем в большую сторону по ГОСТ 6636-69, мм.

Червячное колесо:

диаметр делительной окружности колеса

мм;

диаметр окружности вершин зубьев

мм;

диаметр колеса наибольший

, мм,

мм;

диаметр впадин

мм;

ширина венца

,

где при ,

мм

Округляем мм в большую сторону по ГОСТ 6636-69, мм.

Рис.3. Размеры червяка и червячного колеса

2.3.3 Проверочный расчет передачи на прочность

Определяется скорость скольжения в зацеплении

, м/с,

где м/с - окружная скорость на червяке

м/с

Расчетное контактное напряжение:

,

где - скоростной коэффициент

МПа

150 МПаМПа.

Окружная скорость колеса

м/с

2.3.4 КПД передачи

,

где - приведенный угол трения.

Силы в червячном зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

Н

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н

Радиальная сила:

Н

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба:

,

где - скоростной коэффициент;

- коэффициент формы зуба, который принимают в зависимости от

МПа

77 МПа97,5 МПа

2.3.5 Тепловой расчет

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД, из-за высоких скоростей скольжения и вследствие этого - большим выделением теплоты, проверяют на нагрев.

Мощность на червяке

Вт.

Температура нагрева масла, :

без искусственного охлаждения:

,

где - коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в плиту или раму;

- максимальная допустимая температура нагрева минеральных масел;

Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи;

м² - поверхность охлаждения корпуса.

89°95°

с охлаждением вентилятором:

,

где - коэффициент при обдуве вентилятором.

61°95°

3. Разработка эскизного проекта

Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют диаметры валов, расстояния между опорами валов и расстояние между деталями передач, выбирают типы подшипников и схемы их установки.

3.1 Размеры валов

Определяем диаметры и длины различных участков валов редуктора:

- быстроходный вал:

Червячный редуктор:

Рис.4. Быстроходный вал цилиндрической или червячной передачи

Диаметр выходного конца вала:

, мм,

где - вращающий момент на быстроходном валу, Н·м

мм

По ГОСТ 12080-66 выбираем мм.

Таблица 5

, мм	, мм	, мм	, мм
36	58	2	1,6

Рис.5. Цилиндрический конец вала

Диаметр вала в месте установки подшипника

, мм,

где мм - высота заплечика.

мм.

Диаметр буртика (заплечика) для упора подшипника

, мм,

где мм - координата фаски подшипника.

мм

Длина промежуточного участка вала:

для червячной передачи

мм

Тихоходный вал (для всех редукторов)

Рис.6. Тихоходный вал

Диаметр выходного конца вала:

, мм,

где - вращающий момент на тихоходном валу, Н·м.

мм.

Таблица 6

, мм	, мм	, мм	, мм
70	105	2,5	2

Диаметр вала в месте установки подшипника:

, мм,

где мм - высота заплечика.

мм

Диаметр буртика (заплечика) для упора подшипника:

, мм,

где мм - координата фаски подшипника.

мм

Диаметр вала в месте установки колеса

, мм

мм.

Длина промежуточного участка вала:

мм.

3.2 Расстояния между деталями передач

Чтобы вращающиеся колеса не задевали за внутренние стенки корпуса, между ними оставляют зазор , который определяют по формуле:

мм,

где мм - наибольшее расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм.

Расстояние между дном корпуса и поверхностью червяка для всех типов редукторов принимают , мм.

3.3 Выбор типа подшипника

Для опор вала червячных колес, а также червяков применяют конические роликовые подшипники (рис.7), которые хорошо воспринимают осевые нагрузки, возникающие в червячных передачах.

Рис.7. Конический роликовый подшипник

Таблица 7

Обозначение	Размеры, мм	Грузоподъемность, кН	Расчетные параметры
	d	D	Tнаиб	B	C	r1	r2	Cr	C0r	e	Y	Y0
7209А	45	85	21	19	16	1,5	1,5	62,7	50,0	0,40	1,5	0,8
7216А	80	140	28,5	26	22	2,5	2	140,0	114,0	0,42	1,4	0,8

Подбор муфты

Выбираем муфту втулочно-пальцевую по ГОСТ 21424-93.

Размещено на Allbest.ru

...