Механический привод транспортера
Выполнение редуктора червячно-цилиндрического двухступенчатого по развернутой кинематической схеме. Раздвоенная быстроходная ступень редуктора. Выравнивание распределения нагрузки между полушевронами с помощью плавающей конструкцией промежуточного вала.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.06.2018 |
| Размер файла | 2,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Энерго-кинематический расчет
- 1.1 Кинематическая схема привода
- 1.2 КПД привода, выбор электродвигателя
- 1.3 Общее передаточное число, передаточные числа передач
- 1.4 Частоты вращения валов, вращающие моменты и мощности
- 2. Проектирование передач
- 2.1 Ременная передача
- 2.1.1 Условия расчета
- 2.1.2 Результаты расчета
- 2.2 Червячная передача
- 2.2.1 Условия расчета при
- 2.2.2 Результаты расчета при
- 2.2.3 Условия расчета при
- 2.2.4 Результаты расчета при
- 2.2.5 Условия расчета при
- 2.2.6 Результаты расчета при
- 2.3 Зубчатая передача
- 2.3.1 Условия расчета при
- 2.3.2 Результаты расчета при
- 2.3.3 Условия расчета при
- 2.3.4 Результаты расчета при
- 2.3.5 Условия расчета при
- 2.3.6 Результаты расчета при
- 2.4 Выбор варианта конструкции редуктора
- 3. Силовая схема редуктора
- 4. Проектирование валов
- 4.1 Проектный расчет валов
- 4.2 Проверочный расчет промежуточного вала
- 5. Проверочный расчет шпоночных соединений
- 6. Проектирование подшипниковых узлов
- 6.1 Реакции в опорах
- 6.2 Выбор типов подшипников
- 6.3 Расчет подшипников
- 6.3.1 Условия расчета
- 6.3.2 Результаты расчета
- 7. Проверочный расчет муфты
- 8. Система смазывания
- 9. Тепловой расчет редуктора
- Литература
Введение
Работа выполнена на основании ТЗ МОК 087.01.00.00 ТЗ от 06.02.18.
В соответствии с ТЗ разработан электромеханический привод, который включает асинхронный электродвигатель типа АИР80B4 мощностью , клиноременную передачу с натяжным устройством, редуктор и сварную фундаментную раму.
Редуктор червячно-цилиндрический двухступенчатый, выполнен по развернутой кинематической схеме. Быстроходная ступень редуктора - раздвоенная. Выравнивание распределения нагрузки между полушевронами обеспечено плавающей конструкцией промежуточного вала. Для повышения несущей способности и плавности работы передач в них применены косозубые колеса. Материал шестерен - сталь 40Х. Термообработка - улучшение. Материал зубчатых колес - сталь 40Х. Термообработка - улучшение.
В опорах быстроходного вала применены конические подшипники средней широкой серии 7606А ГОСТ 27365-87 и шариковый подшипник средней серии 304 ГОСТ 8338-75. В опорах промежуточного вала применены конические подшипники средней серии 7310А ГОСТ 27365-87. В опорах тихоходного вала применены цилиндрические подшипники легкой серии 12215 ГОСТ 8328-75. Осевые люфты подшипников регулируются подбором прокладок.
Для соединения валов с колесами и полумуфтами использованы стандартные призматические шпонки.
Смазывание быстроходной передачи осуществляется окунанием колеса в масляную ванну. Смазывание тихоходной передачи и подшипников осуществляется за счет разбрызгивания масла колесом быстроходной передачи (окружная скорость 0,22м/с). В редукторе используется масло И-30А ГОСТ 20799-75. Уровень масла контролируется маслоуказателем. Для залива масла и осмотра зубчатых передач в крышке корпуса предусмотрен смотровой люк. Слив отработанного масла осуществляется через маслосливное отверстие в картере, закрытое резьбовой пробкой.
Редуктор имеет литой разъемный корпус, верхняя и нижняя части которого соединяются посредством болтов. Для фиксации взаимного положения крышки и картера применены конические штифты. С целью облегчения разборки корпуса на стыковочных фланцах предусмотрены резьбовые отверстия под отжимные болты. Для транспортировки редуктора и его корпусных деталей корпус редуктора имеет проушины и стропозакладные крючья.
Выходные концы валов уплотняются резиновыми манжетами. Корпус по разъему уплотняется герметиком, крышка смотрового люка - паронитовой прокладкой. Для выравнивания давления в редукторе и в окружающей среде применена пробка-отдушина.
Привод монтируется на сварной раме, крепящейся к бетонному основанию анкерными болтами. Натяжение ремней клиноременной передачи осуществляется периодически, путем перемещения электродвигателя относительно салазок посредством винта. Для обеспечения безопасного обслуживания привода, вращающиеся элементы должны быть закрыты защитными ограждениями.
В процессе проектирования выполнены:
- проектный расчет ременной передачи;
- проектный расчет зубчатых передач;
- проектный расчет валов на кручение;
- проверочный расчет промежуточного вала на циклическую и статическую прочность;
- проверочный расчет подшипников по динамической и статической грузоподъемности;
- проверочный расчет муфты соединений;
- проверочный расчет шпоночных соединений;
- тепловой расчет редуктора.
Разработанная техническая документация включает следующие основные документы:
- спецификация привода - 2 листаф. А4;
- сборочный чертеж привода - 1 лист ф. А1;
- спецификация редуктора - 2 листаф. А4;
- сборочный чертеж редуктора - 2 листа ф. А1;
- пояснительная записка - 40 листов ф. А4.
механический привод транспортер редуктор
1. Энерго-кинематический расчет
1.1 Кинематическая схема привода
Схема приведена на рис. 1
Рис. 1
Вал - входной быстроходный;
Вал - тихоходный;
Вал - выходной тихоходный;
T1 - движущий момент;
T3 - момент сопротивления;
1 - червяк;
2 - червячное колесо;
3',3,4',4 - зубчатые колеса;
5 - муфта;
6 - шкив вала электродвигателя;
7 - шкив вала редуктора;
8 - электродвигатель.
1.2 КПД привода, выбор электродвигателя
Вычисление КПД привода:
, где
- КПД ременной передачи;
- КПД червячной передачи;
- КПД зубчатой передачи;
- КПД подшипников;
- КПД масла;
- учет барботажных потерь.
Принято:
; ; ; (на одну пару подшипников); ; ;
Мощность на выходном валу:
кВт
Необходимая мощность двигателя:
кВт
По значениям скорости вращения об/мин) и номинальной мощности (кВт) (для обеспечения перегрузки, не превышающей 10%) следует выбрать асинхронный двигатель общепромышленного назначения АИР80B4 (об/мин)
Мощности на входном и промежуточном валах соответственно:
кВт
кВт
Перегрузка/недогрузка двигателя:
% - имеется перегрузка, не превышающая допускаемую.
1.3 Общее передаточное число, передаточные числа передач
Передаточное число привода:
Передаточные числа ременной передачи и редуктора соответственно:
,
округление до ближайшего стандартного числа:
Корректировка:
, поэтому следует принять:
; ;
; ;
, поэтому все необходимо округлить до целых:
; ;
Корректировка:
1.4 Частоты вращения валов, вращающие моменты и мощности
Частоты вращения:
об/мин
об/мин
об/мин
об/мин
Вращающие моменты:
Нм
Нм
Нм
Нм
Нм
Результаты энерго-кинематического расчета записаны в табл. 1.
Таблица 1
|
Вал |
Передаточное число u |
Частота вращения n, об/мин |
Вращающий момент T, Нм |
Мощность N, кВт |
|||||||
|
ЭД |
|||||||||||
2. Проектирование передач
2.1 Ременная передача
2.1.1 Условия расчета
Данные для расчета ременной передачи представлены в табл.2.
Таблица 2
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
|
|
Эксплуатационные параметры |
||||
|
1 |
Требуемый ресурс |
час |
8000 |
|
|
2 |
Частота вращения быстроходного вала передачи |
об/мин |
1415 |
|
|
3 |
Вращающий момент на быстроходном валу передачи |
Нм |
10,1 |
|
|
4 |
Передача (реверс.; нереверс.) |
- |
Нереверс. |
|
|
5 |
Режим нагружения |
- |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
|
|
Конструктивные параметры |
||||
|
6 |
Тип ремня |
- |
Норм. клиновой |
|
|
7 |
Сечение |
- |
0 |
|
|
8 |
Регулировка |
- |
Периодическая |
|
|
9 |
Передаточное число |
- |
1,60 |
|
|
10 |
Межосевое расстояние |
мм |
416 |
2.1.2 Результаты расчета
Проектный расчет клиноременной передачи
Частота вращения б. ход. вала [об. /мин] 1415.0
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на б. ход. валу [Нм] 10.1
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Типоразмер сечения ремней 0
Расчетная длина [мм] 1120
Количество ремней в комплекте 4
Регулировка натяжения ремней периодическая
Ресурс комплекта ремней 1000 ч
Масса комплекта ремней 0.26 кг
Количество комплектов ремней на весь срок службы передачи 8
Передаточное отношение 1.60
Межосевое расстояние [мм] 416 (+ 23/ - 8)
Расчетные диаметры шкивов [мм] меньшего 71
большего 112
Ширина шкивов [мм] 52
Условный объем шкивов [куб. см] 718
Сила, действующая на валы [Н] в покое 565
при работе передачи 556
Сила предварительного натяжения комплекта ремней [Н] 283
Полезные напряжения в ремне [МПа]: расчетные 1.64
допускаемые 1.92
2.2 Червячная передача
2.2.1 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
|
|
Эксплуатационные параметры |
||||
|
1 |
Ресурс передачи |
час |
8000 |
|
|
2 |
Частота вращения вала червячн. колеса |
об/мин |
24 |
|
|
3 |
Вращающий момент на червячном колесе |
Нм |
440 |
|
|
4 |
Передача |
_ |
Нереверсивная |
|
|
5 |
Режим нагружения |
_ |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
|
|
Технологические и конструктивные параметры |
||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
|
|
7 |
Твердость поверхности витков червяка |
_ |
56.63HRC |
|
|
8 |
Материал венца червячного колеса |
_ |
Оловянная бронза О10Ф1 |
|
|
9 |
Способ отливки |
_ |
Отливка в кокиль |
|
|
10 |
Передаточное число передачи |
- |
37,0 |
|
|
11 |
Межосевое расстояние |
- |
Произвольное |
|
|
12 |
Прогиб червяка допускаемый (относит.) |
- |
0,005 модуля |
2.2.2 Результаты расчета при
Проектный расчет червячной передачи
Частота вращения вала колеса [об. /мин.] 24.0
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на валу колеса [Нм] 440.0
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Твердость поверхности витков червяка [HRCэ] 56.63
Степень точности 8
Материал венца червячного колеса бронза Бр О10Ф1
отливка в кокиль
Число заходов червяка 1
Число зубьев червячного колеса 37.00
Передаточное число 37.00
Модуль осевой [мм] 4.00
Межосевое расстояние [мм] 106.00
Коэффициент полезного действия 0.66
Коэффициент смещения червяка 0.000
Коэффициент диаметра червяка 16.00
Диаметр червяка [мм] делительный 64.00
вершин 72.00
впадин 54.40
Длина нарезанной части червяка [мм] 78
Диаметр колеса [мм] делительный 148.00
вершин 156.00
наибольший 164.00
Ширина зубчатого венца колеса [мм] 54.00
Условный объем венца колеса [куб. см] 467
Cилы в зацеплении [Н]: окружная червяка 563
окружная колеса 5946
радиальная 2164
Окружная скорость червяка [м/с] 3.0
Скорость скольжения [м/с] 3.0
Контактные напряжения [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 266
допускаемые 272
при расчете на прочность расчетные 394
допускаемые 600
Изгибные напряжения в зубьях колеса [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 29
допускаемые 47
при расчете на прочность расчетные 64
допускаемые 120
Прогиб червяка [мм] расчетный 0.001
Допускаемый 0.020
2.2.3 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
|
|
Эксплуатационные параметры |
||||
|
1 |
Ресурс передачи |
час |
8000 |
|
|
2 |
Частота вращения вала червячн. колеса |
об/мин |
||
|
3 |
Вращающий момент на червячном колесе |
Нм |
380 |
|
|
4 |
Передача |
_ |
Нереверсивная |
|
|
5 |
Режим нагружения |
_ |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
|
|
Технологические и конструктивные параметры |
||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
|
|
7 |
Твердость поверхности витков червяка |
_ |
56.63HRC |
|
|
8 |
Материал венца червячного колеса |
_ |
Оловянная бронза О10Ф1 |
|
|
9 |
Способ отливки |
_ |
Отливка в кокиль |
|
|
10 |
Передаточное число передачи |
- |
32,0 |
|
|
11 |
Межосевое расстояние |
- |
Произвольное |
|
|
12 |
Прогиб червяка допускаемый (относит.) |
- |
0,005 модуля |
2.2.4 Результаты расчета при
Проектный расчет червячной передачи
Частота вращения вала колеса [об. /мин] 27.6
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на валу колеса [Нм] 380.0
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Твердость поверхности витков червяка [HRCэ] 56.63
Степень точности 8
Материал венца червячного колеса бронза Бр О10Ф1
отливка в кокиль
Число заходов червяка 1
Число зубьев червячного колеса 32.00
Передаточное число 32.00
Модуль осевой [мм] 5.00
Межосевое расстояние [мм] 100.00
Коэффициент полезного действия 0.75
Коэффициент смещения червяка 0.000
Коэффициент диаметра червяка 8.00
Диаметр червяка [мм] делительный 40.00
вершин 50.00
впадин 28.00
Длина нарезанной части червяка [мм] 90
Диаметр колеса [мм] делительный 160.00
вершин 170.00
наибольший 180.00
Ширина зубчатого венца колеса [мм] 37.50
Условный объем венца колеса [куб. см] 417
Cилы в зацеплении [Н] окружная червяка 792
окружная колеса 4750
радиальная 1729
Окружная скорость червяка [м/с] 1.8
Скорость скольжения [м/с] 1.9
Контактные напряжения [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 291
допускаемые 295
при расчете на прочностьрасчетные 432
допускаемые 600
Изгибные напряжения в зубьях колеса [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 31
допускаемые 46
при расчете на прочность расчетные 69
допускаемые 120
Прогиб червяка [мм] расчетный 0.017
допускаемый 0.025
2.2.5 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
|
|
Эксплуатационные параметры |
||||
|
1 |
Ресурс передачи |
час |
8000 |
|
|
2 |
Частота вращения вала червячн. колеса |
об/мин |
||
|
3 |
Вращающий момент на червячном колесе |
Нм |
523 |
|
|
4 |
Передача |
_ |
Нереверсивная |
|
|
5 |
Режим нагружения |
_ |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
|
|
Технологические и конструктивные параметры |
||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
|
|
7 |
Твердость поверхности витков червяка |
_ |
56.63HRC |
|
|
8 |
Материал венца червячного колеса |
_ |
Оловянная бронза О10Ф1 |
|
|
9 |
Способ отливки |
_ |
Отливка в кокиль |
|
|
10 |
Передаточное число передачи |
- |
44,0 |
|
|
11 |
Межосевое расстояние |
- |
Произвольное |
|
|
12 |
Прогиб червяка допускаемый (относит.) |
- |
0,005 модуля |
2.2.6 Результаты расчета при
Проектный расчет червячной передачи
Частота вращения вала колеса [об. /мин] 20.1
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на валу колеса [Нм] 523.0
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Твердость поверхности витков червяка [HRCэ] 56.63
Степень точности 8
Материал венца червячного колеса бронза Бр О10Ф1
отливка в кокиль
Число заходов червяка 1
Число зубьев червячного колеса 44.00
Передаточное число 44.00
Модуль осевой [мм] 4.00
Межосевое расстояние [мм] 112.00
Коэффициент полезного действия 0.69
Коэффициент смещения червяка 0.000
Коэффициент диаметра червяка 12.00
Диаметр червяка [мм] делительный 48.00
вершин 56.00
впадин 38.40
Длина нарезанной части червяка [мм] 80
Диаметр колеса [мм] делительный 176.00
вершин 184.00
наибольший 192.00
Ширина зубчатого венца колеса [мм] 42.00
Условный объем венца колеса [куб. см] 434
Cилы в зацеплении [Н] окружная червяка 718
окружная колеса 5943
радиальная 2163
Окружная скорость червяка [м/с] 2.2
Скорость скольжения [м/с] 2.2
Контактные напряжения [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 282
допускаемые 297
при расчете на прочность расчетные 418
допускаемые 600
Изгибные напряжения в зубьях колеса [МПа]
при расчете на выносливость расчетные 35
допускаемые 48
при расчете на прочность расчетные 77
допускаемые 120
Прогиб червяка [мм] расчетный 0.009
допускаемый 0.020
2.3 Зубчатая передача
2.3.1 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
||
|
Эксплуатационные параметры |
|||||
|
1 |
Требуемый ресурс |
Час |
8000 |
||
|
2 |
Частота вращения быстроходного вала передачи |
об/ мин |
24 |
||
|
3 |
Номинальный вращающий момент на быстроходном валу |
Нм |
220 |
||
|
4 |
Передача |
- |
Нереверс. |
||
|
5 |
Режим нагружения |
- |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
||
|
Технологические параметры |
|||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
||
|
7 |
Шестерня |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
8 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
9 |
Твердость пов. зуб. |
- |
280HB |
||
|
10 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
11 |
Колесо |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
12 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
13 |
Твердость пов. зуб. |
- |
250HB |
||
|
14 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
Конструктивные параметры |
|||||
|
15 |
Схема передачи |
- |
3 |
||
|
16 |
Передаточное число |
- |
3,00 |
||
|
17 |
Относит. ширина венца bd |
- |
0,80 |
||
|
18 |
Ряд модулей |
- |
1 |
||
|
19 |
Угол наклона зубьев |
град |
35 |
2.3.2 Результаты расчета при
Проектный расчет цилиндрической передачи
Частота вращения б. ход. вала [об. /мин] 24.0
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на б. ход. валу [Нм] 220.0
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Шестерня прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 280
Колесо прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 250
Схема передачи 3
Степень точности 8
Модуль [мм] 2.000
Межосевое расстояние [мм] 133.000
Число зубьев шестерни 27
колеса 82
Передаточное число 3.04
Угол наклона зубьев [град. мин. сек.] 34 5737
Коэффициент смещения шестерни 0.000
колеса 0.000
суммарный 0.000
Ширина зубчатого венца [мм] шестерни 56.0
колеса 52.0
Относительная ширина зубчатого венца в долях d1 0.789
Коэффициент перекрытия торцового 1.29
осевого 4.74
суммарный 6.04
Cилы в зацеплении [Н] окружная 6678
радиальная 2966
осевая 4669
Диаметр шестерни [мм] делительный 65.890
вершин 69.89
впадин 60.89
Диаметр колеса [мм] делительный 200.110
вершин 204.11
впадин 195.11
Условный объем колес [куб. см] 1336
Окружная скорость [м/с] 0.08
Напряжения [МПа]
при расчете на контактную выносливость расчетные 609
допускаемые 617
прочность расчетные 903
допускаемые 1540
при расчете на изгибную выносливость шестерня расчетные 168
допускаемые 267
колесо расчетные 159
допускаемые 262
прочность шестерня расчетные 369
допускаемые 1040
колесо расчетные 351
допускаемые 929
Коэф-ты нагрузки Kh 1.13
Kf 1.29
долговечн. Zn 1.20 1.38
Yn 1.00 1.10
2.3.3 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
||
|
Эксплуатационные параметры |
|||||
|
1 |
Требуемый ресурс |
Час |
8000 |
||
|
2 |
Частота вращения быстроходного вала передачи |
об/ мин |
27,6 |
||
|
3 |
Номинальный вращающий момент на быстроходном валу |
Нм |
190 |
||
|
4 |
Передача |
- |
Нереверс. |
||
|
5 |
Режим нагружения |
- |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
||
|
Технологические параметры |
|||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
||
|
7 |
Шестерня |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
8 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
9 |
Твердость пов. зуб. |
- |
280HB |
||
|
10 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
11 |
Колесо |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
12 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
13 |
Твердость пов. зуб. |
- |
250HB |
||
|
14 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
Конструктивные параметры |
|||||
|
15 |
Схема передачи |
- |
3 |
||
|
16 |
Передаточное число |
- |
3,47 |
||
|
17 |
Относит. ширина венца bd |
- |
0,80 |
||
|
18 |
Ряд модулей |
- |
1 |
||
|
19 |
Угол наклона зубьев |
град |
35 |
2.3.4 Результаты расчета при
Проектный расчет цилиндрической передачи
Частота вращения б. ход. вала [об. /мин] 27.6
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на б. ход. валу [Нм] 190.0
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Шестерня прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 280
Колесо прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 250
Схема передачи 3
Степень точности 8
Модуль [мм] 2.000
Межосевое расстояние [мм] 142.000
Число зубьев шестерни 26
колеса 90
Передаточное число 3.46
Угол наклона зубьев [град. мин. сек.] 351327
Коэффициент смещения шестерни 0.000
колеса 0.000
суммарный 0.000
Ширина зубчатого венца [мм] шестерни 54.0
колеса 50.0
Относительная ширина зубчатого венца в долях d1 0.785
Коэффициент перекрытия торцового 1.29
осевого 4.59
суммарный 5.88
Cилы в зацеплении [Н] окружная 5970
радиальная 2660
осевая 4215
Диаметр шестерни [мм] делительный 63.655
вершин 67.66
впадин 58.66
Диаметр колеса [мм] делительный 220.345
вершин 224.34
впадин 215.34
Условный объем колес [куб. см] 1506
Окружная скорость [м/с] 0.09
Напряжения [МПа]
при расчете на контактную выносливость расчетные 588
допускаемые 603
прочность расчетные 872
допускаемые 1540
при расчете на изгибную выносливость шестерня расчетные 157
допускаемые 267
колесо расчетные 149
допускаемые 262
прочность шестерня расчетные 345
допускаемые 1040
колесо расчетные 327
допускаемые 929
Коэф-ты нагрузки Kh 1.13
Kf 1.29
долговечн. Zn1.17 1.37
Yn 1.00 1.10
2.3.5 Условия расчета при
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Размер-ность |
Значение |
||
|
Эксплуатационные параметры |
|||||
|
1 |
Требуемый ресурс |
Час |
8000 |
||
|
2 |
Частота вращения быстроходного вала передачи |
об/ мин |
20,1 |
||
|
3 |
Номинальный вращающий момент на быстроходном валу |
Нм |
261,5 |
||
|
4 |
Передача |
- |
Нереверс. |
||
|
5 |
Режим нагружения |
- |
Типовая циклограмма нагружения №7 |
||
|
Технологические параметры |
|||||
|
6 |
Степень точности |
- |
8 |
||
|
7 |
Шестерня |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
8 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
9 |
Твердость пов. зуб. |
- |
280HB |
||
|
10 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
11 |
Колесо |
Термообработка |
- |
Улучшение |
|
|
12 |
Материал |
- |
Сталь 40Х |
||
|
13 |
Твердость пов. зуб. |
- |
250HB |
||
|
14 |
Заготовка |
- |
Прокат |
||
|
Конструктивные параметры |
|||||
|
15 |
Схема передачи |
- |
3 |
||
|
16 |
Передаточное число |
- |
2,52 |
||
|
17 |
Межосевое расстояние |
мм |
140 |
||
|
18 |
Ряд модулей |
- |
1 |
||
|
19 |
Угол наклона зубьев |
град |
35 |
2.3.6 Результаты расчета при
Проектный расчет цилиндрической передачи
Частота вращения б. ход. вала [об. /мин] 20.1
Ресурс передачи [ч] 8000
Вращающий момент на б. ход. валу [Нм] 261.5
Передача нереверсивная
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Шестерня прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 280
Колесо прокат сталь 40Х
ТО улучшение
Твердость [HB] 250
Схема передачи 3
Степень точности 8
Модуль [мм] 2.000
Межосевое расстояние [мм] 143.500
Число зубьев шестерни 34
колеса 84
Передаточное число 2.47
Угол наклона зубьев [град. мин. сек.] 34 4104
Коэффициент смещения шестерни 0.000
колеса 0.000
суммарный 0.000
Ширина зубчатого венца [мм] шестерни 44.0
колеса 40.0
Относительная ширина зубчатого венца в долях d1 0.484
Коэффициент перекрытия торцового 1.31
осевого 3.62
суммарный 4.94
Cилы в зацеплении [Н] окружная 6324
радиальная 2799
осевая 4377
Диаметр шестерни [мм] делительный 82.695
вершин 86.69
впадин 77.69
Диаметр колеса [мм] делительный 204.305
вершин 208.31
впадин 199.31
Условный объем колес [куб. см] 1154
Окружная скорость [м/с] 0.09
Напряжения [МПа]
при расчете на контактную выносливость расчетные 611
допускаемые 635
прочность расчетные 906
допускаемые 1540
при расчете на изгибную выносливость шестерня расчетные 198
допускаемые 267
колесо расчетные 191
допускаемые 261
прочность шестерня расчетные 435
допускаемые 1040
колесо расчетные 420
допускаемые 929
Коэф-ты нагрузки Kh 1.11
Kf 1.28
долговечн. Zn 1.23 1.37
Yn 1.00 1.09
Для 2-ой ступени редуктора необходимо произвести проверку наличия зазора в передаче между колесом быстроходного вала и тихоходного:
Для стали 40Х МПа
мм
Диаметр вала IIIпринимаем: мм
При и:
мм
Из расчета цилиндрической передачи ( - делительный диаметр шестерни, - делительный диаметр колеса):
мм - межосевое расстояние между вторым и третьим валами больше минимально допустимого.
При и:
мм
Из расчета цилиндрической передачи ( - делительный диаметр шестерни, - делительный диаметр колеса):
мм - межосевое расстояние между вторым и третьим валами больше минимально допустимого.
При и:
мм
Из расчета цилиндрической передачи ( - делительный диаметр шестерни, - делительный диаметр колеса):
мм - межосевое расстояние между вторым и третьим валами соответствует минимально допустимому.
2.4 Выбор варианта конструкции редуктора
На рис.2 представлены 3 варианта конструкции редуктора: при и; и; и соответственно. Из них следует выбрать конструкцию с наименьшими габаритами. Зазоры между червяком и шестернями во всех вариантах принимаются равными 5мм.
Рис.2
Вариант конструкции редуктора с иимеет меньшие габариты, поэтому дальнейшая реализация проекта будет по этому варианту конструкции.
3. Силовая схема редуктора
Силовая схема редуктора приведена на рис.3
Рис. 3
Н
Н
Н; Н; Н
Н
Н
Н
4. Проектирование валов
4.1 Проектный расчет валов
Минимальный диаметр i-го вала:
, где
- момент на валу;
- допускаемое касательное напряжение (для промежуточного вала МПа, для входного и выходного МПа).
Проектирование промежуточного вала редуктора
мм
По таблице нормальных линейных размеров выбран ближайший больший диаметр с учетом наличия подходящих подшипников 50мм. На рис.4 изображен чертеж вала.
Рис. 4
Схема приложения сил и реакций к промежуточному валу приведена на на рис. 5.
Рис. 5
Сумма моментов относительно подшипников равна нулю:
Из проектного расчета вала имеется:
мм; мм; мм; мм
Н
Н
Н
Н
Проверка:
Полные реакции в подшипниках:
Н
Н
Эпюры изображены на рис.6.
Рис. 6
Проектирование выходного вала редуктора
мм
По таблице нормальных линейных размеров выбран ближайший больший диаметр 75мм. На рис.7 изображен чертеж вала.
Рис. 7
Схема приложения сил и реакций к выходному валу приведена на на рис. 8.
Рис. 8
Сумма моментов относительно подшипников равна нулю:
Из проектного расчета вала имеется:
мм; мм; мм; мм
Н
Н
Н
Н
Проверка:
Полные реакции в подшипниках:
Н
Н
Эпюры изображены на рис.9.
Рис. 9
Проектирование входного вала редуктора
мм
По таблице нормальных линейных размеров из конструкторских соображений выбран диаметр 30мм. На рис. 10 изображен чертеж вала.
Рис. 10
Схема приложения сил и реакций к входному валу приведена на на рис. 11.
Рис. 11
Сумма моментов относительно подшипников равна нулю:
Из проектного расчета вала имеется:
мм; мм; мм
Н
Н
Н
Н
Проверка:
Полные реакции в подшипниках:
Н
Н
Эпюры изображены на рис.12.
Рис. 12
4.2 Проверочный расчет промежуточного вала
Из эпюр следует опасное сечение промежуточного вала - место посадки червячного колеса (рис.13).
Рис.13
Проверочный расчет на выносливость:
, где
, где
; ;
, где
Материал вала - сталь 40.
Пределы прочности: МПа; МПа.
Пределы выносливости: МПа; МПа.
Коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла: ; .
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для шлицевого участка приМПа: ; .
Для углеродистой стали с концентраторами напряжений: при d = 52мм.
После чистовой обработки .
мм3
мм3
МПа
МПа
- выносливость обеспечена
5. Проверочный расчет шпоночных соединений
В выходном валу используются 2 шпонки 22Ч14Ч45 ГОСТ23360-78 для крепления зубчатых колеси шпонка 22Ч14Ч56 ГОСТ23360-78 для крепления полумуфты. Во входном валу используется шпонка 6Ч6Ч25 ГОСТ23360-78 для крепления тихоходного шкива ременной передачи. Шпоночное соединение изображено на рис.14.
Рис. 14
Напряжение смятия:
Для 22Ч14Ч45 (2 шпонки):
МПа
Для 22Ч14Ч56:
МПа
Для 6Ч6Ч25:
МПа
Результаты расчета шпоночных соединений занесены в табл.3.
Табл. 3
|
T, Нм |
d, мм |
bЧhЧl, мм |
, МПа |
, МПа |
|
|
625 |
78 |
22Ч14Ч45 |
100 |
150 |
|
|
1250 |
75 |
22Ч14Ч56 |
140 |
150 |
|
|
16,3 |
20 |
6Ч6Ч25 |
28 |
150 |
Прочность шпоночных соединений на смятие обеспечена.
6. Проектирование подшипниковых узлов
6.1 Реакции в опорах
Схема приложения сил к подшипникам изображена на рис.15: входной, промежуточный и выходной валы соответственно.
Рис. 15
Значения реакций и осевых сил получены из расчета валов:
Входной вал: Н; Н; Н.
Промежуточный вал: Н; Н; Н.
Выходной вал: Н; Н.
6.2 Выбор типов подшипников
В опорах быстроходного вала применены конические подшипники средней широкой серии 7606А ГОСТ 27365-87 для противостояния радиальным и осевым нагрузкам и шариковый подшипник средней серии 304 ГОСТ 8338-75. В опорах промежуточного вала применены конические подшипники средней серии 7310А ГОСТ 27365-87 для противостояния радиальным и осевым нагрузкам. В опорах тихоходного вала применены цилиндрические подшипники легкой серии 2215 ГОСТ 8328-75 для обеспечения "плавания" вала.
6.3 Расчет подшипников
6.3.1 Условия расчета
Условия приведены в табл.4.
Табл. 4
|
Частота вращения, об/мин |
Силы, Н |
||
|
Входной вал |
884 |
Н; Н; Н |
|
|
Промежуточный вал |
24 |
Н; Н; Н |
|
|
Выходной вал |
8 |
Н; Н |
6.3.2 Результаты расчета
Проверочный расчет подшипников (входной вал)
Требуемый ресурс [ч] 8000
Коэффициент безопасности 1.30
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Опоры вала: фиксирующая в двух осевых направлениях и плавающая
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
Частота вращения вала [об. /мин.] 884.0
Внешняя осевая сила [Н] 5943
Опора 1 препятствует перемещению вала под действием внешн. осевой силы
Опора 1 2
Подшипник 7606 304
Радиальная реакция, Н 1107 1969
Максимальная осевая реакция, Н 13075 0
Статическая грузоподъемность, Н 102000 7800
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 29500 4332
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 2430 5170
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.532 0.816
Проверочный расчет подшипников (промежуточный вал)
Требуемый ресурс [ч] 8000
Коэффициент безопасности 1.30
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Опоры вала: две фиксирующие в одном осевом направлении / враспор / относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
Частота вращения вала [об. /мин.] 24.0
Внешняя осевая сила [Н] 718
Опора 1 препятствует перемещению вала под действием внешн. осевой силы
Опора 2 1
Подшипник 7310 7310
Радиальная реакция, Н 9168 9611
Максимальная осевая реакция, Н 5200 6780
Статическая грузоподъемность, Н 75500 75500
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 20170 21144
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 100000
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.999 0.999
Проверочный расчет подшипников (выходной вал)
Требуемый ресурс [ч] 8000
Коэффициент безопасности 1.30
Режим нагружения типовая циклограмма нагружения N 7
Коэфф. перегр. 2.20
Опоры вала: плавающие
относительно нагрузки вращается внутреннее кольцо подшипника
Частота вращения вала [об. /мин.] 8.0
Внешняя осевая сила [Н] 0
Опора 1 2
Подшипник 2215 2215
Радиальная реакция, Н 6547 10124
Максимальная осевая реакция, Н 0 0
Статическая грузоподъемность, Н 63000 63000
Эквивалентная статическая нагрузка, Н 14403 22273
Ресурс при вероятности безотказной работы 0.9, ч 100000 100000
Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе 0.999 0.999
Исходя из расчета следует, что подшипники 7606 на входном валу следует заменять через каждые 2000 часов работы, а подшипник 304 - через 5000 часов работы. Допускается использование подшипников 27606 с углом контакта 20°, чтобы заменять все подшипники входного вала через 5000 часов.
7. Проверочный расчет муфты
Необходимо выбрать муфту и проверить ее элементы на прочность.
Выбран наиболее распространенный вид жестких муфт - зубчатая муфта. Чертеж изображен на рис.16.
Момент на выходном валу 1250Нм, диаметр выходного вала 75мм.
Выберем муфту, учитывая условие:
, где
- расчетный момент на валу;
- допускаемый момент на валу.
Рис. 16
Технические характеристики муфты приведены в табл.5
Табл. 5
|
Обозначение |
Величина |
||
|
Допускаемый вращающий момент, Нм |
[T] |
5000 |
|
|
Диаметр вала под муфту, мм |
75 |
||
|
Наибольший диаметр, мм |
D |
230 |
|
|
Длина полумуфты, мм |
65 |
||
|
Модуль зуба, мм |
5 |
||
|
Ширина зуба, мм |
24 |
||
|
Количество зубьев |
26 |
||
|
Диаметр центров болтов, мм |
202 |
Проверим работоспособность зубьев муфты на смятие:
, где
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки;
- рабочая высота зуба.
мм
мм
Н/ммН/мм - работоспособность зубьев на смятие проверена
8. Система смазывания
Смазывание зубчатых колес и подшипников качения уменьшает потери на трение и увеличивает срок службы изделия. Снижение потерь на трение обеспечивает повышение КПД редуктора.
Для зубчатых колес назначается картерное смазывание, так как окружная скорость не превышает 12м/с. Смазывание производится путем окунания колес в масло, заливаемое в корпус редуктора, и разбрызгиванием из общей масляной ванны.
Выбираем для смазывания зубчатых передач индустриальное масло И-30А по ГОСТ 20799-75.
Минимальный объем масла:
л
Требуемый объем масла:
л
9. Тепловой расчет редуктора
Необходимо определить рабочую температуру редуктора.
Условие работы редуктора без перегрева:
, где
- перепад температур между маслом и окружающей средой;
- допускаемый перепад температур между маслом и окружающей средой.
Из уравнения теплового баланса:
, где
- мощность на червяке;
- КПД редуктора;
- коэффициент теплоотдачи;
- площадь редуктора.
Площадь поверхности редуктора:
, где
- коэффициент, учитывающий ребрение редуктора.
м2
Рабочая температура редуктора:
Так как перепад температур больше допускаемого, необходимо оснастить редуктор ребрами для дополнительного отвода теплоты.
Литература
1. Макаров Ю.Н. Руководящие материалы по курсовому проектированию. Учебное пособие - Ленинград, 1985.
2. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для студентов высших технических учебных заведений - М.: Высшая школа, 1991.
3. Ашейчик А.А. Детали машин и основы конструирования. Справочные материалы по проектированию - СПб, Издательство Политехнического университета, 2014.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Компоновка двухступенчатого цилиндрического редуктора, выполненного по развернутой схеме, на основе расчета зубчатой передачи. Компоновка двухступенчатого соосного, конического и червячного редуктора. Рекомендации по проектированию корпуса редуктора.
методичка [23,6 K], добавлен 07.02.2012Порядок проектирования червячно-цилиндрического редуктора, выбор электродвигателя. Выбор материала зубчатых колёс и определение допускаемых контактных и изгибающих напряжений. Проектный расчёт быстроходной ступени, подбор шпонок и подшипников.
курсовая работа [482,6 K], добавлен 05.02.2010Методы проектирования двухступенчатого цилиндрического редуктора по соосной горизонтальной схеме. Определение основных кинематических и энергетических параметров редуктора. Выбор электродвигателя. Определение сил в зацеплении. Конструирование корпуса.
курсовая работа [727,9 K], добавлен 17.06.2011Крутящие моменты на валах привода. Выбор материала и термообработки зубчатых колес. Проектировочный расчет тихоходной ступени. Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности. Подбор подшипников для промежуточного и быстроходного вала.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.10.2015Разработка привода ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи и двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора. Кинематический и силовой расчет привода. Форма и размеры деталей редуктора и плиты привода.
курсовая работа [589,1 K], добавлен 18.12.2010Определение потребляемой мощности привода, угловой скорости выходного вала, частоты вращения вала колеса промежуточной ступени двухступенчатого редуктора. Коэффициент регулировки натяжения цепи. Механические характеристики материалов зубчатой передачи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 01.12.2010Технические характеристики и составные части привода, расчет асинхронного электродвигателя, цепной передачи, двухступенчатого цилиндрического редуктора, муфты, приводного вала. Выбор наилучших параметров схемы и разработка конструкторской документации.
курсовая работа [283,7 K], добавлен 15.08.2011Разработка привода ленточного транспортёра, предназначенного для перемещения отходов производства (древесная щепа). Выбор электродвигателя по требуемой мощности и частоте вращения. Выбор муфт и подшипников. Расчет валов, сборка редуктора и монтаж привода.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.12.2009Определение вращающих моментов на валах привода двухступенчатого цилиндрического редуктора, передаточных чисел ступеней редуктора. Расчет тихоходной и быстроходной цилиндрических передач. Определение реакций в опорах валов и изгибающих моментов.
курсовая работа [369,8 K], добавлен 14.02.2013Проектирование привода к цепному конвейеру: выбор электродвигателя и кинематические вычисления, расчет червячной и цилиндрической передачи редуктора. Конструирование валов, эскизная компоновка редуктора. Определение нагрузок, действующих на валы.
курсовая работа [347,3 K], добавлен 12.06.2011Изучение конструкции цилиндрического двухступенчатого редуктора, измерение габаритных и присоединительных размеров. Определение параметров зубчатого зацепления. Расчет допускаемой нагрузки из условия обеспечения контактной выносливости зубчатой передачи.
лабораторная работа [500,9 K], добавлен 21.04.2011Методика расчета требуемой мощности и выбора электродвигателя. Коэффициент полезного действия. Передаточное число редуктора. Кинематический расчет привода. Выбор материала для зубчатых колес. Расчет быстроходного вала. Параметры шпоночного соединения.
курсовая работа [6,9 M], добавлен 02.05.2012Основное назначение привода грузоподъемной машины, анализ конструктивных составляющих: муфта, редуктор. Этапы расчета рабочего органа машины. Способы определения допускаемых контактных напряжений. Особенности разработки эскизного проекта редуктора.
дипломная работа [635,8 K], добавлен 14.12.2012Кинематическая схема и расчет двухступенчатого привода. Выбор двигателя, материала червячной и зубчатых передач. Вычисление параметров валов и подшипников качения, подбор призматических шпонок. Конструирование корпуса редуктора, его узлов и деталей.
курсовая работа [1007,3 K], добавлен 13.03.2013Разработка привода ленточного транспортёра, предназначенного для перемещения песка и щебня в карьере. Состав привода: электродвигатель, открытая клиноремённая передача цилиндрического одноступенчатого редуктора и соединительная муфта. Срок службы привода.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 06.12.2009Проектирование привода транспортера с разработкой конструкции шевронного одноступенчатого редуктора и открытой цепной передачи, служащих для передачи вращающего момента с вала электродвигателя на рабочий вал транспортера. Проверочный расчет валов, шпонок.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 27.11.2014Назначение и область применения коническо-цилиндрического редуктора. Автоматизированное проектирование зубчатых передач при помощи программного комплекса КОМПАС. Математическое описание и формирование алгоритма многокритериальной оптимизации редуктора.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 23.10.2012Проектирование привода скребкового транспортера с разработкой конструкции конического одноступенчатого редуктора и открытой ременной передачи. Выбор и проверка электродвигателя. Расчет валов и компоновка редуктора. Конструирование подшипниковых узлов.
курсовая работа [327,0 K], добавлен 24.03.2014Выбор электродвигателя и кинематический расчет передач и валов двухступенчатого, цилиндрического, косозубого редуктора: компоновка, конструирование зубчатых колес и корпуса агрегата. Выбор и проверочный расчет подшипников, посадок, соединений, муфт.
курсовая работа [380,4 K], добавлен 28.12.2008Кинематический расчет цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора. Определение нормального модуля. Предварительный расчет валов. Первый этап компоновки редуктора. Конструктивные размеры шестерни и колеса. Проверка прочности шпоночных соединений.
курсовая работа [549,7 K], добавлен 23.10.2011
