Разработка привода конвейера с одноступенчатым коническим редуктором с прямыми зубьями
Определение допускаемых контактных напряжений при расчете на сопротивление усталости. Скорость в зацеплении на среднем диаметре, расчет ременной передачи. Расчет внешнего делительного диаметра шестерни. Вычисление коэффициента тангенциального смещения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.05.2019 |
| Размер файла | 633,3 K |
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/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский государственный технологический университет
«СТАНКИН»
(ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН»)
Институт Машиностроения и инжиниринга
Кафедра станков
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по дисциплине
«Основы конструирования машин»
Разработка привода конвейера с одноступенчатым коническим редуктором с прямыми зубьями
Кинематическая схема
Исходные данные:
1. Синхронная частота электродвигателя nc = 1500 мин-1
2. Частота вращения ведущего вала конвейера nвед= 670 мин-1
3. Крутящий момент на ведущем валу конвейера Tвед = 58 Н*м
4. Тип передачи (или муфты) на входе: Плоскоременная
5. Тип передачи (или муфты) на выходе: Муфта Компенсирующая
6. Срок службы редуктора: tч= 10*103 час
7. Дополнительные условия:
8. Расположение ременной передачи - вертикальное.
9. Расположение осей валов редуктора - в горизонтальной плоскости.
Вопросы, подлежащие разработке:
1. Кинематический расчет привода.
2. Проектировочные расчеты.
3. Эскизный вариант.
4. Технический вариант.
5. Проверочные расчеты.
6. Оформление рабочей документации.
Содержание графической части:
Лист 1. Сборочный чертеж. Развертка.
Лист 2. Сборочный чертеж. Свертка.
Лист 3. Рабочие чертежи 4-х деталей.
Лист 4. Рабочий чертеж корпуса редуктора.
Предэскизные расчеты
Выбор материала
Для изготовления колеса и шестерни конической передачи выбираем сталь 40ХН, термообработка объемная закалка со средним или низким отпуском до твердости 40…50 HRC.
Расчет будем вести по среднему значению твердости 45 HRC.
Допускаемые контактные напряжения при расчете на сопротивление усталости
Суммарные и эквивалентные числа циклов
N1=60n3n1Lh=601143010103=85.8107,
где n3 = 1 - число зацеплений шестерни за 1 оборот.
N2 = N1 / U = 85.8107 / 1.9 = 45.15107 .
При постоянной нагрузке суммарные и эквивалентные числа циклов равны: NHE1=N1; NHE2=N2 .
Базовые числа циклов по табл. П.17 при закалке ТВЧ, Н 56 HRC
NНО1 = NНО2 = 11.5107.
Коэффициенты долговечности при NHЕ NНО ,
при NHЕ > NHО KHL = 1 .
В данном случае NHЕ1 >NНО1 и NHЕ2 > NНО2 , тогда KHL = 1.
Пределы контактной выносливости (табл. П.15)
Н limв1 = 17 HRC1 + 200 = 965 МПа; Н limв2 = 17 HRC2 + 200 = 965 МПа
Коэффициенты запаса (табл. П.15) для шестерни SН1 = 1,1, для колеса
SН2 =1,1.
Допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса
[]H1= HP1= = 877 МПа;
[]H2 = HP2 = = 877 МПа,
где принято ZR= 1 и ZV = 1 ([1], стр. 68).
Для прямозубых колес (цилиндрических и конических) за расчетное принимается меньшее из полученных значений, []H = 877 МПа.
Допускаемое напряжение при расчете на сопротивление усталости при изгибе
Пределы выносливости при изгибе (табл. П.16), для стали 40ХН при объемной закалке
F limв1 = F limв2 = 500…550 МПа.
Суммарные и эквивалентные числа циклов при постоянной нагрузке:
NFE1 = N1 = 85.8107; NFE2 = N2 = 45.15c 107.
Базовые числа циклов для стали: NFО1 = NFO2 = NFO = 4106 .
Коэффициент запаса при изгибе (табл. П.16) SF1 = SF2 = 1.7 .
Коэффициенты долговечности при NFЕ NFО , при
NFЕ > NFОKHL=1, где mF= 6 (при Н < 350 HB) и mF= 9 (при Н > 350 HB).
В данном случае NFE1 > NFO и NFE2 > NFO, следовательно, KFL1 = KFL2 = 1.
Допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса:
[]F1 = FP1 = =294 МПа;
[]F2= FP2= []F1=294 МПа. В данном случае KFC=Yd=YR=Yg=YZ =1 ([1], стр.65).
Проектировочный расчет
Расчет внешнего делительного диаметра шестерни исходя из контактной выносливости
=49 мм,
где Kd - вспомогательный коэффициент (табл. П.32), для прямозубой конической передачи Kd= 955 (МПа)1/3;
Kbe = b/Re - коэффициент, учитывающий ширину венца, Kbe= 0.25…0.3 ([1], стр.80), предварительно для прямозубой передачи принимаем Kbe= 0.294;
KH - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (табл. П.34), при Н1,2 > 350, роликовых опорах и относительной ширине эквивалентного колеса, равной KbeU/(2 - Kbe) = 0.3 имеем KH= 1.15;
H - поправочный коэффициент (табл. П.33), для прямозубой передачи H = 0.85.
Расчетный модуль внешнего сечения по условию контактной выносливости (mte)H = de1 / Z1 = 2.45 мм.
Расчет модуля в среднем сечении по зубу шестерни исходя из изгибной выносливости
= 2.2 мм,
где Km - вспомогательный коэффициент (табл. П.32), для прямозубых конических передач Km = 13.92 (МПа)1/3;
KF - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине, по табл. П.34 при Н1,2 > 350, роликовых опорах и относительной ширине, равной 0.32 имеем KF= 1.23;
F - поправочный коэффициент (табл. П.33), для прямозубой передачи F=0.85;
bd - коэффициент ширины зубчатого венца,
;
YF1 - коэффициент формы зуба шестерни, зависящий от эквивалентного числа зубьев и коэффициента смещения (табл. П.25).
Находим эквивалентное число зубьев шестерни ZV1 = Z1 /cos 1 = 23.4, при угле делительного конуса шестерни равным 1 = arctg (1/U) = 26.5651° (26° 33? 54??); сопротивление напряжение диаметр шестерня
x1 = xn1 + 1,37 x1 - коэффициент смещения,
где - коэффициент тангенциального смещения;
коэффициент радиального смещения,
для прямозубых передач U = 2, cosm = 1, а = 0, b = 2 (табл. П.31);
в результате
x1 = 0, xn1 = 0,235 x1=0,235 .
При ZV1 = 23 и x1 = 0,327 имеем YF1 = 3,275.
Расчетный модуль внешнего сечения по условию изгибной выносливости
(mte)F = (mnm)F/(1 - 0,5 Kbe) = 2.2 / (1-0,5·0,275) = 2.53 мм.
Стандартное значение внешнего модуля выбирают по табл. П.11.
По ГОСТ 9563 mte=3 мм.
Расчет геометрии передачи (табл. П.35)
Осевая форма зубьев І. Линейные размеры рассчитываются с точностью до 0.001 мм, угловые до 1''(рис. 6). Данные геометрического расчета приведены в табл. 3.
Таблица 3
|
Определяемый параметр |
Численное значение |
|
|
Внешнее конусное расстояние |
Re = 0,5mte = 64.41 мм. Величина Re не округляется. |
|
|
Ширина венца |
b = Kbe Re = 17.71275 мм. Принимаем b = 19 мм. Условие b 0,3Re выполнено. |
|
|
Среднее конусное расстояние |
Rm = Re - 0,5 b = 54.91 мм. |
|
|
Угол делительного конуса |
1 = arctg (Z1 / Z2) = 27° 33? 54?? 2 = 90° - 1 = 62° 26? 06?? |
|
|
Внешний делительный диаметр |
de1 = mte Z1 = 60,000 мм. de2 = mte Z2 = 114,000 мм. |
|
|
Средний делительный диаметр |
Уточняем Кbe= b / Re = 19 / 64.41=0,294 dm1 = de1 ( 1 - 0.5 Kbe ) = 51.150 мм. dm2 = de2 ( 1 - 0.5 Kbe ) = 97.18614 мм. |
|
|
Внешняя высота зуба |
he= mte( 2 cos m + 0,2 )= 2,2 mte= 6.6 мм. |
|
|
Внешняя высота головки зуба |
hae1 = ( 1+ xn1 ) mte cos m = 3.705 мм. hae2 = 2 mte cos m - hae1 = 2.295 мм. |
|
|
Внешняя высота ножки зуба |
hfe1 = he - hae1 = 2.895 мм. hfe2 = he - hae2 = 4.305 мм. |
|
|
Окружная толщина зуба по внешней делительной окружности |
Se1=(0,5 + 2xn1tg 20o + x1)mte= 5.222 мм Se2 = mte - Se1= 4.1971 мм. |
|
|
Внешний диаметр вершин зубьев |
dae1 = de1 + 2hae1 cos 1 = 66.580 мм. dae2 = de2 + 2hae2 cos 2 = 116.138 мм. |
|
|
Угол ножки зубьев |
f1 = arctg ( hfe1 / Re ) = 2o 07' 46'' f2 = arctg ( hfe2 / Re ) = 3o 43' 16'' |
|
|
Угол конуса вершин |
а1 = 1 + f2 = 30o 17' 10'' а2 = 2 + f1 = 65o 33' 52'' |
|
|
Угол конуса впадин |
f1 = 1 - f1 = 24o 26' 08'' f2 = 2 - f2 = 59o 42' 50'' |
|
|
Расчетное базовое расстояние (от вершины делительного конуса до основания наружного конуса) |
B1 = Re cos 1 - hae1 sin 1 = 55.495 мм B2 = Re cos 2 - hae2 sin 2 = 27.9453 мм |
Скорость в зацеплении на среднем диаметре
Силы в зацеплении
Окружная сила на среднем диаметре шестерни (колеса)
Радиальная сила на шестерне, осевая на колесе:
Fr1 = Fx2 = Ftm tg cos 1 = 1174 tg 20o cos 27.3354°= 379,58 H.
Осевая сила на шестерне, радиальная на колесе:
Fr2 = Fx1 = Ftm tg sin 1 = 1174 tg 20o sin 27.3354°= 196.21 H.
Расчет ременной передачи
Мощность на ведущем валу Р1 =4,5 кВт. Частота вращения ведущего вала n1=1430 мин-1. Вращающий момент на ведущем валу T1 = 30.05 Н*м. Передаточное число ременной передачи u=1.12. Ременная передача расположена между электродвигателем и редуктором. Работа двухсменная, при постоянной нагрузке. Расположение ременной передачи горизонтальное.
|
Определяемый параметр |
Численное значение |
||
|
Расчетный диаметр ведущего шкива, мм При постоянном режиме нагружения принимаются наименьшие значения. Расчетный диаметр шкива округляется до ближайшего значения по ГОСТ 17383. |
Принимаем dp1=180мм |
||
|
Расчетный диаметр ведомого шкива, мм: где - коэффициент скольжения ремня. Расчетный диаметр округляется до ближайшего стандартного по ГОСТ 17383.Если диаметры шкивов определенны, при кинематическом, расчете привода, то их значения берутся из этого расчета. |
= 199.58 Принимаем dp2=200мм |
||
|
Фактическая частота вращения ведомого вала, мин-1: при |
=1274.13 |
||
|
Передаточное отношение u=n1/n2 |
u=1430/1274.13=1.122 отклонение |
||
|
Скорость ремня м/с: |
|||
|
Межосевое расстояние, мм: Где коэффициент 2-для среднескоростных передач |
)=760мм Принимаем a=1100 |
||
|
Длина ремня, мм: Для бесконечных ремней расчетная длина округляется до стандартного значения |
L= 2?796,69мм |
||
|
Число пробегов ремня, с-1: Если данное условие не выполняется необходимо увеличить межосевое расстояние. |
|||
|
По окончательно выбранной длине ремня подсчитываем межосевое расстояние, мм: Где ; ; |
=2193.4 |
||
|
Угол обхвата малого шкива, град: |
|||
|
Окружная сила, Н: |
=333.33 Н |
||
|
Коэффициент угла обхвата, Сa |
Ca=0.97 |
||
|
Коэффициент. учитывающий влияние центробежных сил, Сv |
Сv=1.0 |
||
|
Коэффициент режима работы, Сp |
Для передачи к ленточному конвейеру при постоянной нагрузке Сp=1 |
||
|
Коэффициент расположения передачи в пространстве, Со |
Для горизонтальной передачи Со=1 |
||
|
При данной скорости выбираем прорезиненный ремень, тяговый элемент ремня Б-800. Толщина ремня должна удовлетворяют условию: Где Дальнейший расчет ведем для двух вариантов |
Ремень без прослоек, толщина д= 3,75мм |
Ремень с прослойками, толщина д= 4,5мм |
|
|
Приведенное полезное напряжение, МПа: где A и W в зависимости от начального напряжения ремня =1.8 МПа |
|||
|
Допускаемое полезное напряжение МПа: |
|||
|
Ширина ремня, мм полученную ширину ремня округляют до большего стандартного значения |
в=50мм |
в=40мм |
|
|
Ширина шкива |
В=63мм |
В=50мм |
|
|
Напряжение от центробежной силы МПа: , |
|||
|
Предварительное натяжение ремня, Н: |
|||
|
Натяжение ветвей, H: Ведущей Ведомой |
Н |
Н |
|
|
Напряжение от силы F1, МПа: |
2.888 МПа |
3,425МПа |
|
|
Напряжение изгиба, МПа: , где E=140 МПа - модуль упругости при изгибе |
|||
|
Максимальное напряжение в ремне, МПа: , не должно превышать предела выносливости, для резинотканевых ремней . |
|||
|
Напряжение растяжения в ремне, МПа: + |
+0,2=3,44 |
+0,2=3,712 |
|
|
Коэффициент, учитывающий работу ремня при u ? 1, |
0,975 |
1,123 |
|
|
Коэффициент Сn при постоянном режиме работы (при переменном режиме работы формула 9.31 [1]) |
1 |
1 |
|
|
Долговечность при , и постоянном режиме работы, час, , где - число пробегов ремня, u - передаточное число |
5379 |
1880 |
|
|
Проверка долговечности ремня, ч: , |
3876 |
1532 |
|
|
Нагрузка на валы передачи, Н: |
674 |
648 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Кинематический и силовой расчеты привода цепного конвейера с одноступенчатым коническим редуктором. Вычисление зубчатой и открытой передач, определение размеров элементов корпуса редуктора. Подбор шпоночных соединений, муфт и посадок сопряженных деталей.
курсовая работа [778,5 K], добавлен 23.10.2011Расчет потребной мощности и выбор электродвигателя. Выбор материала и расчет допускаемых напряжений. Кинематический и силовой расчет привода. Конструктивные размеры шестерни и колеса. Расчет выходного вала на усталостную прочность и шпоночных соединений.
курсовая работа [400,9 K], добавлен 27.02.2015Расчет зубчатой передачи на сопротивление контактной и изгибной усталости. Уточнение коэффициента нагрузки. Определение фактической окружной скорости, диаметров отверстий в ступицах шестерни и колеса, угла наклона зуба, допускаемых напряжений изгиба.
контрольная работа [174,9 K], добавлен 22.04.2015Расчет клиноременной передачи. Ознакомление с результатами проверочного расчета быстроходного вала на сопротивление усталости. Характеристика шпоночных соединений. Исследование процесса смазывания зацеплений, конструирования рамы и сборки редуктора.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 02.12.2021Кинематический и силовой расчет привода. Определение допускаемых напряжений для расчета зубьев на контактную и изгибную выносливость. Проектный расчет зубчатой передачи, подшипников качения, шпоночных соединений. Конструирование деталей редуктора.
курсовая работа [830,3 K], добавлен 05.01.2012Определение передаточных ступеней привода, вращающихся моментов на валах, угловых скоростей, консольных сил, допускаемых напряжений. Выбор твердости, термообработки, материала колес. Расчет клиноременной передачи, энергокинематических параметров привода.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 21.12.2012Выбор материала для изготовления зубчатых колес. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений. Расчет и модуль червячной передачи. Уточненное значение коэффициента диаметра червяка. Расчет и проверка прочности по контактным напряжениям.
курсовая работа [813,3 K], добавлен 14.04.2014Технико-экономическая характеристика и расчет стоимости проекта. Условия эксплуатации и ресурс приводного устройства. Энергетический расчет привода ленточного конвейера. Выбор стандартного редуктора. Расчет вала ведомой звездочки цепной передачи.
курсовая работа [325,9 K], добавлен 18.12.2010Мощность и КПД привода электродвигателя. Проектный и проверочный расчёт зубчатой передачи редуктора. Определение допускаемых напряжений. Расчет контактных напряжений, основных размеров и формы тихоходного вала. Подбор и расчет шпонок и подшипников.
курсовая работа [173,2 K], добавлен 20.12.2012Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014Подбор электродвигателя. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Расчет червячной передачи. Определение допускаемых контактных напряжений. Материалы шестерни и колеса. Эскизное проектирование. Расчет валов на статическую прочность.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 06.08.2013Проектирование привода ленточного конвейера, расчет прямозубой цилиндрической передачи двухступенчатого цилиндрического редуктора. Расчет шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи, быстроходного и тихоходного валов, болтовых соединений.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 08.02.2012Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Определение допускаемых контактных напряжений. Проектный расчет зубьев на прочность. Предварительный расчет валов редуктора. Определение конструктивных размеров шестерни, колеса и корпуса редуктора.
курсовая работа [291,4 K], добавлен 24.07.2011Редуктор, установленный в приводе конвейера. Выбор двигателя и расчет напряжений. Предельные напряжения изгиба для колеса. Расчет прямозубых передач без смещения. Приведенный модуль упругости. Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям.
контрольная работа [11,5 M], добавлен 27.11.2010Кинематический расчет привода. Расчет цилиндрической передачи первой ступени. Определение допускаемых контактных напряжений. Подбор шпонки для соединения зубчатого колеса и промежуточного вала. Выбор манжетных уплотнений и порядок сборки привода.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 02.03.2013Определение частот вращения и вращающих моментов на валах электродвигателя. Выбор материала по заданной термообработке и определение допускаемых напряжений. Расчет всех валов червячного редуктора. Тепловой расчет и выбор смазки червячного редуктора.
курсовая работа [526,3 K], добавлен 23.10.2011Проектирование цилиндрического одноступенчатого редуктора по заданным исходным данным, применяемого в приводах общего назначения. Основные расчетные параметры: зубчатой передачи, ременной передачи и валов. Определение допускаемых контактных напряжений.
курсовая работа [853,8 K], добавлен 07.06.2010Определение передаточных чисел механических передач привода. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. Расчет конической и ременной передачи. Расчет муфты, вала, подшипников и шпоночных соединений. Определение основных размеров плиты привода.
курсовая работа [1014,5 K], добавлен 23.06.2012Кинематический расчет привода ленточного конвейера. Расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи, цепной передачи и выходного вала. Частота вращения барабана. Проектировочный расчет на сопротивление контактной усталости. Диаметры зубчатых колес.
курсовая работа [813,8 K], добавлен 28.05.2015Кинематический и силовой расчет привода ленточного конвейера. Выбор материалов и допускаемых напряжений, конструктивные размеры корпуса редуктора и червячного колеса. Расчет червячной передачи и валов, компоновка редуктора. Тепловой расчет редуктора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.06.2014
