Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 53
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Пояснительная записка
ДМ.30.00 ПЗ
Тема
: «
Привод ленточного конвейера»
Студент:
Руководитель проекта:
Проект защищен с оценкой
Члены комиссии:
Пермь 2008
СОДЕРЖАНИЕ
1. Кинематический расчет привода 1.1. Выбор электродвигателя 1.2. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням 1.3. Определение чисел оборотов валов 1.4. Определение вращающих моментов на валах 2. Проектировочный расчет ременной передачи 2.1. Расчет клиноременной передачи 2.2. Натяжное устройство 3. Проектирование редуктора 3.1. Материалы червяка и колеса 3.2. Допускаемые контактные напряжения 3.3. Допускаемые напряжения изгиба 3.4. Расчет червячной передачи 3.5. Разработка эскизного проекта 3.5.1. Проектировочный расчет валов. 3.5.2.Расстояние между деталями передач 3.5.3. Выбор типа подшипников и схема их установки 3.5.4. Подбор крышек подшипников 3.6. Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов. 3.7. Проверка подшипников на динамическую грузоподъемность 3.8. Выбор и проверка шпонок 3.9. Проверочный расчет валов на усталостную выносливость и статическую прочность при перегрузках 3.10. Проверочный расчет вала-червяка на жесткость 3.11. Тепловой расчет червячной передачи 3.12. Смазывание, смазочные устройства 4. Выбор и проверка муфты Список использованных источников Спецификация 1. Кинематический расчет привода.
1.1. Выбор электродвигателя.
Определим потребляемую мощность: где V=0,18 м/с Принимаем КПД элементов привода: Находим общий КПД привода: Определяем требуемую мощность двигателя: Определяем частоту вращения приводного вала: Определяем требуемую частоту вращения вала двигателя: Выбор двигателя: Выберем двигатель мощностью 1.2. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням.
Определяем общее передаточное число: Находим передаточное число червячного редуктора: 1.3. Определение чисел оборотов валов.
Частота вращения двигателя: Частота вращения быстроходного вала червячного редуктора Частота вращения тихоходного вала червячного редуктора 1.4.
Определение вращающих моментов на валах
Вращающий момент на приводном валу Вращающий момент на тихоходном валу Вращающий момент на тихоходном валу 2. Проектировочный расчет ременной передачи.
2.1. Расчет клиноременной передачи.
Выбор сечения ремня: n=2850 , P= 3 кВт - нормальное сечение ремня А [2,с.86, рис. 5.2] Минимально допустимый диаметр ведущего шкива: Расчетный диаметр ведущего шкива: Диаметр ведомого шкива: Фактическое передаточное число Проверяем отклонение фактического передаточного числа от принятого: Определим ориентировочное межосевое расстояние: h
(
H
)
- высота сечения ремня [2, табл. К31] Определим расчетную длину ремня : Уточнение межосевого расстояния : Угол обхвата ремнем ведущего шкива: Скорость ремня: Частота пробегов ремня: Допускаемая мощность передаваемая одним клиновым ремнем: Количество клиновых ремней: z= Сила предварительного натяжения: Окружная сила: Силы натяжения ведущей и ведомой ветвей: Сила давления ремней на вал: Проверка на прочность: 8,41 3. Проектирование редуктора.
3.1. Материалы червяка и колеса
Материал червяка : марка стали 40Х Так как выбор материала для колеса обусловлен скоростью скольжения, определяем производительную ожидаемую скорость скольжения. По найденной скорости скольжения принимаем материал венца червячного колеса ЛФЖМц66-6-3-2 3.2. Допускаемые контактные напряжения
Определяем допускаемые контактные напряжения. где 3.3. Допускаемые напряжения изгиба
Определяем допускаемое напряжение изгиба для материала. где где где исходное допускаемое напряжение допускаемое напряжение изгиба для материала Предельные допускаемые напряжения 3.4. Расчет червячной передачи
Определяем межосевое расстояние передачи. где принимаем, Принимаем число витков в зависимости от передаточного числа червячного редуктора. при, Определяем число зубьев колеса. Определяем предварительное значение модуля передачи. Из ряда стандартных принимаем Определяем предварительное значение коэффициента диаметра червяка. Находим минимально допускаемое значение коэффициента диаметра червяка из условия жесткости. Определяем коэффициент смещения. Определяем фактическое передаточное число. Определяем отклонение фактического передаточного числа от вычесленного. Определяем геометрические размеры червяка. Делительный диаметр Диаметр окружности вершин. Диаметр окружности впадин. Длина нарезанной части червяка. Находим угол подъема линии витка червяка. Определяем геометрические размеры колеса. Делительный диаметр Диаметр окружности вершин. Диаметр окружности впадин. Наибольший диаметр колеса. Ширина венца при, Проверочный расчет червячной передачи на контактную прочность. Определяем окружную скорость на начальном диаметре червяка. Находим скорость скольжения в зацеплении. Определяем окружную скорость на колесе. По значению окружной скорости на колесе принимаем коэффициент нагрузки k=1 [1,с.39] Определяем расчетное контактное напряжение. где, Так как расчетное контактное напряжение Определяем коэффициент полезного действия червячной передачи. где Находим силы, действующие в зацеплении Окружная на колесе, равная осевой на червяке Осевая на колесе, равная окружной силе на червяке. где Радиальная сила. где, Проверяем зубья колеса по напряжениям изгиба. где k=1 [1,с.39] так как Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки проверка на контактную прочность 3.5. Разработка эскизного проекта.
3.5.1. Проектировочный расчет валов.
Производим предварительный проектировочный расчет валов: Быстроходный вал: где, под подшипник где t=1,5мм [2,табл.7.1] без подшипника где, Тихоходный вал. где где Подбираем муфту к двигателю. По моменту на валу двигателя подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую исходя из условий: Выбираем муфту со следующими параметрами: [2,табл.К21423] Муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21425-93 Т=500 Размеры отверстий: 3.5.2. Расстояние между деталями передач.
Определим зазор между внутренними поверхностями стенок корпуса, и поверхностью колес где L
– расстояние между внешними поверхностями деталей передач Определим расстояние между дном корпуса и поверхностью червяка 3.5.3. Выбор типа подшипников и схема их установки
Выберем следующие подшипники: Быстроходный вал 1. левый подшипник - двойной роликовый конический 1027305А ГОСТ 37365-87 [1,табл.24.17] 2. правый подшипник - шариковый радиальный 305 ГОСТ 8338-75 [1,табл.24.10] Тихоходный вал подшипники роликовые конические однорядные 7211 ГОСТ 27365-87 [2,табл.К29] Схема установки подшипников на рис.1 3.5.4. Подбор крышек подшипника
Определяющим при конструировании крышек является диаметр отверстия в корпусе под подшипник Определим основные размеры и конструкции крышек: Быстроходный вал Правая крышка - с отверстием. Левая крышка - глухая Тихоходный вал 1. Правая крышка - глухая 3.6. Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
Быстроходный вал. Силы, действующие на вал: Расстояния до точек приложения сил: d
1
=41,82 мм Расчет в вертикальной плоскости. а) Определяю опорные реакции подшипников. Проверка: Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м. Расчет в горизонтальной плоскости. а) Определяю опорные реакции подшипников. Проверка: б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м. Определяю крутящий момент на валу. Определяю суммарные реакции опор подшипников. Определяю суммарные изгибающие моменты. Тихоходный вал. Находим силы, действующие на вал: Расстояния до точек приложения сил: d
2
=212 мм Расчет в вертикальной плоскости. а) Определяю опорные реакции подшипников. Проверка: б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м. Расчет в горизонтальной плоскости. а) Определяю опорные реакции подшипников. Проверка: б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м. Определяю крутящий момент на валу. Определяю суммарные реакции опор подшипников. Определяю изгибающие моменты в опасном сечении 3.7.
Проверка подшипников на динамическую грузоподъемность
Расчет подшипников быстроходного вала 1. левый подшипник - двойной роликовый конический 1027305А ГОСТ 37365-87 [1,табл.24.17] Факторы нагрузки е=0,83 Y
=0,72 Базовая грузоподъёмность подшипника: 2. правый подшипник - шариковый радиальный 305 ГОСТ 8338-75 [1,табл.24.10] Базовая грузоподъёмность подшипника: Общая грузоподъёмность двойного подшипника: Осевая сила Радиальные нагрузки подшипников: Осевая составляющая радиальной нагрузки подшипников: Осевая нагрузка подшипников: где Находим расчетный ресурс подшипника. Так как Расчет подшипников тихоходного вала подшипники роликовые конические однорядные 7211 ГОСТ 27365-87 [2,табл.К29] Факторы нагрузки е=0,41 Y
=1,46 Базовая грузоподъёмность подшипника: Осевая сила Радиальные нагрузки подшипников: Осевая составляющая радиальной нагрузки подшипников: Осевая нагрузка подшипников: где Находим расчетный ресурс подшипника. Так как 3.8.
Выбор и проверка шпонок
Условие прочности Допускаемое напряжение смятия для материала шпонки Быстроходный вал: Тихоходный вал: шпонка под колесом 3.9.
Проверочный расчет валов на усталостную выносливость и статическую прочность при перегрузках
Быстроходный вал: опасное сечение под червяком, концентратор напряжения - резьба. Материал червяка : марка стали 40Х [1,табл.10.2] коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: опасное сечение под червяком, концентратор напряжения- резьба. Проверка на усталостную выносливость. где условие усталостной прочности выполняется. Расчет на статическую прочность при перегрузках. общий коэф. запаса прочности: Тихоходный вал: опасное сечение под подшипником, концентратор напряжения- посадка с натягом. Материал вала : марка стали 40Х [1,табл.10.2] коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: опасное сечение под подшипником, концентратор напряжения- посадка с натягом. Проверка на усталостную выносливость. где условие усталостной прочности выполняется. Расчет на статическую прочность при перегрузках. общий коэф. запаса прочности: Условие статической прочности при перегрузках выполняется. 3.10.
Проверочный расчет вала-червяка на жесткость.
Определим стрелу прогиба Вертикальная плоскость: найдем прогиб в точке 2 найдем прогиб в точке 4 найдем угол поворота в точке 1 найдем угол поворота в точке 3 Горизонтальная плоскость: найдем прогиб в точке 2 найдем прогиб в точке 4 найдем угол поворота в точке 1 найдем угол поворота в точке 3 найдем общий прогиб в точке 2: найдем общий прогиб в точке 4: найдем общий угол поворота в точке 1: найдем общий угол поворота в точке 3: условие жесткости выполняется. 3.11. Тепловой расчет червячной передачи.
Определяем мощность на червяке. Находим температуру нагрева масла при стационарном режиме. где так как 3.12. Смазывание, смазочные устройства.
Смазывание зубчатого (червячного) зацепления: 1. Так как скорость скольжения в зацеплении меньше 10 2. Выбор сорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях при И-Т-Д-460 [2,табл.10.29] 3. Определяем уровень масла: при этом минимальный уровень масла Желательно, чтобы уровень масла проходил через центр нижнего тела качения подшипника (шарика или ролика). 4. Контроль уровня масла. В данном редукторе контроль масла ведется с помощью жезловых маслоуказателей. 5. Слив масла Для замены масла предназначено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической и конической резьбой. [2,табл.10.30] 6. Отдушины. 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, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушины в его верхних точках. В данном редукторе установлена ручка-отдушина [2,с.261] 7. Подшипники червячного редуктора будут смазываться за счет разбрызгивания и масленого тумана, возникающего при вращения червяка с колесом. 4. Выбор и проверка муфты
Выбор муфты:
Подбираем муфту к двигателю. По моменту на валу двигателя подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую исходя из условий: Выбираем муфту со следующими параметрами: [2,табл.К21423] Муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21425-93 Т=500 Размеры отверстий: Проверка муфты:
Проверка на смятие: Условие отсутствия смятия выполняется. Проверка на изгиб пальцев муфты: с –зазор между полумуфтами Список использованных источников
1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин - М.: Издательский дом «Академия», 2006.- 496 с.
|