КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Срок службы 6 лет Тип червяка – ZA – архимедов цилиндрический червяк Диаметр барабана D = 200 мм ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ График нагрузки S1 S2 S1 = F ВВЕДЕНИЕ 1.3. Общий коэффициент полезного действия привода. Мощность на первом валу Схема редуктора ДМ 2501.100.000 ПЗ Изм Лист № документа Подпись Дата Разработал Неупокоев Д.А. Привод ленточного конвейера Лит. Лист Листов Проверил Слесарев Е.Н. у 2 44 КГУ группа М-3115 Н. контр. Утв. Расчетные Номера валов I II III Передаточноечисло ступени U=40.724 Мощность Р, кВт 1.293 0.512 0.486 Обороты n, об/мин 700 17.189 17.189 Момент Т, Н×м 17.64 284.461 270.016 max, = Fr1 Назначаем материал вала - сталь 40ХН. Принимаем по таблице 3 [3]: sВ Основные геометрические размеры червячного колеса были нами определены ранее. Для удобства дальнейшего использования выпишем их: Колесо конструируем отдельно от вала. Изготовим червячное колесо составным (рис.4.1.): центр колеса из серого чугуна, зубчатый венец – из бронзы БрА9ЖЗЛ. Соединим зубчатый венец с центром посадкой с натягом. Так как у нас направление вращения постоянное, то на наружной поверхности центра сделаем буртик. Такая форма центра является традиционной. Однако наличие буртика усложнит изготовление и центра, и венца. Боковые крышки корпуса центрируем по переходной посадке и крепим к корпусу болтами. Диаметры болтов принимаем по формуле: D d d z d1 d2 C Dф для правой опоры червяка 52 6 6 4 7 5 8 88 для левой опоры червяка 52 6 8 4 7 5 14 98 для опор вала колеса 80 8 8 4 8 6 8 114 D Da d d1 d2 C Dф t болт d z 52 66 7 7 7 8 98 2 8 4 My Mz Опорные реакции в горизонтальной плоскости: = -184.353 + 1052.506 – 868.153 = 0 Опорные реакции в вертикальной плоскости: Суммарный изгибающий момент в сечении С: Моменты сопротивления сечения вала-червяка (по таблице 4[3]): Напряжения изгиба: по касательным напряжениям: Коэффициент запаса только по нормальным напряжениям изгиба: Коэффициент запаса только по касательным напряжениям кручения: Коэффициент запаса сопротивлению усталости: горизонтальная плоскость вертикальная плоскость Опорные реакции в горизонтальной плоскости: = 996.799 - 1052.506 + 55.707 = 0 Опорные реакции в вертикальной плоскости: Суммарный изгибающий момент в сечении С: Моменты сопротивления сечения вала при наличии шпоночного паза (по таблице 4[3]): Напряжения изгиба: по касательным напряжениям: Коэффициент запаса только по нормальным напряжениям изгиба: Ресурс подшипника: Полные радиальные реакции опор Выбираем Х = 0.4 и Y = 0.86 (по рекомендациям [4]) Рассчитаем приведенную нагрузку первого подшипника P1 = (V×X×Fr 1 + Y×Fa 1 )×Kб ×Kт , где Kб = 1.3 – коэффициент безопасности (по таблице 6.3 [4]); KТ = 1.0 – температурный коэффициент (по таблице 6.4 [4]); Х – коэффициент радиальной нагрузки; V – коэффициент вращения относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника. P1 = (0.4×1×2324.12 + 0.86×65.191)×1.3×1.0 = 1281.426 (H) Ресурс подшипника: m =3.33 – показатель кривой выносливости. Lh тр = 9460.8 ч – требуемая долговечность. Lh 1 > Lh тр , подшипники удовлетворяют поставленным требованиям. 8. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ ВЕНЦА ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА. 8.1. Рассчитаем шпоночное соединение для входного вала с муфтой. Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]: - сечение b´h = 6 ´ 6 мм; - фаска 0.3 мм; - глубина паза вала t1 = 3.5 мм; - глубина паза ступицы t2 = 2.8 мм; - длина l = 32 мм. Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле: При чугунной ступице [s]см = 70…100 МПа. Передаваемый момент Т = 17.64 Н×м. sсм < [s]см , следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20 8.2. Рассчитаем шпоночные соединения для выходного вала. 8.2.1. Соединение вал-колесо. Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]: - сечение b´h = 14 ´ 9 мм; - фаска 0.5 мм; - глубина паза вала t1 = 5.5 мм; - глубина паза ступицы t2 = 3.8 мм; - длина l = 48 мм. Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле: При чугунном центре колеса [s]см = 70…100 МПа. Передаваемый момент Т = 284.461 Н×м. sсм < [s]см , следовательно, допустимо центр червячного колеса изготовить из серого чугуна СЧ20 8.2.2. Соединение вала с муфтой. Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]: - сечение b´h = 10 ´ 8 мм; - фаска 0.4 мм; - глубина паза вала t1 = 5 мм; - глубина паза ступицы t2 = 3.3 мм; - длина l = 50 мм. Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле: При чугунной ступице [s]см = 70…100 МПа. Передаваемый момент Т = 284.461 Н×м. sсм < [s]см , следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20 8.3. Выбор посадки для венца червячного колеса. Мощность, передаваемая червячным колесом Р2 = 0.512 кВт; Частота вращения n2 = 17.189 об/мин; Вращающий момент, передаваемый червячным колесом Т = 284.461 Н×м. Венец выполнен из бронзы БрА9ЖЗЛ отливка в кокиль (sТ = 245 МПа), чугунный центр - из серого чугуна СЧ20 (sпч.р = 118 МПа; n = 0.25) Колесо изображено на рис.4.1. Минимальное контактное давление, которое должно быть создано по поверхностям сопрягаемых деталей для передачи момента Т: Определим величину минимального расчетного натяга: Принимаем для материала охватываемой детали (чугуна) Е1 = 1.3×105 МПа и m = 0.25; для материала венца - Е1 = 1.1×105 МПа и m = 0.33. Вычислим коэффициенты с1 и с2 : Вычислим минимальный табличный натяг с учетом поправок: DТ min = Dmin + u = 306 + 14.4 »320 мкм По таблицам допусков и посадок [6] выбираем посадку в системе отверстия: DТ min = 330 мкм; DТ max = 420 мкм. Проверку прочности соединяемых деталей производим при контактном давлении, соответствующем максимально возможной величине натяга: Для опасных точек внутренней поверхности венца червячного колеса при n = 1.0 получаем: Коэффициент запаса прочности: Такой коэффициент запаса достаточен. Для опасных точек колесного центра: Таким образом, колесный центр имеет весьма большой запас прочности. 9. ВЫБОР СМАЗКИ РЕДУКТОРА И УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ. 9.1. Выбор системы и вида смазки. Скорость скольжения в зацеплении VS = 1.842 м/с. Контактные напряжения sН = 142.58 Н/мм. По таблице 8.2 из [4] выберем масло И-Т-Д-220. Используем картерную систему смазывания. В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы венец червячного колеса был в него погружен на глубину hм : hм max £ 0.25d2 = 0.25×200 = 50 (мм); hм min = 2×m = 2×5 = 10 (мм) При вращении колеса масло будет увлекаться его зубьями, разбрызгиваться, попадать на внутренние стенки корпуса, откуда стекать в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которым покрываются поверхности расположенных внутри корпуса деталей, в том числе и подшипники. Объем масляной ванны V = 0.65×Pпот = 0.65×1.306 = 0.85 л. 9.2. Выбор уплотнений. И для червяка, и для червячного колеса выберем манжетные уплотнения по ГОСТ 8752-79. Установим их рабочей кромкой внутрь корпуса так, чтобы обеспечить к ней хороший доступ масла. 10. ВЫБОР МУФТ. 10.1. Выбор муфты для входного вала. Исходные данные известные из предыдущих расчетов: - вращающий момент на валу Т = 17.64 Н×м; - частота вращения входного вала n = 700 об/мин; - диаметр консольного участка вала d1 = 18 мм; - диаметр консольного участка двигателя d2 = 28 мм. Так как диаметры консольного участка вала (18 мм) и консольного участка двигателя (28 мм) неодинаковы, то муфта, соединяющая их, будет нестандартная. Правую полумуфту выберем по ГОСТ 21424-75 для d = 28 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Левую полумуфту изготовим сами для d = 18 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Длина всей муфты L = 89 мм. Тип муфты – с цилиндрическими отверстиями (рис. 10.1.). 10.2. Выбор муфты для выходного вала. Исходные данные известные из предыдущих расчетов: - вращающий момент на валу Т = 284.461 Н×м; - частота вращения выходного вала n = 17.189 об/мин; - диаметр консольного участка вала d = 36 мм. Для данных параметров наиболее подходящая муфта упругая с торообразной оболочкой (рис 10.2.). Размеры этой муфты возьмем по таблице 15.4 из [4] (ГОСТ 20884-75): d = 36 мм; D = 250 мм; L = 240 мм; l = 60 мм; nmax = 2000 об/мин. Номинальный вращающий момент Т = 315 Н×м. Максимальный момент при кратковременной перегрузке 1000 Н×м. 11. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАМЫ. Для изготовления рамы используются швеллера по ГОСТ 8240-72. Швеллера соединяются между собой посредством сваривания плавящими электродами. Два продольных швеллера №12 длиной по 565 мм скрепляются между собой с левой части швеллером №12 длиной 45 мм, справа встык к ним приваривается швеллер №30 длиной 180 мм. В правой же части сверху устанавливается швеллер №18 длиной 180 мм параллельно швеллеру №30. Редуктор крепится на 2 продольных швеллера №12, а двигатель на 2 поперечных швеллера №18 и №30. В местах их крепления привариваются пластины и сверлятся отверстия диаметром 12 мм, а снизу привариваются косые шайбы. На нижних полках швеллеров №12 и №30 в местах крепления рамы к фундаменту сверлятся отверстия диаметром 12 мм и привариваются косые шайбы. Габаритные размеры рамы: длина 665 мм, высота 310 мм, ширина 180 мм. Формат Зона Поз. Обозначение Наименование Кол. Приме-чание Документация ДМ 2501.100.000 СБ Редуктор червячный ДМ 2501.100.000 ПЗ Расчетно-пояснительная записка Сборочные единицы 1 ДМ 2501.110.000 Червяк 2 ДМ 2501.120.000 Вал выходной Детали 3 ДМ 2501.100.001 Корпус 1 4 ДМ 2501.100.002 Крышка смотровая 1 5 ДМ 2501.100.003 Крышка смотровая 1 6 ДМ 2501.100.004 Крышка подшипника 1 7 ДМ 2501.100.005 Крышка подшипника 1 8 ДМ 2501.100.006 Крышка подшипника 1 9 ДМ 2501.100.007 Крышка подшипника 1 10 ДМ 2501.100.008 Стакан 1 11 ДМ 2501.100.009 Прокладка 1 12 ДМ 2501.100.010 Прокладка 1 13 ДМ 2501.100.011 Прокладка регулировочная 2 14 ДМ 2501.100.012 Прокладка регулировочная 2 15 ДМ 2501.100.013 Маслоуказатель 1 16 ДМ 2501.100.014 Отдушина 1 17 ДМ 2501.100.015 Винт грузовой 2 ДМ 2501.100.000 СП Изм Лист № документа Подпись Дата Разработал Неупокоев Д.А. Редуктор Лит. Лист Листов Проверил Слесарев Е.Н. у 1 2 КГУ группа М-3115 Н. контр. Утв               содержание   ..  83  84  85   ..   Формат Зона Поз. Обозначение Наименование Кол. Приме-чание 18 ДМ 2501.100.016 Кольцо уплотнительное 2 19 ДМ 2501.100.017 Пробка коническая 1 Стандартные изделия