Расчётно-пояснительная записка. Задание 1. Вариант 5. Режим работы 3. Детали машин. Проектирование привода конвейера

Московский Государственный Университет Инженерной Экологии

Кафедра «ОКО»

Курсовой проект по деталям машин

Проектирование привода конвейера

Вариант 1 - 5 -3

Зав. кафедрой «ОКО» Ким В. С.-Х.

Преподаватель Бакин Ю. Н.

Выполнил Рузанов Л. С.

Группа М 33

Выполнен на 4х листах

Защищен с оценкой __________

Зачетная книжка № М-04-084

Москва 2007

1. ОГЛАВЛЕНИЕ

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. СХЕМА ПРИВОДА.

Спроектировать привод цепного конвейера

Номер режима работы – 3

3. ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы является проектирование привода цепного конвейера.

Привод конвейера состоит из звездочки тяговой-1; муфты-2; редуктора соосного-3; муфты-4; электродвигателя-5; рамы-6.

После включения электродвигателя через муфту упругую втулочно-пальцевую крутящий момент предается на входной (быстроходный) вал редуктора. В редукторе частота вращения вала и переданный крутящий момент преобразуются, частота вращения вала понижается, а крутящий момент на валу возрастает. Таким образом, частота вращения на выходном (тихоходном) валу меньше, чем на входном, зато крутящий момент, передаваемый на звёздочку, больше.

Натяжение цепи привода регулируется натяжной звездочкой, установленной на раме привода. Все узлы привода монтируются на сварной раме привода.

4. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВВОДА НА ЭВМ.

4.1. Определение частоты вращения звёздочки:

, , , где ,

4.2. Определение синхронной частоты вращения двигателя:

,

Рекомендуемые передаточные числа:

Коэффициент полезного действия (КПД) передач:

,

,

.

Частота движения двигателя:

Стандартизированные частоты вращения двигателя:

. Выбираем наименьшее .

4.3. Определение мощности электродвигателя.

, , , .

.

4.4. Выбор марки электродвигателя.

Таблица 24.9. Технические данные двигателей серии АИР (тип/асинхронная частота вращения, мин^-1)

112MВ6/950

, .

4.5. Разбивка передаточного числа привода на отдельные передачи.

Уточняем U привода:

,

Таблица 8.1. Ряд стандартных значений передаточных чисел.

, по ГОСТ - .

4.6. Частоты вращения валов редуктора.

- входной вал (быстроходный)

- промежуточный вал

- выходной вал (тихоходный)

Отклонение от заданного значения частоты вращения:

4.7. Крутящий момент на валах редуктора.

- входной вал (быстроходный)

- промежуточный вал

- выходной вал (тихоходный)

4.8. Расчёт числа циклов нагружения.

Время работы передачи:

4.9. Результаты расчёта на ЭВМ

См. Приложение.

5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

5.1. Расчёт быстроходного вала.

Диаметр выходного конца вала:

Принимаем , так как , где - диаметр выходного конца вала у двигателя.

Под подшипниками намечаем . Шестерню выполняем за одно целое с валом. Для соединения вала двигателя с входным валом редуктора выбираем муфту упругую со звёздочкой 125-32-I-25-I ГОСТ 14084-93.

Согласно [Дунаев, с 417] выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии:

5.2. Расчёт промежуточного вала.

Диаметр вала над зубчатым колесом:

Принимаем .

Под подшипниками намечаем .

Согласно [Дунаев, с 417] выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии:

5.3. Расчёт тихоходного вала.

Диаметр выходного конца вала:

Принимаем .

Под подшипником намечаем .

Согласно [Дунаев, с 417] выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные лёгкой серии:

Диаметр вала над зубчатым колесом -

Диаметр ступицы -

Длина ступицы -

Принимаем .

Толщина обода

Принимаем .

Толщина диска -

Принимаем

6. РАСЧЁТ ПРИВОДНОГО ВАЛА

Диаметр выходного конца вала

.

Принимаем . .

Диаметр вала над ступицей звёздочки - .

По справочнику выбираем муфту компенсирующую ценную однорядную – 1000-50-II.1 ГОСТ 20742-81. Намечаем подшипники двухрядные шариковые радиальные сферические лёгкой серии №211.

7. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА РЕДУКТОРА

Толщина стенок корпуса и крышки:

,

Принимаем [Дунаев; 257]

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

= Верхний пояс корпуса и пояс крышки:

= Нижний пояс корпуса: ,

принимаем

Диаметры болтов [Дунаев; 266-268]:

= Фундаментальных – при

Выбираем болты М16 и крепящих корпус редуктора к раме также М16;

= Крепящих крышку к корпусу у подшипников:

Выбираем болты М12.

= Соединяющие крышку с корпусом

Выбираем болты М10

Расстояние от стенки до венца колёс:

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колёс:

8. ВЫБОР МАСЛА

Смазку машин применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций.

Важнейшей характеристикой жидких смазок является вязкость. Вязкость характеризует сопротивление отдельных слоев жидкости относительному сдвигу.

Наиболее часто в редукторах используют непрерывную смазку жидким маслом. Самый простой способ: картерная система смазывания, при которой корпус является резервуаром для масла. Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес до 12,5 м/с.

Согласно [Дунаев; 173; табл. 11.1] кинематическая вязкость 34 мм2/с, по данной кинематической вязкости выбираем согласно [Дунаев; 173; табл.11.2] масло И-Г-А-32.

Для подшипников качения принимаем туже марку масла. Смазывание подшипников происходит за счёт образующегося в картере редуктора масляного тумана.

Намечаем предварительно подшипники для валов:

Для всех валов выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные – для быстроходного и промежуточного валов – средней серии, для тихоходного – лёгкой серии.

9. ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ

9.1. Быстроходный вал.

Силы, действующие в зацеплении:

, ,

Реакции опор:

В плоскости :

В плоскости :

Строим эпюры изгибающих моментов в плоскости x0z:

1 участок:

при

При

2 участок

при

При

Суммарные реакции:

Рассмотрим подшипник 1 как наиболее нагруженный

, при этом ,

Эквивалентная нагрузка

, где V=1, , .

Расчётная долговечность, млн.об:

Расчетная долговечность в часах:

, (Для 3 режима работы). Запас долговечности большой. Условие подбора выполняется.

9.2. Промежуточный вал.

Силы, действующие в зацеплении:

1 ступень , ,

2 ступень , ,

Реакции опор:

Строим эпюры изгибающих моментов в плоскости x0z:

В плоскости y0z:

Строим эпюры изгибающих моментов в плоскости x0z:

1 участок:

При

При

2 участок

При

При

3 участок

При

При

В плоскости y0z:

1 участок:

При

При

2 участок

При

При

3 участок

При

При

Суммарные реакции:

Рассмотрим наиболее нагруженный подшипник

,

Где

, при этом ,

Расчётная долговечность в млн.оборотов:

Расчётная долговечность в час.:

Условие подбора выполняется.

9.3. Тихоходный вал.

Силы, действующие в зацеплении

, ,

Нагрузка на вал от муфты ценной однородной:

Реакции опор:

В плоскости x0z:

В плоскости y0z:

Строим эпюр эпюры изгибающих моментов:

В плоскости x0z:

1 участок:

При

При

В плоскости y0z:

1 участок:

При

При

2 участок

При

При

3 участок

При

При

Суммарные реакции:

Рассмотрим наиболее нагруженный подшипник

,

Где

, при этом ,

Расчётная долговечность в млн.оборотов:

Расчётная долговечность в час.:

Условие подбора выполняется.

9.4. Приводной вал.

Силы, действующие на приводной вал

,

Реакции опор:

В плоскости x0z:

В плоскости y0z:

Строим эпюр эпюры изгибающих моментов:

В плоскости x0z:

2 участок:

При

При

В плоскости y0z:

1 участок:

При

При

2 участок

При

При

Суммарные реакции:

Рассмотрим подшипник «7» как более нагруженный

, так как осевая нагрузка

При этом ,

Эквивалентная нагрузка

Расчётная долговечность в млн.оборотов:

Расчётная долговечность в час.:

Условие подбора выполняется.

10. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Материал шпонок – сталь 45 нормированная.

Напряжение смятия и условие прочности:

, где

10.1. Промежуточный вал.

Шпонка над зубчатым колесом , , ,

10.2. Тихоходный вал.

а) Шпонка над зубчатым колесом , , ,

б) Шпонка под полумуфтой , , ,

11. УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ.

Прочность обеспечивается при , где

11.1. Промежуточный вал.

Опасное сечение над шестерней (I-I). Материал вала, как и у шестерни – Сталь 40Х.

Предел выносливости:

Осевой момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений:

, где

- суммарный изгибающий момент.

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности:

11.2. Тихоходный вал.

Материал вала – сталь 45 нормированная:

Пределы выносливости:

Опасное сечение над зубчатым колесом и над подшипником «6». Но над подшипником меньше диаметр вала. Проверим сечение вала над подшипником (сечение II-II).

Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.

Осевой момент сопротивления:

Осевой момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений:

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности:

Прочность обеспечена во всех сечениях.

12. РАСЧЁТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ПРИВОДНОГО ВАЛА ЦЕПНОГО КОНВЕЙЕРА.

Определяем диаметр штифта

, где

- диаметр штифта, мм

- предельный крутящий момент

, где 1,2 – коэффициент режима работы.

- количество штифтов

- радиус расположения центров штифтов

- прел прочности на срез. для стали 45 -

Принимаем с проточкой

13. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование деталей и узлов машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – 7-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2001.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя в 3-х т. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982.

3. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. – 5-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1991.