Факультет РК
Кафедра Детали машин
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту на тему:
Проектирование привода ленточного
транспортера.
Задание ДМ 430. Вариант 7.
Студент (Лямин В. В.) Группа РК 10–61
Руководитель проекта (Шувалов С. А.)
Содержание:
Техническое задание.
Кинематические расчеты.
Расчёты передач.
Разработка эскизного проекта.
Расчет шпоночных соединений.
Расчет сварных соединений.
Регулирование подшипников и осевого положения колес.
Тепловой режим волновой передачи.
Смазывание редуктора.
Корпусные детали.
Проектирование приводного вала.
Муфты.
Расчеты подшипников и валов.
Выбор посадок подшипников.
Список литературы.
1. Техническое задание.
2. Кинематические расчеты.
Выбор электродвигателя.
Выбираем электродвигатель, ближайший по мощности с
синхронной частотой
1500 об/мин –
.
Определение частоты вращения приводного вала.
Определение общего передаточного отношения привода.
Определение вращающего момента на тихоходном валу.
3. Расчёты передач.
Геометрические параметры зубчатых венцов гибкого и жёсткого колес.
Одним из основных геометрических параметров волновой передачи является внутренний диаметр d гибкого колеса, приближённое значение которого определяется по критерию усталостной прочности гибкого колеса,
Находим ширину зубчатого венца и толщину гибкого колеса,
Определяем
диаметр окружности впадин
,
учитывая, что диаметр близок к диаметру
гибкого колеса, находят модуль
,предварительно
принимая
.
Далее вычисляем диаметры делительные диаметры колёс:
гибкого
и жёсткого
Материалы гибких и жёстких колёс.
Гибкие колёса волновых передач изготавливают из легированных сталей. Термической обработке – улучшению – подвергают заготовку в виде толстой трубы. Механическую обработку выполняют после термообработки. Зубчатый венец рекомендуется подвергать: наклёпу, включая впадины зубьев, или азотированию.
В нашем случае
гибкое колесо изготовим из стали марки
38ХГСА (улучшение, 32…37 HRC,
=420…450
МПа; при последующем
дробеструйном наклёпе или азотировании
=480…500
МПа).
Жёсткие колёса волновых передач характеризует менее высокое напряженное состояние. Их изготавливают из обычных конструкционных сталей марок 45,40Х,30ХГСА с твёрдостью на 20…30 HB ниже твёрдости гибкого колеса. В нашем случае сталь 45.
Соединение генератора волн с валом.
Применяют глухое и подвижное соединение генератора с валом. Но при глухом соединение необходимо обеспечить полную соосность оси жёсткого колеса и осей вращения генератора и гибкого колеса, что может быть достигнуто только при очень высоких требованиях к точности изготовления. Отклонения от соосности звеньев могут привести к неравномерному распределению нагрузки по зонам зацепления, нарушению силового равновесия и снижению долговечности.
Поэтому разработаем подвижное соединение генератора волн с валом для компенсации отклонений от соосности.
В редукторах общего назначения применяют шарнирное с крестообразным расположением пальцев соединение генератора с валом. В нашем проекте разработаем подобное соединение.
Расчёт толщины пальцев.
Примем
диаметр втулки
;
Диаметр
пальца возьмём
;
Длину
втулки
;
;
;
.
Итак, мы выбранная нами конструкция подходит.
Соединение гибкого колеса с валом.
Гибкое колесо будем крепить к валу винтами.
Установка винтов в отверстия без зазора.
По напряжениям среза:
Предварительно число винтов принимаем z = 6.
2. Сдвигающая сила в расчете на каждый болт:
.
3. Допускаемые
напряжения в винте:
.
4. Диаметр винта:
=12мм.
По напряжениям смятия:
Предварительно число винтов принимаем z = 6.
2. Сдвигающая сила в расчете на каждый болт:
.
3.
Допускаемые напряжения в винте:
.
4. Диаметр винта:
< 12мм
Итак, берём 6 винтов M12.
4. Разработка эскизного проекта.
Диаметры валов.
Быстроходный вал:
В целях согласования
диаметра быстроходного вала с диаметром
вала электродвигателя (
),
принимаем
.
Тихоходный вал:
Окончательно диаметры участков валов принимаем:
быстроходный вал:
;
тихоходный вал:
;
Выбор типа подшипников.
Для валов редуктора принимаем шарикоподшипники радиальные однорядные.
Для опор приводного вала из-за невозможности точного соблюдения осевых и радиальных размеров применяем самоустанавливающиеся шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники.
Выбор схем установки подшипников.
Для опор быстроходного и тихоходного валов применим схему «врастяжку».
Вал приводного вала проектируем как «плавающий».
5. Расчет шпоночных соединений.
Соединение быстроходный вал – муфта.
Для диаметра вала
принимаем призматическую шпонку по
,
.
Определяем расчетную длину призматической шпонки:
.
,
,
.
Принимаем длину
шпонки
.
Соединение тихоходный вал – муфта.
Для диаметра вала
принимаем призматическую шпонку по
,
.
Определяем расчетную длину призматической шпонки:
.
,
,
.
Принимаем длину
шпонки
.
6. Расчет сварных соединений.
Соединение приводной вал – диск барабана.
Сварное соединение приводной вал – диск барабана представляет собой угловой торцевой шов, нагруженный крутящим моментом .
Для ручной дуговой
сварки
.
Примем
,
тогда
,
а
.
Примем
.
Расчетами остальных сварных швов можно пренебречь, так как момент, действующий на них, не меняется, а длина растет пропорционально радиусу.
7. Регулирование подшипников и осевого положения колес.
Регулирование подшипников.
Для нормальной работы подшипников необходимо, чтобы вращение колец было легкое, свободное. Важно также, чтобы в подшипниках не было чрезмерно больших зазоров. Поэтому при конструировании подшипникового узла предусматривают возможность регулирования подшипников.
8. Тепловой режим волновой передачи.
Количество тепла выделяемого равно
Требуемое количество выделенного тепла равно
Итак, получили
,
что нам необходимо дополнительное
охлаждение.
9. Смазывание редуктора.
Смазывание передач.
Для смазывания
редуктора выбираем масло
.
Смазывают подшипники генератора и зацепление при сборке редуктора и периодически в процессе эксплуатации. Замену пластичного смазочного материала производят примерно через 1000 ч работы.
Количество заливаемого в редуктор масла принимаем таким, чтобы при горизонтальном положении редуктора его уровень проходил по центру нижнего шарика гибкого подшипника. В нашем случае будет 5 литров.
Смазывание подшипников.
Подшипники смазываем тем же маслом, что и детали передач. Стекающее при разбрызгивании с колес, валов и стенок корпуса масло попадает в подшипники.
Смазочные устройства.
При работе передач
масло постепенно загрязняется продуктами
износа деталей передач. С течением
времени оно стареет, свойства его
ухудшаются. Поэтому масло, налитое в
корпус редуктора, периодически меняют.
Для этой цели в корпусе предусматриваем
сливное отверстие, закрываемое пробкой
с конической резьбой
.
Для наблюдения за уровнем масла в корпусе устанавливаем маслоуказатель жезловой.
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 сообщаем с внешней средой путем установки отдушины.