курсовой проект / Задание 2 вариант 4

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание 3

Введение 5

1. Кинематический расчет привода 6

2. Расчет закрытой конической зубчатой передачи 9

3. Расчет цилиндрической прямозубой передачи 16

4. Выбор шпонки по ГОСТу 23

Список литературы 24

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 2.4

Спроектировать привод к ленточному конвейеру по схеме. Окружное усилие на барабане F_t , окружная скорость барабана v и диаметр барабана D даны. По расчетам выполнить в соответствии с ГОСТами 3 листа чертежей формата А2. Первый лист – схема привода и спецификация, второй лист – ведущая деталь первой передачи в двух проекциях, третий лист – ведомая деталь второй передачи в двух проекциях.

Исходные данные:

F_t = 3,3 кН

v = 0,9 м/с

D = 275 мм

ВВЕДЕНИЕ

Данный привод состоит из двигателя, упругой и сцепной муфт, ведущего вала, закрытой конической зубчатой передачи, промежуточного вала, прямозубой цилиндрической закрытой передачи, ведомого вала, подшипников качения и подшипников скольжения.

Двигатель необходим для преобразования электрической энергии в механическую.

Муфта – служит для соединения и передачи вращающего момента от вала двигателя на ведущий вал привода.

Валы – передают вращающие моменты и подвергаются либо только кручению (валы электродвигателей), либо совместному действию изгиба и кручения (участки валов под деталями передач):

• ведущий вал передает вращающий момент от двигателя, через упругую муфту, на ведущий шкив конической зубчатой передачи;

• промежуточный вал – от ведомого шкива конической зубчатой передачи на шестерню прямозубой цилиндрической закрытой передачи;

• ведомый вал – от ведомого колеса прямозубой цилиндрической закрытой передачи на звездочку конвейера.

Плоскоременная передача – служит для передачи вращательного момента на расстояние и снижения кол-ва оборотов от двигателя к шестерни прямозубой цилиндрической закрытой передачи.

Прямозубая цилиндрическая закрытая передача нужна для снижения кол-ва оборотов от ведомого шкива плоскоременной передачи к звездочке конвейера.

Подшипники качения обеспечивают легкость вращения валов в местах крепления, снижая тем самым трение валов.

I КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1. Определим требуемую мощность электродвигателя

, где

- общий КПД привода

, где

η₁ – КПД закрытой конической зубчатой передачи;

η₂ – КПД закрытой цилиндрической прямозубой передачи;

η₃ – КПД двух подшипников качения;

η₄ – КПД двух подшипников скольжения.

η₁=0,96 [3, т.5.4]

η₂=0,97 [3, т.5.4]

η₃=0,99 [3, т.5.4]

η₄=0,985 [3, т.5.4]

P₃ – мощность на ведомом валу привода

где

F_t – окружная сила ведомого вала привода,

v – окружная скорость ведомого вала привода.

2. Выберем электродвигатель по ГОСТу:

Эл. двигатель 4А 112МВ6 [3, т. 5.1, 5.3], для которого мощность P_дв=4 кВт, синхронная частота вращения n_c=1000 об/мин, скольжение S=5,1% .

3. Рассчитаем мощность на каждом валу привода:

Для ведущего вала привода:

Р₁=Р_дв=4 кВт

Для промежуточного вала привода:

Р₂=Р₁*

Для ведомого вала привода (уточненное значение):

4. Передаточные числа привода:

U_общ – общее передаточное число

, где

привода

где

n₁ – число оборотов ведущего вала привода

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода:

где

U₁ – передаточное число закрытой конической зубчатой передачи,

U₂ – передаточное число закрытой цилиндрической прямозубой передачи

U₁=3,55 [3, т.5.5. 5.6]

U₂=4,5 [3, т.5.5. 5.6]

5. Угловые скорости и число оборотов каждого вала привода.

Для ведущего вала привода:

, n₁=949 об/мин

Для промежуточного вала:

Для ведомого вала привода:

6. Вращающие моменты на каждом валу привода:

Для ведущего вала:

Для промежуточного вала:

Для ведомого вала:

II РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ КОНИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные: Исходные данные для расчёта зубчатой конической передачи редуктора выбираю из кинематического расчета привода.

Мощность на валу шестерни Р₁=4 кВт,

угловая частота вращения шестерни ,

число оборотов шестерни n₁=949 об/мин,

вращающий момент вала шестерни Т₁=40,27 Н*м,

мощность на валу ведомого колеса Р₂=3,76 кВт,

угловая частота вращения ведомого колеса ,

число оборотов ведомого колеса n₂=267,323 об/мин,

вращающий момент на валу ведомого колеса Т₂=134,386 Н*м,

передаточное число зубчатой конической передачи U_k=U₁=3,55.

1.Назначаю материал зубчатых колёс:

- для шестерни – сталь 45, твердостью 208 НВ улучшение, для которой допускаемое контактное напряжение ; допускаемое напряжение при изгибе [5, т.1];

- для колеса – сталь 45, твердостью 186 НВ улучшение, для которой , [5, т.1].

Общее допускаемое контактное напряжение для зубчатых колёс: в прямозубой передаче

2. Внешний делительный диаметр большего (ведомого) конического колеса:

мм,

где Т₂, Н*мм;

, МПа,

- коэффициент распределения нагрузки по длине зуба в зависимости от коэффициента ,

где коэффициент ширины венца зубчатых колёс, назначают

[5, т.2].

Принимаю [5, т.3]

= 99 =

3. Назначаю число зубьев шестерни z₁=32

4. Число зубьев колеса

5. Внешний окружной модуль зацепления колёс

Принимаю по ГОСТу [5, т.5]

6. Уточняю значение внешнего делительного диаметра колеса и округляю его по ГОСТу

Принимаю ближайшее значение по ГОСТу [5, т.4]

7. Основные геометрические параметры конической зубчатой передачи.

Конусное расстояние

Длина зуба (ширина зубчатого венца) шестерни и колеса.

по ГОСТу принимаю в зависимости от диаметра и передаточного числа [5, т.10].

Внешний делительный диаметр шестерни:

Углы при вершинах начальных конусов для шестерни угол находят из условия , отсюда

Средние делительные диаметры:

- для шестерни , мм

- для колеса , мм

мм.

Диаметры выступов зубьев:

- для шестерни , мм

мм

- для колеса , мм

Диаметры впадин зубьев:

- для шестерни

- для колеса

8. Средняя окружная скорость

,

где , м

9. Степень точности передачи

Принимаю степень точности передачи S в зависимости от окружной скорости v S=9[5, т.6]

10. Проверочный расчет передачи на контактную прочность

где

11. Эквивалентное число зубьев

- для шестерни

• для колеса

12. Коэффициент формы зуба

- для шестерни

- для колеса [5, т.9]

13. Нахожу отношения

- для шестерни

- для колеса

14. Проверочный расчет на изгиб:

– Коэффициент наклона зуба,

для прямозубых колёс ;

коэффициент нагрузки между зубьями;

для прямозубых колёс ;

T, Н*мм

b, m, мм

*мм = 134,386* Н*мм

15. Конструктивные размеры ведомого зубчатого колеса.

Толщина зубчатого венца:

Толщина диска:

Диаметр вала под зубчатым колесом:

где

допустимое напряжение при кручении. Диаметр вала принимают

Диаметр ступицы колеса:

Длина ступицы колеса:

Размер фаски под вал:

[5, т.8]

Диаметр расположения облегчающих отверстий:

Диаметр облегчающих отверстий

Количество облегчающих отверстий

III РАСЧЕТ ЦИЛИДРИЧЕСКОЙ ПРЯМОЗУБОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные: Исходные данные для расчета зубчатой цилиндрической передачи редуктора выбирают из кинематического расчета привода.

Мощность на валу шестерни ,

угловая частота вращения шестерни ,

число оборотов шестерни ,

вращающий момент вала шестерни ,

мощность на валу ведомого колеса ,

угловая частота вращения ведомого колеса ,

число оборотов ведомого колеса ,

вращающий момент на валу ведомого колеса ,

передаточное число зубчатой цилиндрической передачи

1. Назначаю материал зубчатых колес:

- для шестерни - сталь 35, твердостью 240 НВ, для которой допускаемое контактное напряжение допускаемое напряжение при изгибе [6, т.1];

- для колеса сталь – сталь 50, нормализация, твердостью – 220 НВ, для которой , [6, т.1].

Общее допускаемое контактное напряжение для зубчатых колес в прямозубой передаче .

2. Межосевое расстояние

где Т₃, Н*мм

– числовой коэффициент

для прямозубой передачи

– коэффициент ширины венца зубчатого колеса

принимают [6, т.2]

- коэффициент распределения нагрузки на длине зуба, принимаем в зависимости от коэффициента

.[6, т.3]

Полученное значение округляю по ГОСТу [6, т.4]

3. Модуль зацепления передачи

принимаем модуль зацепления по ГОСТу m=3,0 мм [6, т.5]

4. Число зубьев шестерни (рекомендуемые значения

Число зубьев колеса

5. Назначаю угол наклона зуба

Для прямозубых передач .

6. Основные размеры шестерни и колеса

Диаметр делительных окружностей:

- для шестерни

- для колеса

Диаметр выступов зубьев:

- для шестерни:

- для колеса:

Диаметры впадин зубьев:

- для шестерни:

- для колеса:

Ширина венца зубчатых колес:

- для колеса:

- для шестерни:

7. Окружная скорость передачи:

где d₁, м

n₂, об/мин

8. Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости и вида передачи S=9[6, т.6]

9. Проверочный расчет передачи на контактную прочность

где Т₃, Н*мм

d₂, b₂, мм

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

для прямозубых передач [6, т.7]

- коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колес

для прямозубых передач