Московская государственная академия

тонкой химической технологии

имени М.В.Ломоносова

Кафедра прикладной механики и основ конструирования

Проектирование вертикального аппарата

с приводом и мешалкой

Разработчик: ___________

Группа: ______

Вариант: 5

Консультант: ___________

Москва 2011

Оглавление

Общее описание аппаратов, работающих под давлением. 5

I: Кинематический расчет привода 6

1)Определение требуемой мощности: 6

2)Подбор электродвигателя: 6

3)Определение общего передаточного отношения: 6

4)Определение характеристик валов: 7

а)Вал электродвигателя: 7

б)Ведущий вал: 7

в)Ведомый вал: 7

II: Расчет клиноременной передачи 8

1)Выбор сечения ремня: 8

2)Диаметр ведущего шкива: 8

3)Диаметр ведомого шкива: 8

4)Уточнение передаточного отношения: 8

5)Межосевое расстояние: 8

6)Длина ремня: 9

7)Уточнение межосевого расстояния: 9

8)Угол обхвата: 9

9)Число ремней: 9

10)Скорость ремней: 9

11)Напряжение ветви ремня: 9

12)Сила, действующая на вал: 10

III: Расчет червячной передачи 10

1)Выбор материала для передачи: 10

2)Расчет по допускаемым напряжениям: 11

3)Выбор числа заходов червяка и числа зубьев колеса: 11

4)Расчет межосевого расстояния: 11

5)Расчет модуля: 11

6)Уточнение межосевого расстояния: 12

7)Геометрические размеры червячной передачи: 12

а)Делительный диаметр червяка: 12

б)Диаметр вершин витков червяка: 12

в)Диаметр впадин витков червяка: 12

г)Длина нарезанной части червяка: 12

д)Делительный угол подъема: 12

е)Делительный диаметр червячного колеса: 12

ж)Диаметр вершин зубьев червячного колеса: 12

з)Диаметр впадин зубьев червячного колеса: 12

и)Наибольший диаметр червячного колеса: 12

к)Ширина венца червячного колеса: 13

8)Окружная скорость: 13

9)Скорость скольжения: 13

10)КПД редуктора: 13

11)Расчет коэффициента нагрузки: 13

а)Предварительные расчеты: 13

б)Коэффициент нагрузки: 13

12)Проверка контактного напряжения: 13

13)Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб: 14

а)Предварительные расчеты: 14

б)Расчет прочности зубьев червячного колеса: 14

IV: Проектировочный расчет вала. 14

1)Диаметр выходного конца вала (под шкивом): 14

2)Диаметр под подшипниками: 15

3)Диаметр выходного конца вала (под муфту): 15

4)Диаметр между выходным концом и подшипниками: 15

5)Диаметр под червячным колесом: 15

6)Длина ступицы шкива: 15

V: Расчет конструктивных размеров червячной передачи: 15

1)Толщина обода червячного колеса: 15

2)Размеры ступицы червячного колеса: 15

а)Диаметр ступицы червячного колеса: 15

б)Длина ступицы червячного колеса: 16

3)Толщина диска червячного колеса: 16

4)Расчет диаметра центровой окружности: 16

5)Диаметр отверстий: 16

VI: Расчет конструктивных элементов корпуса редуктора: 16

1)Толщина стенки корпуса и крышки редуктора: 16

2)Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: 16

3)Толщина нижнего фланца крышки корпуса: 16

4)Толщина нижнего пояса корпуса: 17

5)Диаметр фундаментальных болтов: 17

6)Диаметр болтов у подшипников: 17

7)Диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой: 17

VII: Приближенный расчет муфты: 17

1)Расчет динамического коэффициента: 17

2)Таблица для выбранной муфты: 17

VIII: Подбор подшипников: 18

IX: Подбор и расчет шпоночных соединений: 19

1) Подбор шпонки под червячным колесом: 19

а1)Проверочный расчет шпонки на смятие: 19

а2)Проверочный расчет шпонки на срез: 20

2)Подбор шпонки под муфтой: 20

а1)Проверочный расчет шпонки на смятие: 20

а2)Проверочный расчет шпонки на срез: 21

3)Подбор шпонки под шкивом: 21

а1)Проверочный расчет шпонки на смятие: 21

а2)Проверочный расчет шпонки на срез: 22

X: Выбор условий смазки редуктора: 22

1)Выбор сорта и марки смазки: 22

XI: Проверочные расчеты на выносливость: 23

1)Силы в зацеплении червячной передачи: 23

а)Расчет окружной силы на червяке и осевой на колесе: 24

б)Расчет окружной силы на колесе и осевой на червяке: 24

в)Расчет радиальной силы: 24

2)Эпюры изгибающих моментов: 24

а)Расчетная схема вала для построения эпюры M_x (на схеме P(b)=F_r): 24

б)Расчетная схема вала для построения эпюры M_y (на схеме P_y(b)=F_t, P_y(d)=F_р): 25

в)Расчетная схема вала для построения эпюры M_кр: 25

3)Расчет коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям: 26

а)Расчет коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям: 26

б) Расчет коэффициента запаса прочности по касательным напряжениям: 27

_{в) Итоговый расчет:} 27

XII: Допуски и посадки: 28

1)Расчет поля допуска на ступице червячного колеса: 29

а)По источнику (1), стр. 263, табл. 10.13. определим тип посадки и квалитет: 29

б)По источнику (1), стр. 260, табл. 10.12. определим поле допуска и предельное отклонение: 29

в)Рассчитаем предельные размеры: 29

д)Схема полей допусков: 30

XIII: Расчет элементов аппарата: 30

а)Выбор материала: 31

б)Расчет допускаемых напряжений: 31

в)Расчет обечайки: 31

г)Расчет высоты обечайки: 31

д)Расчет конического днища: 31

е)Расчет эллиптической крышки: 32

XIV: Расчет фланцевого соединения: 32

а)Расчет геометрии фланцевого соединения для крышки и обечайки: 33

б)Выбор прокладки фланца: 33

в)Расчет жесткости фланцевых болтов: 33

г)Расчет жесткости фланцевой прокладки: 33

д)Расчет усилия от внутреннего давления, приходящегося на 1 болт: 33

е)Расчет коэффициента основной нагрузки: 34

ж)Расчет усилия предварительной затяжки болта: 34

з)Определение деформации болта и прокладки от усилия предварительной затяжки: 34

и)Расчет действующего значения усилия приходящегося на 1 болт: 34

к)Построение диаграммы совместной работы болта и прокладки: 34

XV: Расчет сварных швов: 34

а)Расчет стыковых швов на прочность при растяжении-сжатии: 35

б)Расчет нахлесточных, угловых и тавровых швов на прочность при срезе: 35

в)Расчет катета сварных швов. 35

XVI: Основные узлы аппарата: 35

а)Подбор сальникового уплотнения: 35

б)Подбор концевой опоры: 35

XVII: Список литературы: 36