Розрахунок і проектування привода стрічковий конвеєра

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Июля 2013 в 20:44, курсовая работа

Описание работы

Редуктор состоит из корпуса (литого, чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри редуктора может быть установлен шестерёнчатый насос) или устройства охлаждения (например, змеевик с охлаждающей жидкостью).

Содержание работы

Введение………………………………………………………………………………………………..…2
Выбор электродвигателя…………………………………………………………………….......3
Расчет быстроходной ступени……………………………………………………………......5
Расчет тихоходной ступени………………………………………………………………........7
Расчет цепной передачи…………………………………………………………………………11
Эскизная копановка………………………………………………………………………………..13
Расчет вала на прочеость и выносливость…………………………………………….15
Расчет опор на долговечность…………………………………………………………….…20
Список литературы.

Файлы: 1 файл

Zapiska.doc

— 614.50 Кб (Скачать файл)

 

Міністерство освіти і науки України

Запорізька державна інженерна академія

 

 

Кафедра МОі

 

Голова комісії

 

Проєкт прийнято

         з оцінкою

 

 

                                       

                                       

 

Розрахункова – пояснювальна записка

 

до курсового проєкту

 

з дисципліни: «Деталі машин»

 

на тему «Розрахунок і проектування привода стрічковий конвеєра»

 

Варіант №6.8

 

Виконав:                                                                                    ст.гр. МБ-08-2д

                                                                                                      Платонова Н. В.

 

Номер залікової книжки: 080042

 

Дата здачі проекту:___________

 

Керівник:                                                                                 ас.Востоцький С. М.

 

Дата захисту:_______________

 

 

 

 

 

 

 

Запоріжжя,  2011р.

Содержание

  1. Введение………………………………………………………………………………………………..…2
  2. Выбор электродвигателя…………………………………………………………………….......3
  3. Расчет быстроходной ступени……………………………………………………………......5
  4. Расчет тихоходной ступени………………………………………………………………........7
  5. Расчет цепной передачи…………………………………………………………………………11
  6. Эскизная копановка………………………………………………………………………………..13
  7. Расчет вала на прочеость и выносливость…………………………………………….15
  8. Расчет опор на долговечность…………………………………………………………….…20
  9. Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Редуктором  называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненного в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение  редуктора – понижение угловой  скорости и соответственно повышение  вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом.

Редуктор  состоит из корпуса (литого, чугунного  или сварного стального), в котором  помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В  отдельных случаях в корпусе  редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри редуктора может быть установлен шестерёнчатый насос) или устройства охлаждения (например, змеевик с охлаждающей жидкостью).

Редуктора классифицируются по следующим признакам:

  1. Типы передач (зубчатые, червячные, комбинированные);
  2. Числу ступеней (одно- , двух- и многоступенчатые);
  3. Типу зубчатых колёс (цилиндрические, конические, комбинированные);
  4. Относительному расположению валов (горизонтальные, вертикальные, пересекающиеся, скрещивающиеся).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Привод с редуктором, тихоходная ступень которого  раздвоена (техническое задание №8  ).

 

   Выбор электродвигателя .

   Задано: вращающий момент на ведомой звёздочке ТВ= 5,55кН·м, частота её вращения nВ= 24 мин-1.      

Мощность на выходном валу

РВВ nВ/ 9,55=  5,55∙ 24/9.55=14 кВт.

Коэффициент полезного  действия

=0.95∙ 0.95∙ 0.97∙ 0.99∙ 0.99=0.858

где - соответственно КПД муфты, первой и второй ступеней редуктора, цепной передачи и пары подшипников вала звёздочки.

Принимаем [3 ,табл. П.1].

 Расчетная мощность электродвигателя

=14/0.858=16 кВт   

Выбираем [3 , табл. П.2] электродвигатель 4А160S2Y3 с параметрами: мощность , частота вращения , кратность пускового момента    , диаметр вала

 

Исходные данные

Передаточное отношение  привода

Передаточное число  редуктора

Расчетные передаточные числа ступеней редуктора:

          

3,55, u2=2,8,

 

Мощность, частота вращения и  крутящий момент на валах привода:

первый вал (вал электродвигателя):

P1=Pдη1= 215∙ 0.95=14,25  кВт  n1 =nд =2940  мин –1

T1=9550×P1/n1 =9550∙ 14,25/2940=46,28 Н×м

второй вал:

P2=Pl×h2= 14,25∙ 0.95=13,53   кВт,   n2 = nl/ ul = 2940/3,55=828,16  мин –1

T2=9550×P2/n2 = 9550∙ 13,53/828,16=156,02  Н×м

третий вал :

P3=P2×h3= 13,53∙ 0.97=13,12кВт,  n3 = n2/ u2 =828,16/2.80=295,77    мин –1

T3=9550×P3/n3 = 9550∙ 13,12/295,77=423,62  Н×м

четвертый (выходной) вал:

P4=P3×h4=13,12∙ 0.99=12,98  кВт, n4 = n3/ u3 = 295.77/12=24,64    мин –1

T4=9550×P4/n4 =9550∙ 12.98/24.64=5030,8  Н×м

 

Число циклов действия первой ступени нагрузки

N1=60×n1×D1×Lh=60∙2940∙0.003∙20000=1058000

где D1×= 0,003 – относительная продолжительность действия этой ступени;

Lh =    – срок службы привода.

 

Таким образом, номинальные моменты :

 

Tн1= 60,16 , Tн2=202,8 , Tн3=550,7, Tн4=6540,04 Н×м.

К=1,3 – коэффициент при ординате первой ступени нагрузки.

Кинематическая схема:

 

 

                                  

                                       Рис. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Быстроходная ступень – цилиндрическая передача с круговинтовым зацеплением М. Л. Новикова

Задано: крутящие моменты на валу шестерни TH1=14.6 H×м, колеса TH2= 54.2 H×м, частота вращения вала шестерни n1= 356 мин -1, передаточное число u1=4,          срок службы Lh= 16∙ 103 ч , кратность пускового момента электродвигателя l = 2.1 .     

 

Выбор материалов:

 

Материал

Сталь

МПа

Твердость

H

Термообработка

GB

GT

Шестерня

        40

687

392

        192

Закалка 840-860

         228

Колесо

        45

587

333

         170

Нормализация 850-870

         217


 

 

 

Допускаемые контактные напряжения

       шестерня      [GH]=  ((2Hc+70)/1.1) ∙1

 

                для шестерни

[GH]1 = 445   МПа;

     

                колеса                      

              [GH]2 = 415    МПа.

 

Допускаемые напряжения изгиба

[GF] = GF0 ×KFC×KFL/ SF=515∙1∙1/1,75=259

где GF0 – длительный предел выносливости при изгибе; SF – коэффициент безопасности; KFC – коэффициент влияния двухстороннего приложения нагрузки;  KFL – коэффициент долговечности :

 

для шестерни  GF0= 515  [1, табл. 9.12], SF = 1,75  [2, табл. 8.9] ,  KFC =   1     [2, c.151],KFL=   1  [2, c. 151]

[GF]1 = 294   МПа;

             

 колеса    GF0 =  453   ,   SF = 1,75   ,  KFC = 1,  KFL= 1           

 

[GF]2 = 259  МПа

 

Диаметр делительной  окружности шестерни

= мм,

где z1 – число зубьев шестерни,  Kb - коэффициент, учитывающий контактирование зубьев; - целая часть коэффициента перекрытия;  b - угол наклона зубьев:                           

                          принимаем [2, c. 168…170] число зубьев шестерни

z1 = 13 , b = 15  ,  e¢b=1      при   eb = 1,33  .

 

Модули 

нормальный  m¢=d¢1∙cosb/z1 =30,8∙0,966/13=2,3

Из конструкторских соображений  принимаем m¢=2,25 [2, табл. 8.1]           

торцевой       m t=m/cosb=2,25/cos15=2,33

Число зубьев колеса

 z2=z1∙u1=15∙3,55=46,15

                   принимаем   z 2= 46 .

Фактическое передаточное число

 u =z2/z1=46/15=3,5

 

Основные размеры, мм:

                  колеса              

d2=mt×z2=2,33∙46=107 мм.

dа2=d2+1,8×m=107+1.8∙2,25=111 мм.

df 2=d2–2,1×m=107-2.1∙2,25=102,3 мм.

2= bW =p×m×eb/sinb=3.14∙2,25∙1/0.258=27,3 мм.

                 

принимаем b2 = bw= 27 мм  [I, табл. 12.1,  Ra 40],

               

       шестерни

         d1=mt×z1=2,33∙13=30,2 мм.

da1=d1+1,8×m=30,2+1.8∙2,25=34,25 мм.

df 1=d1–2,1×m=30,2-2.1∙2,25=25,5 мм.

    b¢1=b2+(0,4…1,5)×m=27+(0,9…3,4)=29 мм.

                 принимаем b1 = 29   мм  [I, табл.  12.1, Ra 40],

Окружная скорость 

V=p×d1×n1/(60×103) 3,14∙30,2∙2940/(60∙103)=4,6 м×с -1

                  принимаем степень точности  K= 8    [I, табл. 9.10].

 

Силы1 в зацеплении, Н:

              Ft=2×103×TH1/d1=2∙103∙60,16/30,2=3980  Н.

               Fr=Ft×tgan/cosb=3980∙ tg27/cos15=2100 Н.

                        Fa=Ft×tgb=3980∙ tg27=1070 Н.

где an=27° – угол  зацепления.

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям 

 

 

,

 

где ZМ , Zb , ZK – соответственно коэффициенты, учитывающие материал колес,  площадь контакта и длину линии контакта;  KHV – коэффициент динамической нагрузки; KHa -  коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между головкой и ножкой зуба; Кe - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по площадкам контакта:

 принимаем для стальных  колес     ZМ= 275  МПа0,5;Zb= 0,01β×0,02=0,01∙15+0,275=0,345  , для дозаполюсной передачи   ZK=0,8;   KHV=  1,6   [2, табл. 8.3],  KHa=1+(0,63× )/z1=  1+(0,63× )/13=1,08        Ke=2×e¢b+De/(2×e¢b)=2∙1,33+0,15/(2∙1,33)=2,7     [2,с.170 ].

Таким образом ,

                           МПа ≤ [GH]=445МПа

Условие выполняется

Проверочный расчёт на выносливость по напряжениям изгиба

                       GF = YF·Yβ·Yк·Ft·KFV ×K/( Kεm2)≤ [GF]мин ,

где YF – коэффициент формы зубьев; Yβ –коэффициент наклона зубьев; Yк– коэффициент перемещения контакта вдоль зубьев; KFV – коэффициент   динамической   нагрузки;   К – коэффициент неравномерности распределения напряжений изгиба по высоте зуба:

      принимаем  YF =5,6  при zV = z1/cos3b=13/cos315=14,4  [ 3 , табл. П.7];  Yβ=0,006b =0.006∙15=0.09    ;  Yк= 1.2   [ 3 , табл. П.8];  KFV = 1.04   [2, табл. 8.3];   К =1+ 0,77 / z1=1+ 0,77 / 13=1.07

GF = 5,6·0,09·1,2·3980·1,38 ×1,07/( 2,7·2,252)=261МПа≤ [GF]мин =260МПа

 

Условие выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тихоходная ступень – цилиндрическая косозубая передача с эвольвентным зацеплением

Задано: крутящие моменты на валу шестерни TH2=54.2 H×м, колеса TH3= 144.37  H×м, частота вращения вала шестерни n2=356  мин -1, передаточное число u2= 2.8 ,срок службы Lh= 16∙103 ч , кратность пускового момента электродвигателя l =2.1 .

Информация о работе Розрахунок і проектування привода стрічковий конвеєра