Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Ноября 2015 в 17:37, курсовая работа
Спроектировать привод ленточного конвейера, включающий электродвигателя асинхронный обдуваемый закрытый серии АИР исполнения IM 1081, компенсирующую муфту, одноступенчатый однопоточный редуктор с цилиндрическими косозубыми колесами внешнего зацепления, валы в горизонтальной плоскости, клиноременную передачу.
Введение
1. Кинематическая схема привода …………………………………………………………..5
2. Выбор двигателя, кинематический и силовой расчет привода…………………………6
3. Расчет закрытой зубчатой передачи………………………………………………………7
4. Расчет открытой передачи…………………………………………………………………13
5. Предварительный расчет валов………………………………………………………..…..16
6. Конструктивные размеры зубчатых колес и корпуса………………………...…………..17
7. Проверка шпоночных соединений………………………………………………………...18
8. Проверка долговечности подшипников…………………………………………………...19
9. Проверочный расчет валов………………………………………………………………….22
10. Смазка редуктора и смазочные устройства………………………………………………26
11. Выбор муфт…………………………………………....……………………………………26
Список литературы......................................................................................................................28
- коэффициент динамической нагрузки и длительности работы; .
– коэффициент угла обхвата на меньшем шкиве;.
– коэффициент влияния отношения расчетной длины к базовой ; .
- коэффициент числа ремней в комплекте клиноременной передачи; (z=2…3).
Значения коэффициентов , , , берем из таблицы 5.2 [2].
11. Расчет количества клиновых ремней.
Принимаем z=3.
12. Расчет силы предварительного натяжения.
13. Расчет окружной силы, передаваемой комплектом клиновых ремней.
14. Расчет силы натяжения ведущей и ведомой ветвей.
15. Расчет силы давления ремней на вал.
16. Проверочный расчет прочности ремня по max напряжениям в сечении ведущей
ветви.
где – напряжение растяжения, Н/мм2.
- напряжение изгиба, Н/мм2.
- напряжение от центробежных сил, Н/мм2.
– допускаемое напряжение растяжения, Н/мм2; - для клиновых ремней.
где – площадь поперечного сечения ремня,, табл. К31 [2].
где - модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней,
.
- высота сечения клинового ремня, . Таблица К31 [2].
где – плотность материала ремня, кг/м3; .
- неравенство выполняется.
5. Проектный расчет валов
1. Ведущий вал.
Определение диаметра концевого участка вала
где - вращающий момент на быстроходном валу редуктора; .
- допускаемое напряжение на кручение [3];
- для стали 40Х.
Выбираем наименьшее значение, т.е.
Округляем до стандартного значения [3].
Диаметр под подшипник
где - высота буртика. Зависит от диаметра концевого участка вала ; ; таблица 7.1 [2].
Округляем до стандартного значения . [2]
Диаметр под шестерню
где – радиус скругления; ; [2].
Округляем до стандартного значения
2. Ведомый вал.
Определение диаметра концевого участка вала
где – вращающий момент на тихоходном валу редуктора; .
Округляем до стандартного значения [3].
Диаметр под подшипник
где мм [2].
Округляем до стандартного значения . [2]
Диаметр под колесо , .
6. Конструктивные размеры
1. Размер колеса.
Диаметр ступицы:
Принимаем .
Длина ступицы:
Принимаем .
Ширина торцов зубчатого венца:
Принимаем
Толщина диска:
Принимаем
2. Размер корпуса.
Толщина стенки корпуса и крышки
Принимаем
Толщина фланцев корпуса и крышки
Толщина нижнего пояса корпуса
Диаметры болтов
1) фундаментных
Принимаем болт с резьбой М16.
2) крепления крышки к корпусу у подшипников
Принимаем болты с резьбой М12.
3) крепления крышки к корпусу
Принимаем болты с резьбой М10.
7. Проверка шпоночных соединений
Принимаем призматические шпонки по ГОСТ 23360-75, материал сталь 40Х, допускаемые напряжения для стальных деталей и для чугунных ступиц.
Входной вал.
Шпонка на выходном конце вала: ; ;; ; .
Выходной вал
Шпонка на выходном конце вала: ; ;; ;
.
Шпонка под колесом: ; ;; ;
.
Условие прочности выполнено для всех шпонок.
8. Проверка долговечности подшипников.
8.1. Ведущий вал.
1. Плоскость YZ.
2. Плоскость XZ.
3. Радиальные нагрузки на подшипник.
Рис. 1
Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику, расположенному на опоре B.
4. Определение эквивалентной динамической нагрузки.
где максимальная нагрузка на подшипник;
где статистическая грузоподъемность;
- коэффициент влияния осевого нагружения;
где – коэффициент радиальной нагрузки;
- коэффициент осевой нагрузки;
- коэффициент вращения кольца; (вращается внутреннее кольцо)
- коэффициент безопасности; таблица 7.6 [2]
– температурный коэффициент; таблица 9.5 [2]
5. Определение долговечности подшипника.
где - коэффициент надежности;
- коэффициент, учитывающий свойства подшипника;
(для шарикоподшипников)
- базовая динамическая грузоподъемность подшипника;
– показатель степени кривой усталости ( для шарикоподшипников)
- частота вращения подшипника, равна частоте вращения вала;
Срок службы редуктора
– подшипник выбран верно.
8.2. Ведомый вал
1. Плоскость YZ.
2. Плоскость XZ.
3. Плоскость YZ.
4. Радиальные нагрузки на подшипник.
Рис.2
Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику, расположенному на опоре D.
5. Определение эквивалентной динамической нагрузки.
где максимальная нагрузка на подшипник;
где статистическая грузоподъемность;
- коэффициент влияния осевого нагружения;
где - коэффициент вращения кольца; (вращается внутреннее кольцо)
- коэффициент безопасности; таблица 7.6 [2]
– температурный коэффициент; таблица 9.5 [2]
6. Определение долговечности подшипника.
где - коэффициент надежности;
- коэффициент, учитывающий свойства подшипника;
(для шарикоподшипников)
- базовая динамическая грузоподъемность подшипника;
– показатель степени кривой усталости ( для шарикоподшипников)
- частота вращения подшипника, равна частоте вращения вала;
Срок службы редуктора
– подшипник выбран верно.
9. Проверочный расчет валов
1. Ведущий вал
Выбираем материал вала сталь 45, улучшенная, твердость не менее 270 HB,
предел прочности , предел текучести ,
, .
1. Определение момента сопротивления при изгибе и при кручении
где – диаметр вала под подшипник;
2. Определение амплитуды симметричного цикла нормальных напряжений при изгибе и амплитуды от нулевого цикла касательных напряжений при кручении вала.
3. Определение коэффициента сопротивления усталости при кручении.
где – коэффициент концентрации напряжений;
- предел выносливости вала;
– коэффициент асимметрии цикла.
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений; табл. 10.13 [2].
– коэффициент, учитывающий качество поверхности; табл.10.8 [2].
– коэффициент, учитывающий наличие поверхностного упрочнения; , т.к поверхностного упрочнения нет.
где - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;
табл.10.6 [2].
4. Определение коэффициента сопротивления усталости при изгибе.
где - коэффициент концентрации напряжений
, - коэффициент амплитуды напряжения цикла; , т.к. осевой нагрузки нет
- коэффициент асимметрии цикла;
где – эффективный коэффициент концентрации напряжений;
табл. 10.13 [2];
– коэффициент, учитывающий качество поверхности; табл.10.8 [2]
где - суммарный изгибающий момент в опасном сечении и под подшипником соответственно.
5. Определение коэффициента запаса прочности.
Коэффициент запаса прочности больше допустимого (), следовательно, прочность вала обеспечена.
2. Ведомый вал
Выбираем материал вала сталь 45, улучшенная, твердость не менее 270 HB,
предел прочности , предел текучести ,
, .
1. Определение момента сопротивления при изгибе и при кручении
где – диаметр вала под колесом;
– диаметр вала под подшипник;
2. Определение амплитуды симметричного цикла нормальных напряжений при изгибе и амплитуды от нулевого цикла касательных напряжений при кручении вала.
3. Определение коэффициента сопротивления усталости при кручении.
где – коэффициент концентрации напряжений;
- предел выносливости вала;
– коэффициент асимметрии цикла.
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений; табл. 10.13 [2].
– коэффициент, учитывающий качество поверхности; табл.10.8 [2].
– коэффициент, учитывающий наличие поверхностного упрочнения; , т.к поверхностного упрочнения нет.
где - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;
табл.10.6 [2].
4. Определение коэффициента сопротивления усталости при изгибе.
где - коэффициент концентрации напряжений
, - коэффициент амплитуды напряжения цикла; , т.к. осевая нагрузка мала;
- коэффициент асимметрии цикла; .
где – эффективный коэффициент концентрации напряжений;
табл. 10.13 [2];
– коэффициент, учитывающий качество поверхности; табл.10.8 [2]
где - суммарный изгибающий момент в опасном сечении и под подшипником соответственно.
5. Определение коэффициента запаса прочности.
Коэффициент запаса прочности больше допустимого (), следовательно, прочность вала обеспечена.
10. Смазка редуктора и смазочные устройства
Для смазывания передач применяем картерную систему смазки. При окружной скорости колеса 1,47 м/с и максимальных контактных напряжениях 579,95 МПа выбираем сорт масла И-Г-А – 68 (табл. 10.29 [2]). Уровень масла назначаем таким, чтобы колесо погружено в масло на 10 мм.
Для замены масла предусмотрено сливное отверстие, закрытое резьбовой пробкой, для контроля уровня масла – контрольное отверстие, закрытое такой же пробкой.
Для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов и для защиты от попадания извне пыли и влаги используются манжетные уплотнения.
11. Выбор муфт
Вал редуктора и приводной вал рабочей машины соединяются компенсирующей цепной муфтой по ГОСТ 20742-93. Номинальный крутящий момент муфты . Число зубьев , шаг .
Расчетный момент
где - коэффициент режима нагрузки; табл.10.26 [2]
, условие выполняется, муфта пригодна
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Л.В. Курмаз, О.Л. Курмаз Конструирование узлов и деталей машин. Справочное ученбно-методическое пособие – М: Высшая школа, 2007. – 455 с.: ил.
2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. -
2-е издание, перераб. и дополн. - Калининград: Янтар. сказ, 2002. - 454 с.: ил., черт, - Б. ц.
3. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие/ С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин. - 3-е издание, стереотипное. Перепечатка с издания 1987 г. - М.: ООО “Альянс”, 2005. - 416 с.
4. Детали машин: Учебник
для машиностроительных