Проектирование редуктора привода ленточного конвейера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра МТМ

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к расчетно-графической работе по деталям машин на тему:

«Проектирование редуктора привода ленточного конвейера»

Задание № 2/06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка

 

 

                                                                            Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

2013

Содержание

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лит

Лист

Листов

 

 

 

 

 

 

Редуктор одноступенчатый цилиндрический

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

Разраб.

 

 

 

Пров.

 

 

 

Т. контр.

 

 

 

Н. контр.

 

 

 

Утв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Редуктором называется механизм, выполненный в виде отдельного агрегата, служащий для понижения угловой скорости и, соответственно, для повышения крутящего момента.

Редуктор – неотъемлемая составная часть современного оборудования. В приводах общемашиностроительного  назначения, разрабатываемых при  курсовом проектировании, редуктор является основным и наиболее трудоемким узлом.

Одноступенчатый цилиндрический редуктор служит для передачи крутящего момента между параллельными осями. Компоновочные возможности редуктора весьма ограничены и сводятся в основном к расположению осей валов в пространстве.

Зацепление в большинстве  случаев косозубое с углом  наклона линии зуба , но редко встречается и прямозубое. В редукторах с обычно шевронное. Диапазон передаточных чисел равен .

Одноступенчатый цилиндрический редуктор применяется в грузоподъемных механизмах, конвейерах, транспортерах, питателях и т.д.

К условиям применения редукторов относятся:

- нагрузка постоянная  и переменная, одного направления  и реверсивная; 

- работа постоянная и  с периодическими остановками; 

- вращение валов в любую  сторону, частота вращения быстроходного  вала до 1500 об/мин.

От работоспособности  и ресурса цилиндрического редуктора  во многом зависит обеспечение требуемых  функциональных параметров и надежности машины в целом.

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

3

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

4

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание на курсовой проект по деталям машин 2/06

 

Спроектировать одноступенчатый  горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и цепную передачу для привода к ленточному конвейеру (рис. 12.1).

 

 

F_л - полезная сила, передаваемая лентой конвейера;

v_л - скорость ленты; D_б - диаметр приводного барабана.

Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа односменная.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Fл, кН	8,5	3,9	5,25	6,5	4,5	5,0	7,5	6,0	8,0	3,8
vл, м/сек	1,2	1,3	0,8	1,25	1,2	1,0	1,1	1,2	1,1	1,2
Dб, мм	400	300	300	350	350	300	400	400	350	300

 

Разработать:

1. Общий вид привода.
2. Редуктор.
3. Приводной вал с барабаном.
4. Плиту или раму.
5. Рабочие чертежи 2-х деталей.
6. Пояснительную записку.

 
 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

5

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

 

По табл. 1.1   примем:

КПД пары цилиндрических зубчатых колес h₁ = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, h₂ = 0,99; КПД открытой цепной передачи h₃ = 0,92; КПД, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, h₄ = 0,99.

Общий КПД привода

 

h = h₁h₂²h₃h₄ = 0,98 × 0,99² × 0,92 × 0,99 = 0,875.

 

Мощность на валу барабана P_б = F_л v_л = 5 ^. 1 = 5 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя

 

 кВт.

 

Угловая скорость барабана

 рад/с

 

Частота вращения барабана

 об/мин

 

 

В табл. П.1 (см. приложение) по требуемой мощности Р_тр = 5,7 кВт с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи, выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А 132 М6, с параметрами Р_дв = 7,5 кВт и скольжением 3,2%.

 

Номинальная  частота  вращения п_дв = 1000 — 32 = 968 об/мин, а угловая скорость w рад/с.

Проверим общее передаточное отношение:

,

что   можно   признать   приемлемым,   так   как   оно   находится между 9 и 36 (большее  значение принимать не рекомендуют).

Частные   передаточные   числа  (они  равны  передаточным  отношениям)

можно принять:  для редуктора  по  ГОСТ  2185-66 и_р = 5; для цепной

 

передачи  .

 

 

 

Частоты вращения и угловые  скорости валов редуктора и приводного барабана:

 

Вал В	n1 = nдв = 968 об/мин	ω1 = ωдв = 101,32 рад/с
Вал С	об/мин	рад/с
Вал А	nб = 61 об/мин	ωб = 6,7 рад/с

 

Вращающие моменты:

На валу шестерни

 

на валу колеса

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

6

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

 

XXX-XXX-XXXX

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Расчет зубчатых колес редуктора

 

Так как в задании нет  особых требований в отношении габаритов  передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (см. гл. III, табл. 3.3); для шестерни сталь 45, термическая обработка — улучшение, твердость НВ 230; для колеса - сталь 45, термическая обработка -улучшение, но твердость на 30 единиц ниже — НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

 

,

 

где s_{Н lim b} – предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

По табл. 3.2 гл. III для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

 

s_{Н lim b} = 2 НВ + 70

 

К_HL — коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают   К_HL = 1; коэффициент безопасности [S_H] = 1,10.

Для косозубых колес расчетное  допускаемое контактное напряжение по формуле (3.10) гл. III.

[s_н] = 0,45 ([s_н1] + [s_н2]);

 

для шестерни 482 Мпа;

 

 

для колеса  428 МПа.

 

Тогда расчетное допускаемое  контактное напряжение

 

[s_н] = 0,45 (482 + 428) = 410 МПа.

 

Требуемое условие [s_н] £ 1,23 [s_н2 ] выполнено.

Коэффициент К_Нb, несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно по табл. 3.1, как в случае несимметричного расположения колес, значение К_Нb = 1,25.

 

 

 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

7

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

8

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем для косозубых  колес коэффициент ширины венца  по межосевому расстоянию 

Межосевое расстояние из условия  контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле (3.7) гл. III

 

 мм.

где  для  косозубых  колес  К_а = 43,  а передаточное  число нашего  редуктора и = и_р = 5.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 a_w = 160 мм.

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

т_п = (0,01 ¸ 0,02) a_w = (0,01 ¸ 0,02) 160 = 1,6 ¸ 3,2 мм;

принимаем по ГОСТ 9563 — 60* т_п = 2,5 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев b = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса:

 

 

 

Принимаем z₁ = 21; тогда z₂ = z₁∙u = 21 ^. 5 = 105.

Уточненное значение угла наклона зубьев

 

;

 

 

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные:

 мм

 мм

 

Проверка: мм

 

диаметры вершин зубьев:

 мм

 
 мм

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

 

XXX-XXX-XXXX

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инв. № подп

Подп. и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подп. и дата

 

 

 

 

 

Лист

9

ДМ 2/06.00.00.ПЗ

 

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ширина колеса b₂ = y_baa_w = 0,4 ^. 160 = 64 мм:

ширина шестерни b₁  = b₂ + 5 мм = 69 мм.

Определяем коэффициент  ширины  шестерни по диаметру:

 

.

 

Окружная скорость колес  и степень точности передачи

 

 м/с

 

При такой скорости для косозубых колес следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

 

 

Значения К_нb  даны в табл. 3.5; при y_bd = 1,294, твердости НВ £ 350 и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи К_нb  » 1,155.