Проектирование привода конвейера

 

 

 

 

Коэффициент выносливости асимметрии цикла

 

 

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

 

 

Коэффициент запаса прочности

 

• Сечение II-II

 

 

 

,   Ra=0,8 мкм   ,      ,      ,  

 

 

 

 

 

 

 

 

• Сечение III-III

 

 

Ra=0,8 мкм   ,      ,      ,  

 

 

 

 

Сопротивление усталости вала обеспечено: во всех опасных сечениях  ,  

 

10. Выбор муфты

 

Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к быстроходному валу и устранения несоосности вала выбираем муфту. Наиболее подходит пальцевая муфта с упругим диском. Пальцевая муфта имеет особую форму резинового диска( уплотнения под пальцами), что обеспечивает оптимальное распределение в ней напряжений.Ее размеры стандартизованы и зависят от величин крутящего момента и диаметра вала. Муфты пальцевые с упругим диском, обладая значительным диаметром, хорошо компенсируют угловые смещения валов. Эти муфты не требуют ухода в процессе эксплуатации, допускают простую замену упругого элемента. Они могут быть использованы для соединения двигателя с передаточным механизмом, т.е. при установке на быстроходной ступени.

Осевое смещение валов 1…3 мм

Радиальное смещение валов 0,2…1 мм

Угловое смещение валов ˂1,5°

 

11. Выбор посадок зубчатых колес и подшипников

 

Стандарт СЭВ рекомендует применять преимущественно посадки колес в системе отверстия и шестерни в системе вала. Применение системы отверстий предпочтительнее, поскольку при этом сокращается номенклатура дорогих инструментов. Систему вала применяют при технологической целесообразности использования гладких валов, сопряженных с деталями, имеющими различные предельные отклонения.

Поле допуска внутреннего кольца подшипника, выбирается по ГОСТ 520-71. Так как в редукторе внутренние кольца подшипников всех валов вращаются, а наружные стоят на месте, то имеет место местное нагружение,  следовательно подшипник монтируют с зазором, что позволяет уменьшить износ внутренних дорожек.

По рекомендациям ГОСТ 3325-85 примем следующие посадки подшипников:

          - для  наружных колец 

         - для внутренних колец

Для установки шпонки в паз вала воспользуемся рекомендуемой СТ СЭВ 57-73 переходной посадкой  , а для установки шпонок крепления зубчатого колеса воспользуемся соответственно посадкой с зазором, .

Допуск вала под манжет :d9.

 

12. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников

 

Смазочные материалы в машинах применяют с целью уменьшения интенсивности изнашивания, снижения сил трения, отвода от трущихся поверхностей теплоты, а также для предохранения деталей от коррозии. Снижение сил трения благодаря смазке обеспечивает повышение КПД машины, кроме того снижаются динамические нагрузки, увеличивается плавность и точность работы машины.

Для смазывания передач наиболее часто применяют картерную систему. Требуемую вязкость масла определяем в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Принимаем индустриальное для гидравлических систем  масло без присадок  И-Г-А-32.

И- индустриальное масло

Г- гидравлическая система

А-масло без присадок

32- класс кинематической вязкости

Глубина погружения зубчатых колес в масло должно быть не менее 10 мм от вершин зубьев. Максимальная глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть

   , принимаем .

Объем масла заливаемого в редуктор составляет :

 

13. Результаты расчета зубчатой передачи

 

1. Материалы и допускаемые напряжения

Шестерня- 35ХМ

Зубчатое колесо- 35ХМ

Контактная выносливость:

 

Изгибная выносливость:

 

Допускаемые напряжения на контактную выносливость:

Зубчатое колесо -    

Шестерня -    

Допускаемые напряжения на изгибную выносливость:

Зубчатое колесо -     

Шестерня -     

2. Геометрические параметры зубчатой передачи

Межосевое расстояние

Рабочая ширина венца 

                                        

Диаметр делительной окружности 

                                                            

Диаметр окружности вершин зубьев    

 

Диаметр окружности впадин зубьев  

                                                                 

3. Силы действующие в зацеплении

Окружная сила:   

Радиальная сила:  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Описание разработанного привода

 

В данном курсовом проекте разработан привод ленточного конвейера: разработан сборочный чертеж редуктора, приводного вала,  подобран двигатель, муфта и рассчитана цепная передача.

В качестве двигателя у большинства конвейеров используется стандартный электромотор трехфазного тока. Электродвигатель выбирается по потребляемой мощности привода и по частоте вращения ротора. Наиболее оптимальным электродвигателем для данного проекта является электродвигатель марки АИР112МВ8 с Рэл.дв=3 кВт и nэл.дв=709 мин –1.

Условное обозначение двигателя:

АИ- серия

Р- вариант привязки мощности к установочным размерам

112- высота  оси вращения

М- усадочный размер по длине станины

В- длина сердечник статора, при условии сохранении установочного размера

8- число полюсов

Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к быстроходному валу редуктора и выбираем муфту. Наиболее подходит пальцевая муфта с упругим (промежуточным) диском. Допускается сочетание полумуфт с разными диаметрами посадочных отверстий в пределах одного номинального крутящего момента. Размеры муфты стандартизованы и зависят от величин крутящего момента и диаметра вала.

Допускаемые смещения валов:

Осевое 1…3 мм

Радиальное 0,2…1 мм

Угловое ˂1,5°

Муфта не требует ухода в процессе эксплуатации, допускает простую замену упругого элемента.

Посредством муфты двигатель соединяется с ведущим валом редуктора. Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. В чугунном корпусе редуктора размещены элементы передачи.

Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: на ведущий вал- шестерню насаживают маслоотражающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80…100оС; в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колёсо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку. Затем ставят крышки подшипников. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения пропитанные горячим маслом.

Собранный ведомый вал устанавливают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса герметиком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух штифтов. Проверяют проворачивание валов, отсутствие заклинивания подшипников. Далее на выходные концы ведомого и ведущего валов устанавливают звёздочку и полумуфту.

Выходной вал редуктора посредством цепной передачи соединяется с конвейером. В цепной передачи использована цепь типа ПР-25,4-5670 - приводная роликовая с шагом  Р=25,4 мм и разрушающей нагрузкой  5670 Н.

Исполнительным механизмом в данном проекте является приводной вал конвейера. Для ленточного конвейера - это вал приводного барабана. Так как изготовление привода массовое, то барабан на приводном валу изготовляют литьем. Для того чтобы лента не сбегала с барабана, он выполнен бочкообразной формы. Вал выполнен ступенчатой формы и в опорах применены самоустанавливающиеся подшипники (двухрядные сферические шариковые) из-за невозможности точной установки корпусов подшипников. Вал зафиксирован в осевом направлении в одной опоре, а другая выполнена плавающей.

Согласно полученному заданию спроектирован привод конвейера, т.е. произведены расчеты и разработаны чертежи в объеме, установленном заданием на курсовой проект. Все необходимые расчеты и пояснения особенностей конструкции и эксплуатации привода оформлены в пояснительной записки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Уровень стандартизации и унификации

 

Болт  М12 ГОСТ 15589-70 - для соединения корпуса и крышки редуктора

Болт М8 ГОСТ 7796-70 – для привертывания крышек подшипников к корпусу редуктора

Штифт 8 ГОСТ 3-2234-93 – для точного фиксирования положение крышки редуктора относительно корпуса

Манжета ГОСТ 8752-79 – для защиты от грязи внешней среды

Подшипник  ГОСТ 8338-75 - служит опорой для валов

Муфта пальцевая с упругим диском ГОСТ 25021-93 - для передачи вращающего момента без изменения его значения и направления

Шпонка ГОСТ 23360-78 – для передачи крутящего момента от вала к ступице или наоборот

Гайка М12 ГОСТ 15523-70 – для стягивания соединения корпуса и крышки редуктора

Шайба ГОСТ 10450-78 – для защиты от самоотвинчивания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Список  литературы

 

1. Атлас конструкций детали машин, под ред. Д. Н. Решетова М.: «Машиностроение»,1992 г.
2. Атлас конструкций узлов и деталей машин, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1981 г.
3. В.И. Анурьев – Справочник коструктора –машиностроителя, т.1,2,3. 
   М.: «Машиностроение», 1980 г.
4. А.В. Буланже, Н.В. Палочкина, Л.Д. Часовников, методические указания по расчёту зубчатых передач редукторов и коробок скоростей по курсу «Детали машин», часть 1, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1980 г.
5. А. В. Буланже  методические указания по подбору и расчету цепных передач по курсу «Детали машин», Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1981 г.
6. Е. А. Витушкина методические рекомендации по выполнению курсового проекта по курсу «Детали машин» «Смазочные материалы», Калуга, КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005 г.
7. П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин.  
   М.: «Высшая школа», 1985 г.
8. М.Н. Иванов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Домашнее задание №2

Вариант №13

Рассчитать параметры передач по представленной кинематической схеме редуктора и заданным данным (задание прилагается).

Дано:

, где

- крутящий  момент на тихоходном валу, ;

- частота  вращения быстроходного вала, ;

- частота  вращения тихоходного вала, ;

- расчетный  ресурс, .

 

1. Определение материала зубчатых колес

 

Шестерня –ТВЧ

Колесо – У

Определяем материал:

Шестерня – Сталь 35ХМ

HRC=48…53    σT=790 МПа

Колесо – Сталь 35ХМ

HВ=269…302    σT=790 МПа

 

2. Определение допускаемых напряжений

 

Колесо	Шестерня
Сталь 35ХМ-улучшение	Сталь 35ХМ-ток высокой частоты

 

Режим работы – II

1. Коэффициенты приведения

В зависимости от режима и термообработки.

На контактную выносливость:

На изгибную выносливость:

 

2. Число циклов перемены напряжений

Контактная выносливость:

Изгибная выносливость:

 

3. Суммарное число циклов перемены напряжений

-общее передаточное  число привода

 

 

4. Эквивалентные числа циклов перемены напряжений