Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Гарантия предоставляется на оборудование, вышедшее из строя по вине завода изготовителя, при условии соблюдения всех правил, изложенных в Руководстве ...полностью>>
'Документ'
В. 30 3 0 10 3 00 8 5 00 5 Математика - абитуриенту Парчайкина Л. А. 30 3 0 7 40 8 179 0 Элективные курсы "Риторика" Давыдова В. М. 4 3 0 8 89 0 ,5 58...полностью>>
'Документ'
18. Пользователь работал с каталогом Участники. Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем спустился на один уровень вниз, потом ещё раз спустил...полностью>>
'Решение'
Комиссия Управления Федеральной антимонопольной службы по Ярославской области по контролю в сфере размещения заказов (далее – Комиссия) в составе: пре...полностью>>

Главная > Пояснительная записка

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Кафедра "Детали машин"

ПРИВОД ЦЕПНОГО КОНВЕЙЕРА

Пояснительная записка

ДМ 346-05.00.00 ПЗ

Студент (Губанов А.А.) Группа Э2-62

Руководитель проекта (Гудков В.В.)

2011 г.


СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание…………………………………………………………………………………...

Введение………………………………………………………………………………………………...

1. Кинематический расчет привода…………………………………………………………….…..

1.1. Подбор электродвигателя………………………………………………………….…...…

1.2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах………………..........

2. Проектирование редуктора………………………………………………………………………

2.1. Расчет червячной передачи……………………………………………….…………...….

2.2. Эскизное проектирование……………………………………………………………...…

2.3. Конструирование червяка и червячного колеса…………………………………….... 2.4. Конструирование корпуса и подшипниковых узлов…………...…………………….....

2.5. Подбор подшипников качения на заданный ресурс………………….…………...…….

2.6. Расчет валов на статическую прочность и сопротивление усталости……...………….

2.7. Выбор системы смазки и смазочных материалов……………………………………….

2.8. Конструирование реактивной тяги…………………………………………………...…..

2.9. Расчет соединений………………………………………...……………….………………

3. Проектирование приводного вала……………………………………………………………….

3.1. Описание конструкции………………………………………………………………...….

3.2. Подбор подшипников качения на заданный ресурс……………………………….…....

3.3. Расчет вала на статическую прочность и сопротивление усталости…………….….....

3.4. Расчет соединений……………………………………………………………………...….

Список литературы…………………………………………………………………………………….

Приложения…………………………………………………………………………………………….

2

3

4

4

4

5

5

5

5

6

7

9

14

14

16

22

22

22

24

27

29

30

Введение

В данной работе выполнено проектирование привода цепного конвейера, состоящего из навесного мотор-редуктора, а также приводного вала с двумя звездочками для тяговой цепи и реактивной тяги с предохранительным устройством, препятствующей вращению корпуса мотор-редуктора. В данном приводе используется электродвигатель АИР100S4 (P = 3 КВт, n = 1410 об/мин), КПД привода 0,806.

Проведены основные расчеты, выбрана оптимальная конструкция. Вычисления и выбор параметров описаны в данной пояснительной записке. Графическая часть проекта представлена на 5 листах формата А1.

1. Кинематический расчет привода

1.1 Выбор электродвигателя

Определим необходимую мощность электродвигателя. Мощность на приводном валу:

КВт

- окружная сила, КН; - скорость тяговой цепи, м/с.

Общий КПД привода:

- КПД пары подшипников качения, - КПД втулочной муфты, - КПД червячной передачи.

Расчетная мощность электродвигателя:

КВт

Принимаю мощность электродвигателя КВт.

Определим частоту вращения электродвигателя. Скорость тяговой цепи

;

D – Диаметр звездочки. Выразим D через шаг цепи P и количество зубьев z

;

Частота вращения приводного вала:

об/мин.

Определение общего передаточного отношения

;

Принимаю . Расчетная частота вращения электродвигателя

об/мин;

Принимаю электродвигатель АИР100S4 (P = 3 КВт, n = 1410 об/мин).

1.2 Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Исходные данные для расчета редуктора:

Передаточное отношение редуктора

Принимаю .

Частота вращения тихоходного вала

об/мин;

Момент на приводном валу:

Нм;

Момент на тихоходном валу:

Нм.

2. Проектирование редуктора

2.1 Расчет червячной передачи

Расчет червячной передачи был выполнен с применением ЭВМ. В результате расчета были получены 3 варианта исполнения червячного редуктора (см. Приложение А).

Согласно техническому заданию, мотор-редуктор расположен консольно, поэтому целесообразно снижение массы редуктора. Наименьшей массой обладает первый вариант исполнения редуктора, но третий вариант обладает более высоким КПД (0,831 против 0,815) и венец зубчатого колеса редуктора выполнен из более дешевого материала, чем в первом варианте, при этом незначительно превосходит первый вариант по массе. Из полученных вариантов был выбран третий.

Для третьего варианта был выполнен расчет основных характеристик механизма с помощью ЭВМ. Его результаты приведены в Приложении Б.

2.2 Эскизное проектирование

Расстояние между внешними поверхностями деталей передач (величины взяты из результатов расчета на ЭВМ, Приложение Б)

мм

- делительные диаметры червяка и червячного колеса, - наибольший диаметр червячного колеса, - диаметр вершин червяка [1, c.49, рис. 3.6].

Величина зазора [1, с. 48]

мм

Принимаю а = 10 мм.

Расстояние между червяком и дном корпуса [1, с. 48]

мм

Принимаю мм.

Для тихоходного вала [1, с. 45]

мм

Диаметр тихоходного вала выбран бóльшим, так как предполагается использование роликовых подшипников.

Принимаю мм [1, табл. 24.1].

Ширина ступицы [1, рис. 3.6]

мм;

Принимаю мм.

2.3 Конструирование червяка и червячного колеса

2.3.1 Червячное колесо

Материал червячного колеса:

венец – БрА9ЖЗЛ ГОСТ 613-79,

ступица – Ст45 ГОСТ 1050-88.

Ступица выполнена из стали, так как редуктор навесной и на нее приходятся значительные нагрузки. Венец соединяется со ступицей посадкой с натягом, так как невозможно выполнить наплавленный венец – температура заливки бронзы превышает температуру фазовых изменений в стали.

Ширина зубчатого венца

Число зубьев: 58.

Модуль .

Диаметры:

делительный ,

начальный ,

вершин ,

впадин ,

наибольший колеса ,

2.3.2 Червяк

Материал червяка – Сталь 20Х ГОСТ 4543-71.

Длина нарезанной части червяка .

Число заходов: 2.

Коэффициент диаметра червяка .

Делительный угол подъема .

Диаметры:

делительный ,

начальный ,

вершин ,

впадин .

2.4 Конструирование корпуса и подшипниковых узлов

2.4.1. Конструирование корпуса

Корпус неразъемный, так как , отлит из чугуна. Толщина стенки корпуса [1, c. 289]

где Т – вращающий момент на тихоходном валу, Нм.

Принимаю .

Проушины для транспортировки редуктора отлиты заодно с корпусом. В верхней части корпуса предусмотрен люк для контроля пятна контакта. В крышке люка имеется отверстие для заливки масла, пробка этого отверстия оборудована отверстиями-отдушинами.

На боковой стенке корпуса находится пробка для контроля уровня масла. В нижней части корпуса имеется отверстие для слива масла. Для улучшения герметичности, все пробки имеют коническую резьбу.

2.4.2 Конструирование подшипниковых узлов

Вследствие того, что на валы действуют значительные осевые силы, применяются роликовые конические подшипники. Для увеличения жесткости валов подшипники установлены "враспор", так как отношение [1, c.52].

Крышки подшипников привертные. С целью унификации для крепления всех крышек редуктора используются винты М8 с внутренним шестигранником. Конструкция подшипниковых узлов позволяет регулировать подшипники с помощью прокладок, устанавливаемых под фланец крышки подшипника. Также такая конструкция позволяет регулировать зацепление, добиваясь оптимального пятна контакта червяка с червячный колесом.

Крышка подшипника червячного колеса совмещена с боковой крышкой.

Посадки подшипников выберем в соответствии с [1, табл. 7.8]

На быстроходном и тихоходном валу установлены роликовые подшипники, вид нагружения внутреннего кольца – циркуляционное, выбираем посадку k6. Вид нагружения внешнего кольца – местное, выбираем посадку Н7.

2.5 Подбор подшипников качения на заданный ресурс

2.5.1 Подбор подшипников быстроходного вала

Определение сил, действующих на опоры см. п. 2.6.1. Предварительно был выбран подшипник 7208А. Проверим, подходит ли он. Схема быстроходного вала представлена на рис. 5.

Для типового режима нагружения III коэффициент эквивалентности .

Рис. 5

Вычисляем эквивалентные нагрузки: ,, .

Схема установки подшипников – враспор. Для принятых предварительно подшипников Cr=58.3КН, C0r=40КН, е=0.37, Y=1.6, Y0=0.9, X0=0.5.

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы

Находим осевые силы, нагружающие подшипники

Отношение , что меньше е=0.37. Тогда для опоры 1 X=1, Y=0.

Отношение , что больше е=0.37. Тогда для опоры 2 X=0.4, Y=1.6.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников при КБ=1.4 [1, табл. 7.6] и КТ=1 (tраб<100°C) в опорах 1 и 2:

Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем расчетный скорректированный ресурс при a1=1 (вероятность безотказной работы 90%), а23=0.6 (обычные условия применения [1, c. 117]) и к=10/3 (роликовый подшипник)

Расчетный ресурс больше требуемого 8000ч.

Проверка выполнения условия . Для этого выполним следующие расчеты при наибольших значениях заданных сил для более нагруженной опоры 2.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники

Отношение , что больше е=0.37. Тогда для опоры 2 X=0.4, Y=1.6.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипника опоры 2:

Условие выполнено: .

2.5.2 Подбор подшипников тихоходного вала

Определим силы, действующие на опоры червячного колеса.

Схема червячного колеса представлена на рис. 6.

Рис. 6

,

Предварительно был выбран подшипник 7212А. Проверим, подходит ли он.

Для типового режима нагружения III коэффициент эквивалентности .

Вычисляем эквивалентные нагрузки: ,, .

Схема установки подшипников – враспор. Для принятых предварительно подшипников Cr=91.3КН, C0r=40КН, е=0.4, Y=1.5.

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы

Находим осевые силы, нагружающие подшипники

Отношение , что меньше е=0.4. Тогда для опоры 1 X=1, Y=0.

Отношение , что больше е=0.4. Тогда для опоры 2 X=0.4, Y=1.5.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников при КБ=1.4 [1, табл. 7.6] и КТ=1 (tраб<100°C) в опорах 1 и 2:

Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем расчетный скорректированный ресурс при a1=1 (вероятность безотказной работы 90%), а23=0.6 (обычные условия применения [1, c. 117]) и к=10/3 (роликовый подшипник)

Расчетный ресурс больше требуемого 8000ч.

Проверка выполнения условия . Для этого выполним следующие расчеты при наибольших значениях заданных сил для более нагруженной опоры 2.

Находим осевые силы, нагружающие подшипники

Отношение , что больше е=0.4. Тогда для опоры 2 X=0.4, Y=1.5.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипника опоры 2:

Условие выполнено: .

2.6 Расчет валов на статическую прочность и сопротивление усталости

2.6.1 Расчет быстроходного вала на статическую прочность

На прочность и сопротивление усталости будем рассчитывать быстроходный вал, как наиболее нагруженный. На рис. 7 представлена схема быстроходного вала. Анализируя конструкцию быстроходного вала, а также эпюру внутренних силовых факторов, видим, что опасными являются сечения А-А (рабочая часть червяка) и Б-Б (место посадки правого по рисунку подшипника) (рис. 7). Материал вала – сталь 20Х . Временное сопротивление, предел текучести, предел текучести при кручении, предел выносливости при изгибе , предел выносливости при кручении , коэффициент выносливости к асимметрии цикла .

Приведем все силовые факторы к оси вала. Найдем реакции в опорах, построим эпюры изгибающих моментов.

Реакции в опорах:

Сечение А-А

Изгибающие моменты:

Растягивающая сила:

крутящий момент:

Момент сопротивления сечения:

Площадь сечения:

Момент сопротивления кручению:

Нормальные напряжения

Касательные напряжения

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

.

Сечение Б-Б

Растягивающая сила:

Крутящий момент:

Площадь сечения:

Момент сопротивления кручению:

Нормальные напряжения

Касательные напряжения

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

.

Так как во всех сечениях статическая прочность вала обеспечена.

Рис. 7

2.6.2 Расчёт быстроходного вала на сопротивление усталости

Анализируя конструкцию быстроходного вала, а также эпюру внутренних силовых факторов, видим, что наиболее нагруженными являются сечения А-А (рабочая часть червяка) и Б-Б (место посадки внутреннего кольца подшипника, шпоночный паз).

Сечение А-А

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:

Поверхность червяка имеет шероховатость

Коэффициенты влияния качества поверхности (при ) [1, с. 189]:

; .

Вал изготовлен с поверхностным упрочнением.

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения [1, с. 189]:

.

Концентраторов напряжений в сечении нет.

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:

Коэффициент влияния асимметрии цикла:

.

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Коэффициенты запаса прочности в рассматриваемом сечении:

Сечение Б-Б

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла

Для передачи вращающего момента от электродвигателя к быстроходному валу предусмотрена шпонка. Шпоночный паз является концентратором напряжений. По табл. 10.7 и 10.12 [1] соответственно коэффициент влияния абсолютных размеров , эффективный коэффициент концентрации напряжений . Параметр шероховатости поверхности Ra=0.8 мкм, [1, табл. 10.8]. Поверхность вала без упрочнения, [1, табл. 10.9].

Коэффициент снижения предела выносливости

Внутреннее кольцо подшипника установлено на валу с натягом, поэтому концентратор напряжений в соединении – посадка с натягом. По [1, табл. 10.13], . Ra=0.8 мкм, [1, табл. 10.8]. Поверхность вала без упрочнения, [1, табл. 10.9].

Коэффициенты снижения предела выносливости

Коэффициент снижения предела выносливости от шпоночного паза больше, поэтому принимаем

Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении

Коэффициент влияния асимметрии цикла

Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен в данном случае коэффициенту запаса по касательному напряжению

Сопротивление усталости обеспечено, так как во всех сечениях



Похожие документы:

  1. Г. Л. Савицкая анализ хозяйственной деятельности предприятия

    Документ
    ... студентов ... ДМ): PV = A ДМ. Рассчитаем ДМ ... записка), справка, заключение. Пояснительная записка ... 05 (+0,05) • 5400 = +270 Второй сорт 4000 0,30 0,25 -0,05 (-0,05) ■ 4000 = -200 Итого - 1,00 1,00 ... PI = I££d = о,97; 757,1 346,5-3 + 236,8-4 + 149,2-5 , „ ... (ПЗ), ...

Другие похожие документы..