Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Редуктор состоит из корпуса, в котором помещаются элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. Определяем расчетную мощность передачи: P= Р1кдкакнкрегкс·креж·kz·kn, где кд - коэффициент динамической нагрузки, кд =1,25 ка - коэффициент межосевого расстояния, ка =1 кн - коэффициент наклона линии центра к горизонту, кн =1,25 крег-коэффициент, учитывающий способ натяжения цепи, крег =1 кс - коэффициент, учитывающий способ смазки, кс =1 креж - коэффициент, учитывающий режим работы, креж =1,25 kz - коэффициент числа зубьев kz= z01/z1, где z01 - число зубьев ведущей звездочки типовой передачи, z01=25 kz=25/20=1,25 kn - коэффициент частоты вращения kn= n01/n1, где n01 - частота вращения ведущей звездочки типовой передачи, об/мин, n01=100 kz=100/98,4=1,016 Так как диаметр вала двигателя составляет 38мм, то выбираем диаметр вала под муфту (рис 2) dm=36 мм б) определим диаметр вала под подшипники. dп=dm 2h=36 8=44 мм принимаем диаметр под подшипники равным 45 мм. в) определяем диаметр буртика на валу dб=dп 2h=45 10=55 мм г) принимаем dп=dy=45 мм 2 - Выходной вал редуктора а) определим наименьший диаметр вала по формуле dm= б) определяем диаметр вала под подшипники dп=dm 2h=63 14=77 мм принимаем диаметр вала под подшипники равным 75 мм в) диаметр вала под уплотнение dп=dy=75 мм г) диаметр под колесо dk=dп 2мм=75 2=77 мм д) принимаем диаметр вала под втулку dвт=dk=77 мм е) диаметр вала под буртик dб=dk 2h=77 15=92 ммВ данном курсовом проекте разработан привод цепного конвейера с червячным редуктором. Так же были спроектированы основные сборочные единицы редуктора (червячное колесо, валы, корпус и крышка редуктора) и всего привода в целом (муфта, приводной вал).
Введение
Транспортеры (конвейеры) перемещают сыпучие и кусковые материалы или штучные однородные грузы непрерывным потоком на небольшие расстояния. Их широко используют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т.д.
В данном курсовом проекте разрабатывается привод цепного конвейера с тяговым органом, для которого используются специальные тяговые цепи, а вместо барабанов устанавливаются звездочки. Тяговый орган получает движение от приводной станции, которая состоит из электродвигателя, упругой муфты, Червячного редуктора, с предохранительным устройством, тяговой звездочки, приводного вала и рамы.
Редуктором называется механизм, состоящий из передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.
Редуктор состоит из корпуса, в котором помещаются элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
Выбор червячного редуктора обусловлен удобством общей компоновки привода (относительным расположением двигателя и рабочего вала приводимой в движение машины и т.д.) и позволяет получить меньшие габариты по длине и изменить направление передачи, что является ее основным достоинством.
1. Кинематический и силовой расчет привода
Определение мощности на приводном валу
Рпр = Ft.V = 6,5 1 = 6,5 КВТ
Ft - тяговое усилие цепи конвейера;V - скорость движения цепи.
Мощность на валу ведущей звездочки Р1= 7,924КВТ, Частота вращения вала ведущей звездочки n1=94,8об/мин;
Передаточное отношение цепной передачи i=2.
Определение числа зубьев ведущей z1 и ведомой z2 звездочек
Принимаем z1=10; z2= z1·іцп; z2= 10·2=20<z2max=100…120, где z2max - максимальное число зубьев ведомой звездочки, 20< 100 - условие выполнено.
2.2 Предварительное определение межосевого расстояния 1 а1= (30…50)рц, а=35·125 =437,5 мм
Определяем расчетную мощность передачи: P= Р1кдкакнкрегкс·креж·kz·kn, где кд - коэффициент динамической нагрузки, кд =1,25 ка - коэффициент межосевого расстояния, ка =1 кн - коэффициент наклона линии центра к горизонту, кн =1,25 крег- коэффициент, учитывающий способ натяжения цепи, крег =1 кс - коэффициент, учитывающий способ смазки, кс =1 креж - коэффициент, учитывающий режим работы, креж =1,25 kz - коэффициент числа зубьев kz= z01/z1, где z01 - число зубьев ведущей звездочки типовой передачи, z01=25 kz=25/20=1,25 kn - коэффициент частоты вращения kn= n01/n1, где n01 - частота вращения ведущей звездочки типовой передачи, об/мин, n01=100 kz=100/98,4=1,016
Расчетная мощность передачи
Рр=7,924·1,254·1,016=19,655 КВТ
Принимаем роликовую однорядную цепь ПР38,1- 127 ГОСТ13568-97 с шагом t=38.1 мм
Рр =34.8< [Рр] =19.655 - условие выполняется
Определение окружной скорости в передаче V м/с
При кс=1 и V=0,625м/с назначаем густую внутри шарнирную смазку
Определение числа звеньев цепи или длины цепи в шагах Lp
привод редуктор червячный передача
Принимаем четное число ЗВЕНЬЕВLР =40
Уточнение межосевого расстояния a
По рекомендациям уменьшаем межосевое расстояние на
?а =0,002*472.35=0.944мм;
а=472.35 - 0.944= 471,4мм;
Определение делительных окружностей ведущей d1 и ведомой d2 звездочек
;
;
Определение окружной силы Ft
Ft= P/V, Ft = 7,9·1000/0,625=12640 Н
2.9 Определение натяжения от центробежных сил F?
F?=QV2, где q - масса единицы длины цепи, кг/м, q =5,5
F?= 5,5 · 0,6252 = 2,148 Н
Определение силы предварительного натяжения цепи F0
F0=kf·a·q·g, где kf - коэффициент провисания, kf =6;
а - длина свободной ветви цепи, м, а=1,5005;
g - ускорение свободного падения, м/с2, g=9,81.
F0=6·1,5005 ·5,5·9,81=485 Н
2.11 Определение возможности резонансных колебаний где n1к - критическая частота вращения, об/мин.
47,9<98,4- условие выполняется, резонанса нет.
Нагрузка на вал от цепной передачи
Fk=1.15Ft=1.15 12640=14536 Н
3. Редуктор
Расчет допускаемых напряжений.
Для червяка выбираем сталь марки 40Х с примесями, поверхностной закалкой шлифованием и полированием витков червяка.
Исходя из того, что скорость скольжения 12,6 м/с выбираем материал для венца червячного колеса - высокооловянистую бронзу марки БР.ОФ10-1 с отливкой в кокиль, что увеличивает сопротивление зубьев изнашиванию.
=4,5· 10-4· 9,65· 2900= 12,6 м/с
Расчет контактных напряжений
=
-допускаемые контактные напряжения, соответствующие числу циклов перемены напряжений.
= ,ГДЕNHG - базовое число циклов перемены напряжений;
NHE - эквивалентное число циклов перемены напряжений.
T - крутящий момент на валу;
? - коэффициент, учитывающий распределение времени действия нагрузки;
?= 0,75 - коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии.
Окружная сила на червяке и колесе
Ft1 = 2 T1/d1= 2 = 873,75 Н
Ft2 =2 T2/d2 = 2 899,66/244,72 10-3= 7352,56 Н
Осевые силы на червяке и колесе
Fa1= Ft2 = 7352,56
Fa2 = Ft1= 873,75
Радиальная сила для червяка и колеса
Fr = Ft2tg? = 7352,56 3,73= 27440 Н
Модуль нормальный mn = mcos? = 8 0,999=7,982
Диаметры выступов червяка и колеса da1 = d1 2 m = 80 16 = 96 мм da2 = d2 2 m = 244,72 16 = 260,72 мм
3.2.20 Диаметры впадин червяка и колеса df1 = d1 - 2,4m = 80-2,4 8=60,8 мм df2 = d2 - 2,4m = 244,72-2,4 мм
Ширина зубчатого венца колеса b2 = 0,75da1=0,75 96=72
Длина нарезной части червяка при коэффициенте смещения x=0 b1 = (11 0,06z2) m= (11 0,06 31)8= 102,88 мм
Эквивалентное число зубьев колеса
ZV2 = z2 / cos3? = 31/0,997=31,09
Коэффициент формы зуба колеса
YF2= 1,74
Проверка по напряжениям изгиба
?F = 0.7 YF2 = 0,7 = 20,78
20,78
Уточним кпд передачи ? = = = 0,83 ? - угол трения в зацеплении
Максимальный диаметр колеса
DAM2=da2 2 m= 200,72 16= 276,7
Проверка передачи при перегрузках по контактным напряжениям
Проектный расчет валов редуктора: входного вала редуктора с использованием диаметра вала электродвигателя:
Рис. 1 - Входной вал редуктора а) Если входной вал и электродвигатель соединяются муфтой, т.е. крутящий момент для них одинаков, то можно диаметр вала под муфту принять примерно равным диаметру вала электродвигателя (допускаемое отклонение составляет 20%). Тогда зададимся диаметром вала под муфту. Так как диаметр вала двигателя составляет 38мм, то выбираем диаметр вала под муфту (рис 2) dm=36 мм б) определим диаметр вала под подшипники. dп=dm 2h=36 8=44 мм принимаем диаметр под подшипники равным 45 мм. в) определяем диаметр буртика на валу dб=dп 2h=45 10=55 мм г) принимаем dп=dy=45 мм
Рис. 2 - Выходной вал редуктора а) определим наименьший диаметр вала по формуле dm= б) определяем диаметр вала под подшипники dп=dm 2h=63 14=77 мм принимаем диаметр вала под подшипники равным 75 мм в) диаметр вала под уплотнение dп=dy=75 мм г) диаметр под колесо dk=dп 2мм=75 2=77 мм д) принимаем диаметр вала под втулку dвт=dk=77 мм е) диаметр вала под буртик dб=dk 2h=77 15=92 мм
Расчетная схема и определение реакций опор выходного вала редуктора:
Рис. 3 - Расчетные схемы выходного вала редуктора: а) общая; б) в вертикальной плоскости; в) в горизонтальной плоскости а=112 мм, b=112 мм, с=120 мм.
Реакции опор а) в горизонтальной плоскости б) вертикальная плоскость в) суммарные реакции
Подбор и проверка подшипников качения для тихоходного вала редуктора.
Выбираем подшипник средней серии № 315 ГОСТ 8338-75, у которого
Срок службы 7 лет
Кгод=0,6
Ксут=0,67
Динамическая грузоподъемность Cr = 112000H
Статическая радиальная грузоподъемность Cor = 72500 Н.
Расчет ведем по подшипнику B, так как он более нагружен.
Расчетную динамическую грузоподъемность определяем по формуле где
3.8.5 Диаметр болтов, соединяющих корпус с крышкой: d3=12 мм
Смазка передачи и подшипников.
Так как окружная скорость 12,6 м/с, то для смазки передач применяем картерную смазку.
Рекомендуемая кинематическая вязкость масла для зубчатых колес закрытых передач при окружной скорости более 5 м/с составляет при 100?С 18•10-6 м2/с. Для смазки применяем масло цилиндровое 52 ГОСТ 20799-88.
При картерной смазке колес подшипники качения смазываются брызгами масла. Масло захватывается и разбрызгивается тихоходным колесом и, таким образом, маслом покрываются все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее с колес, с валов и со стенок корпуса масло попадает в подшипники.
Для защиты подшипников от внешней среды и удержания смазки применяем манжетные уплотнения.
4. Выбор муфты
Для соединения вала электродвигателя с валом-шестерней редуктора выберем муфту типа МУВП. Так как крутящий момент на выходном валу редуктора равен Тх=29,1Н•м, выбираем муфту на диаметр посадочного отверстия d=18 мм и МОМЕНТТ=31,5Н•м. Длина муфты L=84 мм, длина полумуфты l=42мм, ширина зазора B=4 мм, внешний диаметр муфты D=90 мм.
Для соединения выходного вала редуктора с приводным валом выберем муфту типа МУВП. Так как крутящий момент на выходном валу редуктора равен Т4=446,18Н•м, выбираем муфту на диаметр посадочного отверстия d=40 мм и МОМЕНТТ=500Н•м. Длина муфты L=169 мм, длина полумуфты l=80 мм, ширина зазора B=8 мм, внешний диаметр муфты D=170 мм.
5. Выбор посадок сопряженных деталей
В единичном и мелкосерийном производстве для соединения деталей редуктора применяем посадки с зазором и переходные посадки, облегчающие процессы сборки и разборки.
Для цилиндрического зубчатого колеса принимаем переходную посадку . Сборка производится под прессом или ударами молотка, разборка - с помощью съемника.
Для распорных втулок принимаем переходную посадку .
Для муфты принимаем переходную посадку .
Для подшипников принимаем посадку на вал к6, обеспечивающую неподвижное соединение, в корпус H7, обеспечивающую возможность передвижения подшипника в корпусе при регулировке. А для манжеты выбираем посадку на вал е9.
6. Экономическое обоснование конструкции привода
С экономической точки зрения данный редуктор достаточно дешев в изготовлении и эксплуатации. Это обосновано тем что: За исключением червячного колеса для основных деталей редуктора (колеса, валы, крышки подшипников, корпуса крышки редуктора и др.) применялись дешевые материалы, такие как сталь 40 Х, серый чугун;
были использованы только стандартные изделия, что обуславливает их легкую замену в случае поломки;
все основные узлы были проверены на прочность и долговечность, что позволяет использовать их максимальное время;
колесо и шестерня стандартизированы, в результате чего не возникает проблем с их изготовлением;
использование картерной системы смазки также удешевляет производство редуктора.
Вывод
В данном курсовом проекте разработан привод цепного конвейера с червячным редуктором. Это удобно в помещениях с ограниченным местом под установку. Так же были спроектированы основные сборочные единицы редуктора (червячное колесо, валы, корпус и крышка редуктора) и всего привода в целом (муфта, приводной вал). Были выбраны стандартные изделия такие, как крепежные болты, подшипники, шпонки и т.д., а также подобрана система смазки подшипников и колес. Для данного привода производился подбор электродвигателя, удовлетворяющего условию проектного задания. Была спроектирована рама для крепления редуктора и двигателя к фундаменту.
Список литературы
1. Фатеев В.И., Соловьев В.Д. Курсовое проектирование деталей машин. - Тула: Изд-во ТУЛГУ, 2002. - 338 с.
2. Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высш. шк., 1991. - 383 с.
3. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 496 с.
4. Решетов Д.М. Атлас деталей машин. - М.: Машиностроение, 88.
5. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. - М.: Машиностроение, 2004. - 440 с.
6. Чернавский С.А., Снесарев Г.А., Козинцев Б.С. и др. Проектирование механических передач. - М.: Машиностроение, 1984. - 580 с.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
