Энерго-кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Обоснование выбора параметров зубчатых передач. Предварительный выбор диаметров валов. Расчет радиальных нагрузок на подшипники качения. Проверка шпонки на смятие. Тепловой расчет редуктора.
Аннотация к работе
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГОКрутящий момент передается с вала электродвигателя с помощью клиноременной передачи на входной вал редуктора, далее через промежуточный вал на выходной вал, и при помощи муфты на конвейер. В процессе проектирования выполнены: энергокинематический расчет привода, проектировочный расчет зубчатых передач, проектировочный расчет валов на кручение, проверочный расчет подшипников качения, проверочный расчет шпоночных соединений, тепловой расчет редуктора, а также выбор системы смазки и смазочных материалов для зубчатых передач и подшипников качения. Мощность на выходном валу определяется по формуле где мощность на выходном валу, Вт; крутящий момент на выходном валу, ; угловая скорость на выходном валу, рад/с. Угловая скорость на выходном валу вычисляется по формуле где частота вращения выходного вала, об/мин. КПД привода может быть найден по формуле где КПД ременной передачи; КПД опорных подшипников качения вала I; КПД опорных подшипников качения вала II; КПД опорных подшипников качения вала III; КПД быстроходной зубчатой передачи; КПД тихоходной зубчатой передачи; КПД муфты.В основу методики проектировочного расчета зубчатых передач положено отсутствие выкрашивания боковых поверхностей зубьев. Так как в техническом задании указано мелкосерийное производство, выбираем для изготовления зубчатого колеса 1 группу твердости НВ ? 350, термообработка - улучшение. С учетом скоростей скольжения в зубчатом зацеплении выбирается 7 степень точности для быстроходной и тихоходной передач. Назначаем для косозубой передачи угол наклона зуба ? = 25? для быстроходной передачи и ? = 35? для тихоходной передачи, коэффициент смещения Х1 = Х2 = 0 (передача без смещения). Определяем межосевое расстояние для тихоходной ступени по формуле где dв3 - диаметр выходного вала, мм; = 20 мм - расстояние от колеса быстроходной передачи до выходного вала; da2 - диаметр вершин колеса, мм.Диаметр вала можно вычислить по формуле [1, c.161] где - допускаемые напряжения на кручение, Н/мм2; i - порядковый номер вала. Вычислим диаметры быстроходного и промежуточного валов по формуле (3.1) Диаметр быстроходного вала под подшипник определяется по следующим условиям Диаметр промежуточного вала под подшипник определяется по следующим условиям Так как нагрузка, действующая на вал, зависит от крутящего момента, то: для быстроходного вала, ввиду малого значения момента, нагрузка небольшая, для промежуточного вала - средняя, для тихоходного вала - большая.Составим уравнения моментов в вертикальной плоскости YOZ относительно точки опоры I Составим уравнения моментов в вертикальной плоскости YOZ относительно точки опоры II Составим уравнения моментов в горизонтальной плоскости XOZ относительно точки опоры I Составим уравнения моментов в горизонтальной плоскости XOZ относительно точки опоры II Составим уравнения моментов в вертикальной плоскости YOZ относительно точки опоры IIIВыбираем стандартные призматические шпонки ГОСТ 23360-78 [3, c.68]: На быстроходном валу Шпонка 8?7?40; Напряжение смятия на промежуточном валу под каждой из шестерен, а также под колесом, получилось больше допускаемого, поэтому поставим дополнительные шпонки с противоположной стороны вала. Удлинить шпонку у одной из шестерен возможности нет, так как шпонка является общей с колесом. Напряжение смятия на тихоходном валу на шпонке под колесом получилось выше допускаемого в связи с этим попробуем увеличить размеры шпонки. Так как при увеличении шпонки напряжение смятия все равно выше допускаемого, а еще больше удлинить шпонку нет возможности, так как при большем увеличении шпонка будет выходить за размеры колеса, поэтому поставим дополнительные шпонки с противоположной стороны вала.Условие работы редуктора без перегрева записывается в виде где - фактический перепад температур между маслом и окружающей средой, ; - допускаемый перепад температур между маслом и окружающей средой, , [1, c.256]. Из уравнения теплового баланса получаем: где - КПД редуктора; - коэффициент теплоотдачи, [1, с.256]; - площадь наружных стенок редуктора, м2. Определим площадь поверхности редуктора где а - длина редуктора, м; b - ширина редуктора, м; h - высота редуктора, м; Креб - коэффициент учитывающий оребрение редуктора, Креб = 1,5.Смазываемые зубчатых зацеплений и подшипников качения уменьшает потери на трение, предотвращает износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии. Для зубчатых передач выбираем тип смазывания - картерное смазывание. Картерное смазывание осуществляется окунанием зубчатых колес в масло, заливаемое внутрь корпуса. Картерное смазывание можно применять при линейных скоростях [1, c.250]. Контактные напряжения быстроходной ступени , линейная скорость , используя таблицу [1, c.253] выберем кинематическую вязкость .Выбираем для выходного вала редуктора наиболее распространенный вид жестких муфт - зубчатую муфту. Выберем муфту по [4, с.