Проектирование привода шнеков-смесителей для подачи флюса при беспрерывной сварке в механосборочном цеху - Курсовая работа

Привод шнеков-смесителей служит для передачи вращающего движения от вала электродвигателя через редуктор на шнеки, для приведения их в движение. Электродвигатель преобразует электроэнергию в механическую, вал двигателя совершает вращательное движение, но количество оборотов ротора электродвигателя очень велико для скорости вращения шнеков. Для снижения количества оборотов и увеличения крутящего момента и служит данный редуктор. Цель выполнения данного курсового проекта: показать основы конструирования, получить навыки инженера-конструктора.Мощность электродвигателя на выходе: , Требуемая мощность электродвигателя: , где - коэффициент полезного действия привода. где - к. п. д. муфты, ; Частота вращения выходного вала: Частота вращения электродвигателя определяется по формуле: , где - передаточное отношение привода; Диапазон возможных передаточных чисел привода: Определяем диапазон возможных частот вращения двигателя: Выбираем электродвигатель Принимаем асинхронный электродвигатель с меньшей мощностью серии 4А с короткозамкнутым ротором - 4А160МЧУ3 с креплением на лапах. Рисунок 1-Электродвигатель 4А160МЧУ3Определим общее передаточное число редуктора: .Определим частоты вращения валов: ; ;Определяем общее время работы редуктора привода по формуле: , где nлет=10 лет - время работы редуктора; Определим число циклов нагружения на всех ступенях редуктора: , где с - число циклов нагружения на всех ступенях редуктора, с=1: ; Так как число нагружений на каждой ступени 1,2 3 и 4 валов превышает значение , то расчет ведем по первой ступени диаграммы.Исходными данными для проекта являются: вращающий момент на валу червячного колеса, Т2=2,704 КН·м;Число зубьев червячного колеса: Ориентировочное значение скорости скольжения vck между зубьями червячного колеса и витками червяка: Выбираем материалы: - червяк сталь 45, HRC 45…50;Допускаемое напряжение при расчете на контактную выносливость: , где - условное допускаемое напряжение при расчете на контактную выносливость (по табл.K? - коэффициент концентрации нагрузки: ? - коэффициент деформации червяка (по табл. (z1 = 2; q = 8 - принято) x - отношение средневзвешенного момента к максимальному Все данные для расчета известны: Основной модуль зацепления: Полученное значение модуля округляют до ближайшего стандартного по ГОСТ 2144-76.Осевой модуль червяка и торцевой модуль колеса [2, табл.3.9]: мм. Шаг зубьев червяка и колеса: 10=31,4 мм Наружный диаметр червячного колеса: Межосевое расстояние: Длина нарезанной части червяка: Ширина обода червячного колеса: Рисунок 2 - Геометрические параметры червячной передачиСкорость скольжения определяем по формуле:

Отличие от ранее рассчитанной скорости незначительное.Фактические контактные напряжения:3.10 [2]), зависящий от эквивалентного числа зубьевДля нормальной работы передачи разность температур масла тм и окружающего воздуха тв не должна превышать допустимую величину: где коэффициент теплопередачи, назначаемый в зависимости от циркуляции окружающего редуктор воздуха;Для цилиндрических колес назначаем следующие значения твердости поверхности зубьев шестерни и колеса 53 HRC.Допускаемые напряжения при проектировочном расчете на выносливость зубьев при изгибе определяются по формуле: , где - предельные напряжения зубьев передач на выносливость, МПА.Расчет передачи №2 а) Выбираем числа зубьев шестерни . Числа зубьев колеса определим по формуле: , где - число зубьев колеса; . б) Минимальное значение модуля зацепления, при котором обеспечивается изгибная прочность зубьев колеса передачи, определяется по формуле: , где - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, выбираем по табл. В формулу для вычисления модуля подставляем значения , , , того элемента (шестерни или колеса), у которого отношение меньше. Расчет передачи №3. а) Передаточное отношение третьей передачи указано в задании: Принимаем числа зубьев шестерни и колеса . б) Минимальное значение модуля зацепления, при котором обеспечивается изгибная прочность зубьев колеса передачи, определяется по формуле: , где - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, выбираем по табл.Назначим степень точности изготовления зубчатых передач в зависимости от окружной скорости: , .Дополнительные нагрузки учитываются коэффициентом нагрузки при расчете на усталость изгибу и - при расчете на контактную усталость.Фактические напряжения изгиба в опасных сечениях основания зубьев шестерен определяют по формуле: Фактические напряжения изгиба в опасном сечении зуба колеса определяют по формуле: Величина окружного усилия рассчитывается так: Передача 2: .

Содержание

Введение

1. Определение исходных данных к расчету редуктора

1.1 Выбор и проверка электродвигателя

1.2 Расчет общего и частных передаточных отношений редуктора

1.3 Расчет частот вращения, мощностей и вращающих моментов на валах

1.4 Выбор расчетной нагрузки

2. Проектирование червячной передачи

2.1 Выбор материалов для изготовления червяка и червячного колеса

2.2 Определение допускаемых напряжений

2.3 Определение расчетной нагрузки

2.4 Приближенный проектировочный расчет главного и основных параметров передачи из условия обеспечения контактной прочности зубьев колеса

2.5 Определение основных размеров зацепления

2.6 Уточнение величины скорости скольжения

2.7 Проверочный расчет зубьев червячного колеса на контактную прочность

2.8 Проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгибную прочность

2.9 Тепловой расчет редуктора

3. Расчет цилиндрических передач

3.1 Выбор материалов для изготовления зубчатых колес

3.2 Приближенное определение предельных и допускаемых напряжений для материалов колес зубчатых передач

3.3 Приближенный проектировочный расчет главного и основных параметров передач из условия обеспечения изгибной прочности зубьев

3.4 Проверочный расчет зубчатых передач

3.4.1 Уточнение расчетной нагрузки

3.4.2 Проверочный расчет фактических изгибных напряжений

3.4.3 Проверочный расчет фактических контактных напряжений

3.4.4 Определение предельных и допускаемых напряжений материала колес

3.4.5 Допускаемые напряжения при проверочном расчете на контактную выносливость

4. Конструирование зубчатых колес и эскизная компоновка редуктора

4.1 Конструирование зубчатых колес

4.2 Эскизная компоновка редуктора

5. Проектирование валов

5.1 Проектный расчет вала

5.2 Определение нагрузок, действующих на вал

5.3 Приближенный расчет вала

5.4 Проверочный расчет на усталостное сопротивление

5.5 Выбор и расчет шпонок

6. Проектирование узлов подшипников качения

6.1 Выбор подшипников качения

6.2 Расчет подшипников качения

6.3 Конструирование узлов подшипников

7. Выбор и расчет муфт

8. Конструирование корпуса редуктора

9. Смазывание передач

Заключение

Перечень ссылок

Привод шнеков-смесителей служит для передачи вращающего движения от вала электродвигателя через редуктор на шнеки, для приведения их в движение.

Электродвигатель преобразует электроэнергию в механическую, вал двигателя совершает вращательное движение, но количество оборотов ротора электродвигателя очень велико для скорости вращения шнеков. Для снижения количества оборотов и увеличения крутящего момента и служит данный редуктор.

В работе разработан трехступенчатый червячно-цилиндрический редуктор. Цель выполнения данного курсового проекта: показать основы конструирования, получить навыки инженера-конструктора.

К важнейшим требованиям, предъявляемым к проектируемой машине, относятся экономичность в изготовлении и эксплуатации, удобство и безотказность обслуживания, надежность и долговечность.

Для обеспечения этих требований детали должны удовлетворять ряду критериев, важнейшие среди которых: прочность, надежность, износостойкость, жесткость, виброустойчивость, теплостойкость, технологичность. Зубчатые передачи в современной промышленности имеют большое значения. Благодаря высокому КПД они широко применяются в технике.

Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работой студента и поэтому ее значение весьма существенно. Изучение основ конструирования (проектирования) начинают с конструирования простейших узлов машин - приводов, редукторов. Опыт и знания, приобретенные студентом при конструировании этих узлов машин, являются основой для его дальнейшей конструкторской работы, а также для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.