Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчёт привода. Расчёт зубчатых колёс редуктора. Проектировочный расчёт валов редуктора. Расчет и подбор муфт. Размеры шестерни и колеса. Проверка долговечности подшипников. Смазка и смазочные устройства.
Аннотация к работе
Развитие машиностроения характеризуется широким внедрением гибких автоматических производств, позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции и дающих наибольший экономический эффект; повсеместным внедрением автоматических линий, систем автоматического управления и проектирования, промышленных роботов, роторных и роторно-конвейерных комплексов, машин и оборудования со встроенными средствами микропроцессорной техники, а также многооперационных станков с ЧПУ. Созданием новых машин и оборудования необходимо осуществлять только на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций (например, унифицированный станочный модульный блок - станок с ЧПУ в сочетании с промышленным роботом и автоматическим транспортным накопительным устройством с обязательным наличием микропроцессора). Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая соосная с раздвоенной ступенью и т. д.).Так как передается небольшой крутящий момент, для шестерни и колеса принимаем материал [3], табл. Принимаем твердость: шестерни - 171 НВ, предел текучести 270 и для колеса - 192 НВ, предел текучести 270. 2.20 Сравнительная характеристика прочности зубьев на изгиб: шестерня: (39) колесо: Прочность зубьев колеса оказалась выше прочности зубьев шестерни , поэтому проверочный расчет передачи на изгиб надо выполнять по зубьям шестерни. Эскизная компоновка устанавливает положение колес редукторной пары, элемента открытой передачи и муфты относительно опор (подшипников); определяет расстояние и между точками приложения реакций подшипников быстроходного и тихоходного валов, а также точки приложения силы давления элемента открытой передачи и муфты на расстоянии и от реакции смежного подшипника. Определить точки приложения консольных сил: а) для открытой передачи силу давления цепной передачи принять приложенными к середине выходного конца вала на расстоянии от точки приложения реакции смежного подшипника. б) сила давления муфты приложена между полумуфтами, поэтому можно принять, что в полумуфте точка приложения силы находится в торцовой плоскости выходного конца соответствующего вала на расстоянии от точки приложения реакций смежного подшипника.Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: · На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шариковые однорядные подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 °С. · В ведомый вал закладывают шпонку и устанавливают зубчатое колесо до упора в буртик вала, затее надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шариковые радиально-упорные подшипники, предварительно нагретые в масле. Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком.
Введение
Развитие машиностроения характеризуется широким внедрением гибких автоматических производств, позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции и дающих наибольший экономический эффект; повсеместным внедрением автоматических линий, систем автоматического управления и проектирования, промышленных роботов, роторных и роторно-конвейерных комплексов, машин и оборудования со встроенными средствами микропроцессорной техники, а также многооперационных станков с ЧПУ. Созданием новых машин и оборудования необходимо осуществлять только на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций (например, унифицированный станочный модульный блок - станок с ЧПУ в сочетании с промышленным роботом и автоматическим транспортным накопительным устройством с обязательным наличием микропроцессора).
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи. Указанные механизмы являются наиболее распространенной тематикой дипломного проектирования.
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим механизмом для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая соосная с раздвоенной ступенью и т. д.).
1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
1.1 Определяем общий КПД привода [3] стр. 39 h = h з.п ?hп3?hц.п?hm? = 0,98 ? 0,98 ? 0,93 ? 0,993= 0,866 (1)
КПД пары цилиндрических зубчатых колес hз.п = 0,98
КПД пары подшипников качения hп = 0,99
КПД открытой цепной передачи hц.п = 0,93
КПД муфты (потери в муфте) hm = 0,98
1.2 Определяем мощность на валу барабана
КВТ, (2) где КН - сила натяжения ленты;
м/с - скорость ленты;
1.3 Определяем требуемую мощность электродвигателя
КВТ; [1] стр. 3 (3)
1.4 Определяем частоту вращения вала барабана. мин-1, (4) где м - диаметр барабана;
3.5 Определяем предварительное значение передаточных чисел
(1) таблица 2,3 стр. 43, приняв предварительное стандартное значение
Uз. п. =5,0; Uц. п=3,8;
Uобщ= Uз. п* Uц. п=5,0*3,8=19.
1.6 Определяем частоту вращения вала двигателя nдв = nб* U общ=27,284*19=708,396 мин-1
1.7 По полученным значения выбираем электродвигатель
Выбираем по полученным данным Ртр двигателя и nдв - двигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный, серии 4А общепромышленного применения, закрытый, обдуваемый: 4АМ100Ь8У3, для которого Рном=1,5 КВТ, nдв=700 мин-1, с учетом потери на силы скольжения. ([1]таблица К9, стр. 384).
1.8 Уточняем общее передаточное число привода
. (5)
1.9 Производим разбивку, для чего принимаем стандартное значение передаточного числа для зубчатой передачи [3], 43
;
; (6)
1.10 Определяем частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и привода барабана. (по[3] табл. 2.4)
Вал двигателя:
(7)
Ведущий вал редуктора:
с-1
Ведомый вал редуктора: (8)
1.11 Выполняем силовой расчет привода.
Вал двигателя
(10)
(11)
Ведущий вал редуктора
(12)
(13)
Ведомый вал редуктора
(14)
(15)
Ведущий вал барабана
(16)
Таблица 1.
Вывод
Перед сборкой внутреннюю полость редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: · На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шариковые однорядные подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 °С.
· В ведомый вал закладывают шпонку и устанавливают зубчатое колесо до упора в буртик вала, затее надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шариковые радиально-упорные подшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов, затягивают винты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом механических прокладок для регулировки.
Перед постановкой врезных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения. Проверяют проворачиваемость валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Затем ввертывают пробку маслоспускательного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие прокладкой из технического картона, закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Список литературы
1. Техническая механика: Методические указания к дипломному проектированию 2010.
2. Фролов М. И. «Техническая механика. Детали машин» 2008.
3. Шейнблит Ф. Е. «Дипломное проектирование деталей машин» 2011.