Разная полезность (Записка 11)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

И ордена Трудового Красного Знамени

Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана


Кафедра «Детали машин»














ПРИВОД ЭЛЕВАТОРА

Пояснительная записка


ДМ 11-03.00.00














Студент_________________(Баграмова Л.З) Группа Э6-61

Руководитель проекта______________(Фомин М.В.)












2003 г.


1 Кинематический расчет 3

1.1.Подбор электродвигателя 4

1.2.Определение частот вращения и вращающих моментов на валах 4

2. Расчет конической зубчатой передачи 5

2.1 Выбор материала колеса и шестерни 5

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. 5

3. Эскизное проектирование 6

3.1 Проектные расчёты валов 6

3.2 Выбор типа подшипников 7

3.2 Расчет подшипников на быстроходном валу 7

3.3 Расчет подшипников на тихоходном валу 10

3.4 Расчет подшипников на приводном валу 13

4. Проверочный расчет валов на прочность 16

4.1 Расчет быстроходного вала 16

4.2. Расчет тихоходного вала 20

4.3 Расчет приводного вала 24

5 Расчет соединений 26

5.1 Шпоночные соединения 26

5.1.1. Шпонка на валу электродвигателя: 26

5.1.2. Шпонка на конце быстроходного вала: 26

5.1.3. Шпонка на тихоходном валу (2 шт): 27

5.1.4. Шпонка на приводном валу (2 шт): 27

5.2 Сварное соединение 27

6. Расчет приводной цепи. 29

7 Выбор роликовой обгонной муфты. 29

8 Выбор упругой муфты 29

9 Выбор смазочных материалов 30

Список использованной литературы: 31



1 Кинематический расчет


1.1.Подбор электродвигателя


Определяем требуемую мощность электродвигателя и частоту вращения.


Находим общий К.П.Д. кинематической цепи:

Определяем требуемую мощность и частоту вращения электродвигателя:

Выбираем электродвигатель 112M4/1432 (по таблице 24.9 - cтр. 417).

Pэ=5.5 кВт, dэ=32 мм


1.2.Определение частот вращения и вращающих моментов на валах


Частота вращения приводного вала:

Передаточное отношение редуктора:

Частота вращения тихоходного вала редуктора:

Определяем вращательный момент на тихоходном валу TT:

Для начала определим момент на валу элеватора


  1. Расчет конической зубчатой передачи


Результаты расчета приведены в распечатках 1 и 2.


2.1 Выбор материала колеса и шестерни


В зависимости от вида изделия, его эксплуатации и требований к габаритным размерам выбирают необходимую твердость колеса и шестерни и материалы для их изготовления. Передачи со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньше, чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая, в свою очередь, зависит от марки стали и вида термической обработки.

С другой стороны, в связи с обычным по соображениям жесткости увеличением диаметра вала от концевого участка к участку расположения шестерни необходимо выполнение условия (для конической передачи):

dm1 1.35dэ

Где dm1 средний делительный диаметр шестерни

Для конструктивной проработки выбираем вариант 1.

По таблице 2.1 (стр.11) выбираем материалы и виды обработки для колеса и шестерни.

Выбираем марку стали: для шестерни - Сталь 45, а для колеса - Сталь 40ХН, термообработка - улучшение.


2.2 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба.


Контактные напряжения , МПа:

При номинальной нагрузке:

Расчётные ……………………………………………………………………………………………………….421.4

Допускаемые…………………………………………………………………………………………………….446.0

При максимальной нагрузке:

Расчётные ……………………………………………………………………………….……………………….625

Допускаемые…………………………………………………………………………….…………………….11652


Напряжения изгиба , МПа:

При номинальной нагрузке: шестерня колесо

Расчётные ………………………………………………………………………………………………….…….52 54.9

Допускаемые…………………………………………………………………………………………………….140.5 120.1

При максимальной нагрузке:

Расчётные ……………………………………………………………………………….……………………….114.3 120.9

Допускаемые…………………………………………………………………………….…………………..…..1021.4 872.8


3. Эскизное проектирование


3.1 Проектные расчёты валов


Предварительные оценки значений диаметров различных участков валов редуктора определяем по формулам [стр.42]:


- для быстроходного вала

для данного d находим на стр. 42 значения:


- для тихоходного вала:



принимаем диаметр под колесо равным:

3.2 Выбор типа подшипников


При выборе типа подшипников для конического редуктора необходимо учитывать, что колесо и шестерня должны быть точно и жестко закреплены в осевом направлении. Шариковые радиальные подшипники характеризует малая осевая жесткость, поэтому для опор валов применяются конические роликовые подшипники. При высокой частоте вращения вала-шестерни (более 1500 об./мин.) применяют шариковые радиально-упорные подшипники, но в данном случае их применять не рекомендуется, т.к частота вращения вала-шестерни невелика. Таким образом для опор колеса и шестерни используем конические роликовые подшипники.

Также необходимо выбрать тип подшипников для приводного вала. Корпуса, в которых размещают эти подшипники, устанавливают на раме конвейера. Погрешности изготовления деталей и сборки неизбежны, и это приводит к перекосу и смещению осей посадочных отверстий корпусов подшипников друг относительно друга. Помимо прочего, в работающей передаче под действием нагрузок происходит деформация вала. В нашем случае в конструкции приводного вала из-за неравномерного распределения нагрузки на ковшах элеватора возникают перекосы вала и неравномерность нагружения опор вала.

Исходя из этих соображений необходимо применять в таких узлах сферические подшипники, допускающие значительные перекосы.


3.2 Расчет подшипников на быстроходном валу


Определение сил, нагружающих подшипник

Силы, действующие в зацеплении (на шестерне).

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Консольная сила:


Предварительный выбор подшипника

За основу берем роликовый подшипник № 7207А. Если грузоподъемность окажется недостаточной, возьмем среднюю серию

Длины участков

Находим реакции опор:

В горизонтальной плоскости:

В верткальной плоскости:

Реации от консольной нагрузки:

Полные реакциив опорах:

Динамическая грузоподъёмность:

Коэффициент минимальной осевой нагрузки: е=0,37


Определим осевые силы, необходимые для нормальной работы подшипника:


Определим эквивалентную динамическую нагрузку:

X и Y - коэффициенты радиальных и осевых нагрузок

FА/(V RA) = 0,307 что меньше "e"

Следовательно X = 1 и Y = 0

FВ/(V*RB) = 1.5, что больше "e"

Следовательно X = 0.4 и Y = 1.6




, где V=1,0 - коэффициент вращения кольца,

=1,4 - коэффициент безопасности,

=1,0 - температурный коэффициент,

Эквивалентные нагрузки на подшипник с учетом переменности режима работы


Pэr = КЕ*Pr,

где КЕ - коэффициент эквивалентности, зависящий от режима

работы. Так как у нас режим работы II, то КЕ = 0,63.

PэrА = 0,63*4463 = 2811.7 Н.

PэrВ = 0,63*6242 = 3932.42 Н.

Более нагруженным является подшипник В. Дальнейший расчет будем вести по нему.


Расчет подшипника на ресурс



,где =1 - коэффициент, учитывающий вероятность отказа,

=0,65 - коэффициент, учитывающий условия смазки и материала деталей подшипника,

=10/3 - показатель степени,

=1430 1/мин - частота вращения быстроходного вала.