ДМ05-02 (записулька)

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 ленточного транспортёра

Пояснительная записка


ДМ 05-01.00.00 ПЗ












Студент _____________ (Орлов С.В.) Группа Э9-62

Руководитель проекта ______________ (Зябликов В.М.)








2007г.

Содержание стр.


1. Краткое описание работы изделия и его назначение………………………..…3


2. Кинематический расчет привода …………………………………….………… 4


3. Выбор варианта расчета………………………………………………………….6


4. Эскизное проектирование…………………..……………………………………7

  1. 4.1. Проектный расчет валов……………………………………………………7

  2. 4.2. Расстояния между деталями редуктора……………………………………8

  3. 4.3. Выбор типа и схемы установки подшипников……………………………8

5. Расчет подшипников ……………………………………………………………..9

  1. 5.1. На тихоходном валу…………………………………………………………9

  2. 5.2. На промежуточном валу……………………………..……………………..11

  3. 5.3. На быстроходном валу……………………………………………………..13

  4. 5.4. На приводном валу…………………………………………………………15

  5. 5.5. Выбор посадок подшипников……………………………………………...17


6. Проверочный расчет валов на статическую прочность………………………..18

  1. 6.1. Для быстроходного вала…..……...…………………………………….......18

  2. 6.2. Для промежуточного вала.……………………………..……………...........20

  3. 6.3. Для тихоходного вала……………………………………………………….22

  4. 6.4. Для приводного вала………………………………………………………..25


7. Проверочный расчет валов на усталостную прочность…………………………28

  1. 7.1. Для быстроходного вала…..……...………………………………………….28

  2. 7.2. Для промежуточного вала.……………………………..……………............29

  3. 7.3. Для тихоходного вала………………………………………………………..30

  4. 7.4. Для приводного вала………………………………………………………..33


8. Расчет шпоночных соединений ………………………………………………….35

  1. 8.1. Колеса и промежуточного вала

  2. 8.2. Колеса и тихоходного вала

  3. 8.3. Быстроходного вала и полумуфты

  4. 8.4. Тихоходного вала и полумуфты


9. Расчет сварных соединений……………………………………………..………36


10. Выбор смазки редуктора………………………………………..………..…… 37


11. Подбор муфты ……………………………………………………………..…...38


Список используемой литературы………………………………………………...39


  1. Краткое описание работы изделия и его назначение


Ленточный транспортер предназначен для непрерывной горизонтальной транспортировки различных грузов.

Движение ленты осуществляется посредством литого барабана. Передача вращения на него осуществляется посредством двухступенчатого соосного редуктора с тихоходной ступенью внутреннего зацепления и асинхронного электродвигателя. Передача вращения от двигателя к редуктору осуществляется через муфту. Соединение приводного вала и тихоходного вала редуктора так же осуществляется посредством муфты. Приводная станция смонтирована на сварной раме транспортера.

Электропитание осуществляется от сети переменного 3-х фазного тока с частотой 50 Гц и напряжением 380В. Расчетный ресурс 10000ч при надежности подшипников качения 90%, зубчатых передач 98%. Изготовление мелкосерийное - 100 штук в год.


2. Кинематический расчет привода


Исходные данные:

Редуктор 2-х ступенчатый, соосный с тихоходной ступенью внутреннего зацепления

Типовой режим нагружения №2

Ресурс 10000 ч.

Выпуск 1000 шт.

Ft= 4 кН

V=0.85 м/с

D=400 мм

B=400 мм


Кинематический расчет привода


Выбор электродвигателя


Мощность на выходе:


PВ=Ft*V/103=4000*0.85/1000=3.4 кВт


Требуемая мощность электродвигателя


Pэ.тр=PВобщ=3,4/0,89=3,82 кВт


η общпод* ηпер* η м2=0,99*0,972*0,982=0,89 (Данные взяты из таблицы 1.1. [2 с. 7]


Требуемая частота вращения приводного вала


nв=6*104*V/(πDб)=6*10000*0.85/(3.14*400)=40.6 1/мин


Ориентировочная частота электродвигателя


nэл=nв*Uред=40,6*(10…30)=406…1218 1/мин


Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя табл. 24.9 [2 с.459] выбран тип электродвигателя 112МА6 с мощностью Pэл.дв=4 кВт и частотой nэл=950 1/мин


Передаточное отношение редуктора


Uред=nв/nэл=950/40,6=23,4


Вращающий момент на приводном валу


Тв=10-3*Ft*Dб/2=10-3*4000*400/2=800 Н*м


Вращающий момент на тихоходном валу


Ттв/( ηм* ηоп)=800/(0,98*0,99)=825 Н*м


Проектный расчет передачи выполняем с помощью программы расчета двухступенчатого соосного редуктора с использованием исходных данных, рассчитанных выше.


3. Выбор варианта расчета


Расчет зубчатых передач редуктора осуществлен на ЭВМ. По его итогам было получено 9 вариантов исполнения 2-х ступеней редуктора. Выбор оптимального варианта осуществляется посредством 8 параметров, характеризующих передачу.

Был выбран 7 вариант по следующим причинам. Твердости колес(59HRC) и шестерен (59HRC) являются оптимальными для работы передачи, дающие лучшую защиту от износа и от излома зуба. Суммарная масса передачи 12,6кг (механизма 59кг) наименьшая. Межосевое расстояние 120мм обеспечивает оптимальные размеры редуктора.


4. Эскизное проектирование.


4.1. Проектные расчеты валов.


Предварительные значения диаметров (мм) валов вычисляем по формулам:

Для быстроходного вала:

Для промежуточного вала:


Для тихоходного вала:

Округляя размер по ряду нормальных линейных размеров и учитывая прочностные требования принимаем:


для быстроходного вала:

для промежуточного вала:


для промежуточного вала:



4.2 Расстояния между деталями редуктора

Чтобы поверхности корпуса вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор «а», мм:

где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм.

Для рассчитываемого редуктора:

Вычисленное значение а округляем в большую сторону:


Расстояние b0 между дном корпуса и поверхностью червячного колеса принимаем:


4.3 Выбор типа и схемы установки подшипников

Осевые нагрузки в передачах отсутствуют, поэтому в качестве опор валов выбираем шариковые радиальные подшипники. Для фиксации валов применяем схему установки валов «враспор». Чтобы не происходило защемления вала в опорах, при сборке должен быть предусмотрен осевой зазор a = 0.2…0.5 мм.


5. Расчет подшипников


5.1. Расчет подшипников на тихоходном валу


Т=825 Нм

Fr=2193 Н

Ft=5632.5 Н

l1=96 мм; l2=54 мм; l3=51 мм

Выбираем подшипник 311 для опоры 1


Сr1=71500 Н

Сr0=41500 Н


Осевая нагрузка Fa=0


X=1; Y=0


Коэффициент динамической нагрузки Кб=1,3 (типовой режим нагружения 2)

Рабочая температура <100º, температурный коэффициент КТ=1


Так как внешнее кольцо подшипника вращается вокруг вектора радиальной силы

V=1


Эквивалентная динамическая нагрузка


Pr1=(V*X*R1+Y*Fa)*КбТ=19620 Н


По таблице7.7 [2 c. 119] определяем коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надёжности, и коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости особых свойств подшипника, которые он приобретает вследствие применения специальных материалов или специальных процессов производства


а1=1; а2=0,75


Расчетный ресурс



Расчетный ресурс превышает требуемый (10000 ч), следовательно, подшипник 311 подходит


Для второй опоры выбираем подшипник 211


Сr1=43600 Н

Сr0=25000 Н


Осевая нагрузка Fa=0


X=1; Y=0


Кб=1,3


КТ=1


V=1


Эквивалентная динамическая нагрузка


Pr1=(V*X*R1+Y*Fa)*КбТ=8009 Н


а1=1; а2=0,75


Расчетный ресурс



Расчетный ресурс превышает требуемый (10000 ч), следовательно, подшипник 211 подходит


5.2. Расчет подшипников на промежуточном валу


Fr1=2193 Н

Ft1=5632,5 Н

Fr2=570,9 Н

Ft2= 1568,4 Н


l1=51 мм; l2=55 мм; l3=36 мм


Выбираем подшипник 307 для опоры 2


Сr1=33200 Н

Сr0=18000 Н


Осевая нагрузка Fa=0


X=1; Y=0


Коэффициент динамической нагрузки Кб=1,3 (типовой режим нагружения 2)

Рабочая температура <100º, температурный коэффициент КТ=1


Так как внешнее кольцо подшипника вращается вокруг вектора радиальной силы

V=1


Эквивалентная динамическая нагрузка


Pr1=(V*X*R1+Y*Fa)*КбТ=5715 Н


а1=1; а2=0,75


Расчетный ресурс



Расчетный ресурс превышает требуемый (10000 ч), следовательно, подшипник 307 подходит


Выбираем подшипник 42308А для опоры 1


Сr1=80500 Н

Сr0=78000 Н


Осевая нагрузка Fa=0


X=1; Y=0


Кб=1,3


КТ=1


V=1


Эквивалентная динамическая нагрузка


Pr1=(V*X*R1+Y*Fa)*КбТ=11400Н


а1=1; а2=0,75


Расчетный ресурс



Расчетный ресурс превышает требуемый (10000 ч), следовательно, подшипник 43208А подходит


5.3. Расчет подшипников на быстроходном валу


Т=36,4 Нм

Fr=570,9 Н

Ft=1568,4 Н