Содержание.

Техническое задание.......................................................................................................................3

Введение...............................................................................................................................................4

Кинематический расчет.....................................................................................................5

    1. Передаточное отношение (реальное)................................................................5

    2. Передаточное отношение (геометрическое)...................................................5

    3. Моменты на тихоходном и быстроходном валах...........................................5

    4. Размеры элементов передачи...............................................................................5

    5. Подбор электрогенератора...................................................................................6

  1. Расчет фрикционной передачи.........................................................................................7

    1. Необходимая нормальная сила..............................................................................7

    2. Допускаемые контактные напряжения...............................................................7

      1. Предельная контактная выносливость........................................................7

      2. Эквивалентное число циклов нагружения..................................................7

      3. Допускаемые контактные напряжения.........................................................8

    3. Расчет центрального колеса на контактную прочность..........................8

    4. Определение основных геометрических размеров.........................................9

  2. Расчет подшипников сателлита......................................................................................10

    1. Силы, действующие на сателлит.........................................................................10

    2. Силы, действующие на подшипники.....................................................................11

    3. Расчет оси сателлита на прочность.................................................................11

3.4 Частота вращения подшипников..........................................................................12

3.5 Расчет подшипников качения................................................................................13

3.5.1 Шариковые радиальные подшипники..........................................................13

3.5.2 Роликовые радиальные подшипники..........................................................14

4. Расчет нажимного механизма......................................................................................15

4.1 Расчет конических стяжных колец...............................................................15

4.1.1 Размеры конических стяжных колец..............................................15

4.1.2 Радиальная сила, действующая на конические кольца.........15

4.1.3 Силы, действующие на конические кольца..................................15

4.2 Расчет пружин......................................................................................................17

5. Расчеты на контактную прочность...........................................................................19

    1. Проверочный расчет сателлита на контактную прочность.........19

    2. Расчет оси сателлита и направляющих водила на контактную прочность...........................................................................................................19








6. Определение диаметров валов и шпоночных соединений..................................21

6.1 Диаметры валов...................................................................................................21

6.2 Расчет шпоночных соединений.......................................................................21

7. Расчет валов и подшипников качения.....................................................................23

7.1 Определение сил реакций в опорах валов................................................23

7.2 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов..........................25

7.3 Расчет водила на статическую прочность и усталостную выносливость...............................................................................................................................25

7.3.1 Расчет водила на статическую прочность................................25

7.3.2 Расчет водила на усталостную выносливость.........................26

7.4 Расчет подшипников качения........................................................................26

8. Выбор посадок....................................................................................................................29

8.1 Подбор посадок подшипников..........................................................................29

8.2 Расчет размерной цепи....................................................................................29

9. Расчет ответственных нагруженных соединений................................................31

9.1 Расчет установочных винтов.........................................................................31

9.2 Расчет шпилек......................................................................................................31

9.3 Расчет сварного соединения двух частей корпуса...............................31

10. Выбор смазочного материала и способа смазывания.......................................33

11. Тепловой расчет редуктора......................................................................................34

12. Подбор муфты...................................................................................................................36

13. Порядок сборки редуктора..........................................................................................37

Список использованных источников................................................................................38





















Техническое задание.


Введение.

Целью выполнения курсового проекта является спроектировать привод цепного транспортера.

Составными частями привода являются асинхронный электродвигатель, цепная передача, двухступенчатый цилиндрический редуктор, упруго предохранительная муфта, приводной вал.

Устройство привода следующее: вращающий момент передается с электродвигателя на входной вал редуктора с муфты; с выходного вала редуктора через упруго-предохранительную муфту на приводной вал.

Требуется выполнить необходимые расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и разработать конструкторскую документацию, предназначенную для изготовления привода:

  • чертеж общего вида редуктора (на стадии эскизного проекта);

  • сборочный чертеж редуктора (на стадии технического проекта);

  • рабочие чертежи деталей редуктора;

  • чертеж общего вида упругой муфты;

  • чертеж общего вида привода;

  • расчетно-пояснительную записку и спецификации;

1.Кинематический расчет.

Для проектирования цепного транспортера, прежде всего, необходимо выбрать электродвигатель. Для этого определили мощность, потребляемую движущим устройством, оценили КПД привода. Далее уточнили передаточные отношения редуктора, подсчитали вращающие моменты на валах привода. Таким образом, определим исходные данные для расчета передач.


1.1. Подбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.

Потребляемую мощность (кВт) привода( мощность на выходе) находим по формуле:

, где Ft- окружная сила, кН.,

v- скорость ленты транспортёра, м/с.

.

Требуемая мощность электродвигателя:

, где - общий КПД.

, где - КПД зубчатой передачи,

- КПД муфты,

- КПД подшипников,

- КПД цепной передачи.

, тогда:

.

Частота вращения вала электродвигателя:

, где uт и uб- передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней цилиндрического двухступенчатого редуктора.

Предварительно вычислим частоту вращения , мин-1 приводного вала

, где - делительный диаметр тяговой звездочки, мм.

, в нашем случае

Тогда мин-1. Передаточные числа uт и uб принимаем по таблице 1.2 [1, с.7]. uт=4 а uб=4,275.

Отсюда

По таблице 24.9[1, с.459] выбираем электродвигатель: АИР132М8/712 , мощностью P=5.5кВт.



1.2 Уточнение передаточных чисел привода.

После выбора электродвигателя уточняют передаточное число привода,

. В нашем случае мин-1. В нашем случае, .

По формулам из таблицы 1.3 [1, с.9] получаем 3,64мин-1 , мин-1

1.3 Определение вращающих моментов на валах привода.

Определим момент на приводном валу:

, тогда вращающий момент на тихоходном валу

Полученные величины используются для расчета передач на ЭВМ


2. Расчет зубчатых передач

2.1. Данные для расчёта параметров цилиндрических зубчатых передач на

ЭВМ и расчёт параметров цилиндрических зубчатых передач на ЭВМ

Подготовка исходных данных для расчета на ЭВМ.

Для расчета цилиндрического, двухступенчатого редуктора выполненного по развернутой схеме с раздвоенной быстроходной, тихоходной шевронной с канавкой внешним зацеплением на ЭВМ подготовим следующие исходные данные:


Вращающий момент на тихоходном валу, Нм 1060

Частота вращения тихоходного вала, мин-1 41,53

Ресурс, час 10000

Режим нагружения 3

Передаточное отношение редуктора 17,14

Коэффициент ширины венца 0,4


Последовательность расчета, выполняемого ЭВМ.

1) Предварительно определяется коэффициент межосевого расстояния Ка, для колес прямозубых Ка = 450, для колес косозубых Ка= 410.

2) Принимается значение коэффициента a в зависимости от положения колес относительно опор равным a = 0.4

3) Определяется значение межосевого расстояния aw, мм:

aw=Ka(u1) , где

KH – коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность;

KH= KHv KHb KHa, где

KHv-учитывает внутреннюю динамику нагружения,

KHb-учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий,

KHa- учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями.

THE2 – эквивалентный момент на колесе.

4) Определяются основные размеры колеса :

делительный диаметр :

d2 = 2 awu / (u1);

ширина [мм] :

b2 = а aw ;

для быстроходной ступени двухступенчатого редуктора определяют коэффициент ширины :

аБ = [K аБ (uБ + 1) / aw ]3 KHbБ T / u Б 2 []HБ 2 = 0.15 ;

ширина колеса быстроходной ступени :

b= аБ aw

5) Модуль передачи :

cначала принимается коэффициент модуля Кm для колес :

прямозубых - 6.6 ;

косозубых - 5.8;

Предварительно модуль передачи :

m / = 2 Кm T2 / d2 b2[]F

допускаемое напряжение []F подставляется меньшее из []F1 и []F2 .

6) Число зубьев шестерни и колеса .

Число зубьев шестерни :

z1 = zE / (u+1)>z1min

для прямозубых колес: z1min = 17,

для косозубых колес: z1min = 17cos3.

7) Фактическое передаточное число.

Допускаемое отклонение от заданного передаточного числа < 4 %.

uФ = z2 / z1

8) Диаметры колес.

Делительные диаметры d:

шестерни :

d1 = z1 m / cos .

колеса внешнего зацепления:

d2 = 2aw - d1

Диаметры окружностей вершин da и впадин df зубьев :

колес внешнего зацепления :

da1 = d1 + 2(1 + x1y )m ;

df1 = d1 - 2(1.25 – x1)m ;

da2 = d2 + 2(1 + x2 - y )m ;

df2 = d2 - 2(1.25 - x2 )m ;

9) Силы в зацеплении:

окружная :

Ft = 2T2 / d2 ,

где Т2 - момент на колесе, Н·м;

радиальная :

Fr = Ft tg a / cos ;

осевая :

Fa = Ft tg .

10) Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

Расчетное напряжение изгиба:

в зубьях колеса:

F2FaКFbКFvYbYF2FtE / (b2m) < [ ]F2 ;

в зубьях шестерни:

F1 =F2 YF1 / YF2 < [ ]F1 .

11) Допускаемые контактные напряжения.

Предел контактной выносливости:

Hlim1 = 17 HHRC+200;

Him2 =2 HHB+70;

Коэффициент запаса прочности:

SH = Shmin Sha SHb;

Коэффициент долговечности:

ZN =, где

NNG = H3HB;

NHE = H·NK ,

NK = n1 60 nз t;

n1 - частота вращения шестерни;

t - требуемый ресурс времени;

Допускаемое контактное напряжение шестерни и колеса:

[]H = Hlim ZN/SH

Допускаемое контактное напряжение:

[]H = 0.45 ([]H1+[]H2);

[]H2 []H 1.2 []H2;


2.2. Анализ результатов расчёта ЭВМ

По рассчитанным данным был найден оптимальный вариант конструкции, учитывающий минимальную массу редуктора, минимальную стоимость и габариты.

Выбранный вариант №5. Результаты расчета представлены на следующей странице.












































Результаты расчета параметров зубчатых колес и сил в зацеплении:












































3. Эскизное проектирование

3.1 Предварительный расчет валов

Вращающий момент на быстроходном валу ТБ= 63,8

Вращающий момент на тихоходном валу ТТ=1060

Предварительные значения диаметров (мм) различных участков валов определяем по формулам:

Для быстроходного вала

Принимаем диаметр быстроходного вала d=32мм

Тогда диаметр вала под подшипник: принимаем dП

равным 35мм. tКОН – высота заплечика вала [1, с.46]

Диаметр вала под зубчатое колесо

, где r- координата фаски подшипника [1, с.46],

Принимаем =45мм.

Для тихоходного вала расчет проводится аналогично:

Принимаем dП=60мм

Принимаем dП=72мм

Расчеты для промежуточного вала:

Принимаем dК=42мм.

Принимаем dП=35мм

Принимаем dБП=48мм, f определяем по

таблице [1, с.46]

3.2. Выбор подшипников

Из за неизбежной угловой погрешности при изготовлении колес для шевронных передач на вал будет действовать дополнительная сила, стремящаяся сдвинуть вал, что может повлечь за собой более быстрый выход из строя редуктора. Поэтому в редукторе часть опор сделаем плавающими. Для плавающих опор применяют радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами, т.к. они допускают осевое смещение валов. Одну из опор объязательно нужно зафиксировать, иначе редуктор не будет работать. Выбираем конические роликовые подшипники, т.к они не дают валу перемещаться, выдерживают большие нагрузки, а так же добавляют дополнительную жесткость конструкции.

Для редуктора выбраны подшипники:

Роликовый конический однорядный ГОСТ 27365-87 7212А:

d=60мм, D=110мм, B=22мм,

Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами ГОСТ 8328-75 12207:

d=35мм, D=72мм, B=17мм.


Для приводного вала изначально приняты шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники 1212 d=60 мм, D=110 мм, В=22 мм по ГОСТ 28428-90.

4. Расчёт соединений

4.1.1. Соединение с натягом (колесо быстроходной ступени)

Исходные данные:

Т=270 Нм - вращающий момент на колесе,

d=42мм- диаметр соединения,

d2=63мм- диаметр ступицы колеса,

l=40мм- длинна сопряжения.

1) Среднее контактное давление: