345-й курсач (ЗАписка 2007)

Посмотреть архив целиком

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет имени Н.Э. Баумана


Кафедра «Детали машин»








ПРИВОД ЦЕПНОГО ТРАНСПОРТЕРА

Пояснительная записка


ДМ345-01.00.00ПЗ











Студент (Сурин В.В.) Группа СМ6-62

Руководитель проекта (Финогенов В. А.)














Москва 2011 г.



Содержание:


Техническое задание……………………………………………………………………..2

Введение……………………………………………………………………………….…3

  1. Кинематический расчет…………………………………………………………………3

    1. Подбор электродвигателя……………………………………………………………….3

    2. Определение передаточных отношений и вращающих моментов…………………...4

  2. Расчет червячной передачи……………………………………………………………..5

  3. Проектный расчет валов………………………………………………………………...6

  4. Расчет подшипников на долговечность………………………………………………..7

4.1. Расчет подшипников на быстроходном валу(на червяке)…………………………….7

4.2. Расчет подшипников на тихоходном валу……………………………………………..8

4.3. Расчет подшипников на приводном валу……………………………………………....10

5. Расчет валов на прочность………………………………………………………………12

5.1. Расчет на прочность быстроходного вала (червяка)…………………………………..12

5.1.1.Статическая прочность быстроходного вала (червяка)……………………………...12

5.1.2.Усталостная прочность быстроходного вала (червяка)……………………………...14

5.2. Статическая прочность тихоходного вала……………………………………………16

5.3. Статическая прочность приводного вала. ……………………………………………19

6. Расчет соединения с натягом. ………………………………………………………….22

7. Расчет шпоночного соединения. ………………………………………………………24

    1. Соединение тихоходного вала с ведущей звездочкой. ………………………………24

    2. Соединение вала мотора с червяком. …………………………………………………24

8. Расчет сварного соединения. ……………….………………………………….………25

Список используемой литературы. ………………………………………………….………26

Приложение 1.

Приложение 2.

Спецификации на редуктор.


























Введение.


Цепной транспортер – машина непрерывного транспорта для горизонтального перемещения штучных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении. Транспортер широко применяют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т.д.

В настоящее время известно большое количество разнообразных транспортирующих устройств, различающихся как по принципу действия, так и по конструкции.



1.Кинематический расчет привода.



Приступая к выполнению проекта, в первую очередь выбирают электродвигатель, для этого определяют его мощность и частоту вращения.













1.1.Подбор электродвигателя привода.

Мощность на приводном валу:

[кВт],

где Ft - окружная сила на двух звездочках ,

V - скорость тяговой цепи.

- общий КПД привода;

,

где , - КПД червячной передачи и подшипников соответственно.

Потребляемая мощность электродвигателя:

[кВт],

Подбор электродвигателя производим по мощности Pэ=1,1146 кВт ;

Ближайшая мощность электродвигателя Р=1кВт .

Выбираем электродвигатель серии АИР (Р =1 кВт) с асинхронной частотой nэ=1395 мин-1. Отношение максимального вращающего момента к номинальному

Tmax /T=2.2.(80А4/1395).

1.2.Определение передаточных отношений и вращающих моментов на валах.

Для выбранного электродвигателя nэ=1395 мин-1 , Рэ=1кВт.

Диаметр звездочки:

мм.

p - шаг приводных звездочек,

z - число зубьев звездочек.

Частота вращения приводного вала:

мин-1,

Общее передаточное отношение привода:

,

Мощность на тихоходном валу редуктора:

кВт;

Момент вращения на тихоходном валу:

Cрок службы привода: 15000 часов;

Номер режима работы: III;

Количество редукторов в серии: 100 шт.;

Коэффициент теплоотдачи: 13;



























2.Расчет червячной передачи.

Полный расчет червячной передачи проводится на компьютере с помощью специальной программы. В эту программу вводятся имеющиеся данные, по которым программа проводит необходимые вычисления (таблица 1).


Таблица 1 « ввод необходимых данных »


Вращающий момент на тихоходном валу ………………..178,3 Н.м,

Частота вращения тихоходного вала ………………………47,2 мин-1,

Ресурс ………………………………………………………...15000 час,

Режим нагружения……………. ………………………….....N=3,

Передаточное отношение…………………………...……….30,

Максимальная перегрузка ………………………………….2,2,

Коэффициент теплоотдачи ………………………………...13.


После введения данных, компьютер предлагает на выбор три конфигурации редуктора (Приложение 1). Исходя из наилучшего сочетания цены металла,наименьшего межосевого расстояния, КПД, температуры масла и общего веса механизма выбираем второй с данной конфигурацией:

межосевое расстояние …….. 125мм

температура масла ………… 48,2 град.

материал венца колеса……….БрО5Ц5С5


для выбранной конфигурации компьютер проводит полный расчет червячной передачи, результатом которого представлен в приложении 2.























3.Проектный расчет валов.

Предварительные значения диаметров (мм.) различных участков стальных валов редуктора:

Для быстроходного вала (червяк):

где TБ -вращающий момент на быстроходном валу;

Принимаем .

.

где tцил - высота заплечника, принимаемая в зависимости от d.

Принимаем .

.

Принимаем

где r-коордната фаски подшипника


Для тихоходного вала:


где Tт -вращающий момент на тихоходном валу;

Принимаем .

.

Принимаем .

.

Принимаем =60 мм.








4. Расчет подшипников на долговечность.

4.1 Расчет подшипников на быстроходном валу(на червяке).

Так как на червяк действует значительная осевая сила, то применяют одну фиксирующую опору и одну плавающую. В фиксирующей опоре выбираем конические роликовые подшипники. Так как радиально упорные однорядные подшипники воспринимают осевую силу только одного направления, то для фиксации вала в обоих направлениях в фиксирующей опоре необходимо устанавливать два таких подшипника.


Предварительно выбираем подшипники: 7208А ГОСТ 27365-87.

Исходные данные:

Типовой режим нагружения – III.

Силы в зацеплении:

Частота вращения вала -


1.Находим нагрузку на опоры вала:


2. Определим постоянные нагрузки эквивалентные заданному переменному режиму нагружения:

Коэффициент эквивалентности - (1) стр. 116 для III режима нагружения.

3. Находим минимальные осевые нагрузки на подшипники:

Коэффициент минимальной осевой нагрузки -

4. Определяем осевые реакции опор, предполагаем, что

Что больше, чем , реакции найдены правильно.





5. Вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку:

Коэффициент вращения кольца - при вращении внутреннего кольца подшипника относительно вектора радиальной силы;

Тогда для опоры 1:

Тогда для опоры 2:


6. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников:

Коэффициент динамичности нагрузки (по табл. 7.6 - I) -

Температурный коэффициент (tраб<1000) -


7. Для подшипника более нагруженной опоры 1 вычисляем расчетно скорректированный ресурс:

Коэффициент долговечности (по табл. 7.7- I) -

Коэффициент учитывающий свойства металла и условия эксплуатации подшипника (с.117- I) -

Для роликового подшипника

Данный подшипник годен, так как расчетный ресурс больше требуемого.


4.2 Расчет подшипников на тихоходном валу.


Предварительно выбираем подшипники: 7210А ГОСТ 27365-87.

Расчетная схема и схема установки подшипников аналогично опорам вала червяка.


Исходные данные:

Типовой режим нагружения – III.

Силы в зацеплении:

Частота вращения вала -


1.Находим нагрузку на опоры вала:


2. Определим постоянные нагрузки эквивалентные заданному переменному режиму нагружения:

Коэффициент эквивалентности - (1) стр. 116 для III режима нагружения.


3. Находим минимальные осевые нагрузки на подшипники:

Коэффициент минимальной осевой нагрузки -


4. Определяем осевые реакции опор, предполагаем, что

Что больше, чем , реакции найдены правильно.


5. Вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку:

Коэффициент вращения кольца -

Тогда для опоры 1:

Тогда для опоры 2:


6. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников:

Коэффициент динамичности нагрузки (по табл. 7.6 - I) -

Температурный коэффициент (tраб<1000) -




7. Для подшипника более нагруженной опоры 1 вычисляем расчетно скорректированный ресурс:

Коэффициент долговечности (по табл. 7.7- I) -

Коэффициент учитывающий свойства металла и условия эксплуатации подшипника (с.117- I) -

Для роликового подшипника

Данный подшипник годен, так как расчетный ресурс больше требуемого.



4.3 Расчет подшипников на приводном валу.

Предварительно выбираем подшипники: 1209 ГОСТ 28428-87.


Исходные данные:

Типовой режим нагружения – III.

Окружная сила:

Частота вращения вала -


1.Находим нагрузку на опоры вала:

Консольная сила:


2. Определим постоянные нагрузки эквивалентные заданному переменному режиму нагружения:

Коэффициент эквивалентности - для III режима нагружения.


3. Вычисляем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку:

Коэффициент вращения кольца -

Тогда для опоры 1:

Тогда для опоры 2:


4. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников:

Коэффициент динамичности нагрузки (по табл. 7.6 - I) -

Температурный коэффициент (tраб<1000) -


5. Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем расчетно скорректированный ресурс:

Коэффициент долговечности (по табл. 7.7- I) -

Коэффициент учитывающий свойства металла и условия эксплуатации подшипника (с.117- I) -

Для роликового подшипника

Данный подшипник годен, так как расчетный ресурс больше требуемого.















5. Расчет валов на прочность.

5.1. Расчет на прочность быстроходного вала (червяка).

5.1.1. Статическая прочность быстроходного вала (червяка).

Силы внешние силы, нагружающие валы, а так же реакции в опорах были найдены ранее. Используя найденные значения, построим эпюры моментов.


Опасными являются сечения:

I-I – место контакта червяка с червячным колесом. Сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами, осевой силой. Концентратор напряжений – зубья червяка.

II-II место установки вала электродвигателя в червяк. Сечение нагружено крутящим моментом. Концентратор напряжений – шпоночный паз.


1.Определим силовые факторы для опасных сечений:

Сечение I-I:

Изгибающие моменты:

-в плоскости 0YZ

-в плоскости 0XZ

Суммарный изгибающий момент:

Крутящий момент:

Осевая сила:

Сечение II-II:

Крутящий момент:


2.Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала:

Сечение I-I:

Примем сечение как окружность диаметра d=dвпад=35,28мм.

Сечение II-II:

Полое круглое сечение со шпоночным пазом, b=6мм,d2=22мм,D2=40мм,высота шпонки h=6мм.:


3.Расчет вала на статическую прочность.

Материал вала – сталь 20X, из таблицы 10.2 (1) находим:

Сечение I-I:

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием):



Напряжение кручения:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение II-II:

Напряжение кручения:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях:


5.1.2 Усталостная прочность быстроходного вала (червяка).

Вычислим значение общего коэффициента запаса прочности в каждом из описанных сечений вала:

Из таблицы 10.2 (1) находим:

Сечение I-I:

Амплитуды напряжений цикла:

По табл. 10.13 (1) имеем:

По табл. 10.9 (1) имеем: закалка ТВЧ при ;

Коэффициенты снижения предела выносливости:

Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:

Коэффициент асимметрии цикла:

Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение II-II:

Амплитуды напряжений цикла:

По табл. 10.13 (1) имеем:

По табл. 10.9 (1) имеем:

Коэффициент снижения предела выносливости:

Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:

Коэффициент асимметрии цикла:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сопротивление усталости вала обеспечено во всех опасных сечениях:





5.2. Статическая прочность тихоходного вала.

Силы внешние силы, нагружающие валы, а так же реакции в опорах были найдены ранее. Используя найденные значения, построим эпюры моментов.



Опасными являются сечения:

I-I – место контакта червячного колеса с червяком. Сечение нагружено изгибающим и крутящими моментами, осевой силой. Концентратор напряжений – зубья колеса.

II-II место установки приводного вала . Сечение нагружено крутящим моментом.


1.Определим силовые факторы для опасных сечений:

Сечение I-I:

Изгибающие моменты:

-в плоскости 0YZ

-в плоскости 0XZ

Суммарный изгибающий момент:

Крутящий момент:

Осевая сила:

Сечение II-II:

Крутящий момент:


2.Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала:

Сечение I-I:

d1=36мм;d2=40мм;D=50мм;z=8;b=7мм;


Сечение II-II:

D=50мм,d=42мм;









3.Расчет вала на статическую прочность.

Материал вала – сталь 20X, из таблицы 10.2 (1) находим:

Сечение I-I:

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием):

Напряжение кручения:

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Сечение II-II:

Напряжение кручения:

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях:

















5.3. Статическая прочность приводного вала.

Силы внешние силы, нагружающие валы, а так же реакции в опорах были найдены ранее. Используя найденные значения, построим эпюры моментов.