Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана


Кафедра “Детали машин”







Привод подвесного конвейера

Пояснительная записка


544-06.00.00 ПЗ









Студент (Котенёв Ю.В.) гр. Э4-63

Руководитель проекта (Ганулич И.К.)













Москва 2007 г.

1.Техническое задание 4

2.Кинематический расчет 5

2.1 Подбор электродвигателя 5

3. Выбор варианта редуктора 5

4.Эскизное проектирование. 6

4.1 Предварительная оценка диаметров валов. 6

4.3 Конструирование передачи. 6

4.3.1. Конструирование червячного колеса. 6

4.3.2. Конструирование червяка. 7

4.4 Конструирование крышек подшипников. 7

4.4.1. Конструирование крышки подшипника для быстроходного вала 7

4.5 Конструирование корпуса. 8

4.6 Конструирование крышки люка. 8

4.7 Крепление крышки корпуса к редуктору. 8

4.8 Оформление опорной части корпуса. 8

5. Расчет подшипников. 9

5.1 Выбор типа и схемы установки подшипников 9

5.2 Расчет подшипников на быстроходном валу 9

5.2.1. Определение сил, нагружающих подшипник. 9

5.2.2. Выбор подшипника 10

5.2.3. Расчет на ресурс 10

5.2.4. Подбор посадки подшипника 11

5.3 Расчет подшипников на тихоходном валу. 11

5.3.1. Определение сил, нагружающих подшипник 11

5.3.2. Выбор подшипника 12

5.3.3. Расчет на ресурс 12

5.3.4. Подбор посадки подшипника 13

6. Проверочный расчет валов на прочность. 13

6.1. Расчет быстроходного вала 13

6.1.1. Расчет вала на статическую прочность. 13

6.1.2. Оценка необходимости расчета вала на сопротивление усталости.. 17

6.2. Расчет тихоходного вала 17

6.2.1. Расчет на статическую прочность 18

6.2.2. Оценка необходимости расчета вала на сопротивление усталости. 20

6.2.3. Расчет на сопротивление усталости. 20

7. Расчет соединений. 21

7.1. Шпоночное соединение вала электродвигателя с быстроходным валом 21

7.2. Шлицевое соединение втулки с приводным торсионным валом 22

7.3. Клеевое соединение втулки торсионного вала со ступицей колеса 22

8. Выбор смазочных материалов 23

8.1. Смазывание передачи 23

8.2. Смазывание подшипников приводного вала 23

9. Расчет элементов узла привода 23

9.1 Расчет подшипников узла привода 23

9.1.1. Определение сил, нагружающих подшипник. 23

9.1.2. Расчет на ресурс 24

9.1.3. Подбор посадки подшипника 24

9.2 Расчет кронштейна на несущую способность 25

9.2.1. Расчет на статическую прочность в опасном сечении. 25

9.2.2. Оценка необходимости расчета вала на сопротивление усталости 25

9.3 Расчет соединения кронштейн - бетонное основание 26

9.3.1. Необходимая сила затяжки из условия несдвигаемости. 26

9.3.2. Необходимая сила затяжки из условия нераскрытия стыка 26

9.3.3. Коэффициент запаса по текучести из условия прочности болтов 27

9.3.4. Проверка прочности бетонного основания 27

9.4 Расчет фрикционного предохранительного устройства 27

9.4.1. Сила сжатия фрикционных дисков из условия износостойкости рабочих поверхностей. 27

9.4.2. Число поверхностей трения из условия передачи устройством предельного момента 27

9.4.3. Расчёт пружин 28

9.4.4. Проверка прочности шлицевых соединений 29

9.5 Расчет болтового соединения, передающего крутящий момент 30

10. Список используемой литературы. 31
































2. Выбор электродвигателя.


Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.

Необходимая мощность (кВт) на валу электродвигателя:

,

где V – скорость цепи, - окружная сила на цепи, общ – общий КПД.

,


где ред – КПД редуктора, ; подш– КПД подшипника, подш =0,99; [2, с. 7];

кВт

Вычисление частоты вращения приводного вала:

, где

Тогда


Для расчетов по табл. 24.9 [2, c. 459] выбирается электродвигатель АИР 112MB8/709 с мощностью Pэ= 3 кВт, синхронной частотой вращения 709об/мин.

Уточним передаточное число редуктора:

По этому значению передаточного числа будет производиться далее расчет.



3. Выбор варианта редуктора


При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия наилучшим образом, удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям: наименьшей массе, габаритам, стоимости, наибольшему КПД, требуемой жесткости, надежности.

Применение ЭВМ для расчетов передач расширяет объем используемой информации, позволяет произвести расчеты с перебором значений наиболее значимых параметров: способа термической обработки или применяемых материалов (допускаемых напряжений) и др. Пользователю необходимо провести анализ влияния этих параметров на качественные показатели и с учетом налагаемых ограничений выбрать оптимальный вариант.

Расчет проводится в два этапа. На первом отыскивают возможные проектные решения и определяют основные показатели качества, необходимые для выбора рационального варианта: массу механизма, межосевое расстояние, материал венца колеса, коэффициент полезного действия. Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.

На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчетов валов и подшипников.

В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия. Так как в данном случае производство редукторов мелкосерийное, то желательно чтобы размеры и стоимость были минимальны.

Исходные данные к расчету червячной передачи и параметры для выбора варианта приведены в Приложении 1.

После анализа полученных результатов выбираем вариант №2, так как имеет выше КПД по сравнению с вариантом №3, вариант №1 не подходит нетехнологичен из-за необходимости использования вентилятора для понижения температуры масла.

Окончательный расчет передачи по варианту №2 приведен в Приложении 2.

4.Эскизное проектирование.


4.1 Предварительная оценка диаметров валов.


Для быстроходного вала:


Назначается исходя из конструктивных соображений при рассмотрении шпоночного соединения вала электродвигателя с валом червяка:

Принимается d=55мм


Для тихоходного вала:

Диаметр ступицы червячного колеса оценивается из рассмотрения шлицевого соединения со втулкой торсионного вала, диаметр которого определяется из расчета на прочность.

Диаметр торсионного вала из расчета на прочность:

Касательные напряжения :

, где - допускаемые касательные напряжения =450МПа для материала торсионного вала Ст60 и d=30мм [2 c. 191-192].

Тогда диаметр торсионного вала из расчета на прочность :

Принимается d=30мм.

Тогда диаметр шлицевого конца торсионного вала dк=1,3d=40мм.

Диаметр втулки под шлицы: 56мм.

Диаметр ступицы колеса: 70мм.


4.2 Конструирование червячной передачи.


4.2.1. Конструирование червячного колеса.


Материал зубчатого венца БрО5Ц5С5 ГОСТ 613-79

Ширина венца 85

Число зубьев 34

Модуль зацепления

Ширина торцов венца

(принимается 13мм).

(принимается 10.5мм).

Фаски на торцах венца

Угол фаски

Штамповочные уклоны

Параметры



4.3.2. Конструирование червяка.


Выполняется червяк за одно целое с валом .

Все параметры берутся из распечатки.


4.4 Конструирование крышек подшипников.

Материал для всех крышек подшипников СЧ15.

Крышка подшипника быстроходного вала назначается привертной. Определяющим при конструировании крышки является диаметр отверстия в корпусе под подшипник. При установке в крышке подшипников манжетного уплотнения выполняется расточка отверстия так, чтобы можно было выпрессовать изношенную манжету





4.4.1. Конструирование крышки подшипника для быстроходного вала



Наружный диаметр крышки D=120мм.

Толщина стенки [2 с.169]

Толщина боковой стенки

Размеры других элементов:

(принимается 165мм).





4.5 Конструирование корпуса.


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

,

где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

(принимаем a=11мм)

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

Толщина стенки, отвечающая требованиям технологии литья, необходимой прочности и жесткости корпуса: