Криницкий Б.А. курсовой (проверенный). Курсовой проект по деталям машин Студенту Криницкий Б. А. группы Мз19 Тема задания
Скачать 0.98 Mb.
|
Министерство образования и молодежной политики Свердловской области Государственное автономное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Богдановичский политехникум» Привод к ленточному конвейеру КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КП 15.02.12.08.05.05.00 ПЗ
2020 Техническое задание На курсовой проект по деталям машин Студенту Криницкий Б.А. группы Мз-19 Тема задания Привод к ленточному конвейеру Вариант 5-5
Дата выдачи задания 23 октября 2020 г. Руководитель проекта Кудряшова К.Ю. СОДЕРЖАНИЕ
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ Разработка кинематической схемы машинного агрегата Кинематическая схема ленточного конвейера представлена на рисунке 1.1, исходные данные в таблице 1.1. 1-двигатель; 2-клиноременная передача; 3-цилиндрический редуктор; 4-упругая муфта; 5-барабан; 6-ленты конвейера; I, II, III, IV-валы, соответственно,-двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора рабочей машины. Рисунок 1.1 - Кинематическая схема ленточного конвейера. Этот механизм приводит в действие ленточный конвейер. Работает от электродвигателя. Электродвигатель через клиноременную передачу передает крутящий момент на быстроходный вал шестерню редуктора. Затем через цилиндрическую прямозубую передачу крутящий момент передается на тихоходный вал редуктора. После чего крутящий момент увеличивается. Затем через муфту крутящий момент передается на ведущий вал ленточного конвейера, на котором установлен ведущий барабан 5. Таблица 1.1 - Исходные данные
1.2 Выбор двигателя. Кинематический расчет привода Определяем требуемую мощность рабочей машины Ррм, кВт: где, – тяговая сила, кН; – линейная скорость, м/с. 2,2 ∙1,1=2,42кВт Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: , где, - К.П.Д. закрытой передачи; - К.П.Д. открытой передачи; - К.П.Д. муфты; - К.П.Д. подшипников качения; - К.П.Д. подшипников скольжения. 0,97 ∙ 0,97 ∙ 0,98 ∙ 0,99 ∙ 0,99 ∙0,98 = 0,886 Определяем требуемую мощность двигателя Рдв, кВт: , где, Ррм – требуемая мощность; – К.П.Д. = 2,73кВт Определяем номинальную мощность двигателя Рном, кВт: 3,0кВт Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины : где, – скорость конвейера, ; D- диаметр барабана, м. = 84,08 об/мин Выбираем тип двигателя: 4АМ112МА6У3 955 об/мин Определяем передаточное число привода: = 11,36 где, – частота вращения двигателя; – частота вращения приводного вала рабочей машины. Производим разбивку передаточного числа привода , принимая передаточное число редуктора постоянным = = 2,84 Фактическая частота вращения приводной звёздочки рабочей машины: = = 84,07 об/мин Таблица 1.2 - Силовые и кинематические параметры привода
2 ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ 2.1 Выбор материалов зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений Определяем материал зубчатых передач: Шестерня 40Х Колесо 40Х Определяем термообработку для материала: Шестерня – улучшение Колесо – улучшение Определяем интервал твердости зубьев: Шестерня 250 HB Колесо 230 HB Определяем среднюю твердость зубьев: HB Определяем механические характеристики сталей для шестерни и колеса: σв =900 – предел прочности σ-1 = 410 – предел выносливости σт = 750 – предел текучести Определяем предельные значения размеров заготовок: Dпред (шестерня) = 125 мм Sпред (колесо) = 80 мм Определяем коэффициент долговечности для зубьев по формулам: Шестерни Колеса где NHO – число циклов перемены напряжений N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы где ω – угловая скорость соответствующего вала Lh – срок службы привода ч Принимаем: Определяем допускаемое контактное напряжение: Н/мм2 Н/мм2 Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев: Н/мм2 Н/мм2 Определяем коэффициент долговечности для зубьев: Определяем допускаемое напряжение изгиба: Н/мм2 Н/мм2 Определяем допускаемое напряжение изгиба: Н/мм2 Н/мм2 Таблица 2.1 - Механические характеристики материалов зубчатой передачи
Продолжайте считать дальше, пользуясь числами из табл. 1.2 Удачи До этой строчки проверила Кира Юрьевна . 2.2 Расчет зубчатой передачи редуктора Определяем главный параметр – межосевое расстояние : aw =49.5 (4 + 1) 1 =157,41 мм где, -вспомогательный коэффициент ; -Коэффициент ширины венца колеса ; - передаточное число редуктора 4; - вращающий момент на тихоходном валу ; - Допускаемое контактное напряжение ; - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба . 157,41 мм Принимаем из стандартного ряда: aw = 160 мм. где, - межосевое расстояние 2,4 Принимаем: m= 2,5 мм Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса: = 128 Принимаем: z∑= 128 Определяем число зубьев шестерни: = = 25,6 Принимаем: z1= 26 Определяем число зубьев колеса: 128 – 26 = 102 Определяем фактическое передаточное число : = 3,92 Проверяем отклонение фактического передаточного числа от заданного : 100% = -0.02 Определяем фактическое межосевое расстояние: =160 мм Таблица 2.2 - Фактические основные геометрические параметры передачи, .
Проверочный расчет. Проверим межосевое расстояние: (255 + 65)/2=160 2.3 Расчёт ременной передачи Расчет клиноременной передачи. Проектный расчет: По номограмме (рисунок 5.2…5.4) в зависимости от мощности, передаваемой шкивом и его частоты вращения, выбираем ремень нормального сечения). По таблице 5.4 определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива : Расчетный диаметр , в целях повышения срока службы берем на порядок выше : Определяем диаметр ведомого шкива : d2 = 100 ∙ 2.84 (1 – 0.01) = 281.16 где, – передаточное число клиноременной передачи u = 2.84; – коэффициент скольжения; принимаем . Принимаем: .d2 = 280мм Определяем фактическое передаточное число и проверяем его отклонение от заданного : = 2,83 ∙ 100 ≤ 6% 0.4 ≤ 6% Определяем ориентировочное межосевое расстояние а, : = 0.55 ∙ (100 + 280) + 8 = 217 мм где, – высота сечения клинового ремня . 217 Определяем расчетную длину ремня l, : I= 2∙217 + ∙(280+100) + =1031,11 мм I=1031,11 мм По таблице К31 принимаем I=1250 мм Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине: ∙ =313,64 Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива , град: =180° - 57° ∙ = 147,29° 147,29° Определяем скорость ремня , : = = 5,00 м/c где, – частота вращения ведущего шкива, 955 . где, - диаметр ведущего шкива, d1= 100 мм где, - допускаемая скорость, ; 5,00 м/c Определяем частоту пробегов ремня U, U= = 4 ≤ где, - допускаемая частота пробегов . где, - стандартная длина ремня, I=1.25 4 c -1 Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнём ,кВт: где, - допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем ; Ср = 1 – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы; Сα = 0,89 – коэффициент угла обхвата; Сl = 0,89 – коэффициент влияния отношения расчетной длины ремня к базовой; Сz = 0,9 – коэффициент числа ремней в комплекте клиноременной передачи. 0.95 ∙ 1 ∙ 0.89 ∙ 0.89 ∙ 0.9 = 0.68 кВт Определяем количество клиновых ремней : = 4 Принимаем: 4 Определяем силу предварительного натяжения одного ремня : = = 116,03 Н где,С – поправочные коэффициенты, Определяем окружную силу передаваемую комплектом ремней : = = 546 Н Определяем силу натяжения ведущей и ведомой ветвей, : = 116,03 + =184,28 Н = Н Определяем силу давления ремней на вал : = 2 ∙ 116,03 ∙ 4 ∙ sin = 1113.35 H Проверочный расчет. Проверяем прочность одного клинового ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви : где, - напряжение растяжения ; = =2,28 H/мм2 А=81 мм2 - напряжение изгиба ; = 80 ∙ = 6.4H/мм2 где, = 80 -модуль упругости; – высота сечения клинового ремня . для сечения А – напряжение от центробежных сил, Н/ : = 1250 ∙ 52 ∙ 10-6 = 0.03125H/мм2 где, - плотность материала ремня – допускаемое напряжение растяжения : 2,28+6,4+0.03125=8.71125≤10 H/мм2 Таблица 2.3 – Параметры клиноремённой передачи, мм
2.4. Расчет нагрузки валов редуктора Таблица 2.4 - Силы в зацеплении закрытой передачи.
Таблица 2.5 - Консольные силы.
2.5 Разработка чертежей (валов редуктора, подбор подшипников и зубчатого колеса) Выбор материала вала: Сталь 40Х, у которого σв = 900 Н/мм2, σт=750 Н/мм2, σ-1=410 Н/мм2 Выбор допускаемых напряжений на кручение: Вал тихоходный [τк] = 20 Н/мм2 Вал быстроходный [τк] = 10 Н/мм2 Таблица 2.6 - Разработка чертежа общего вида редуктора, мм
Рисунок 2.1 – Схема тихоходного вала (когда в Компасе сделаете свой чертеж вала, то сюда вставите картинку своего вала, а не эту) Рисунок 2.2 – Схема быстроходного вала (когда в Компасе сделаете свой чертеж вала, то сюда вставите картинку своего вала, а не эту) Подбор подшипников В соответствии с таблицей 7.2, стр.115 Выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные легкой серии по ГОСТ 8338-75 (таблица К27, стр.432) по величине диаметра внутреннего кольца, равного диаметру d2 вала под подшипники Ведущий вал Подшипник 208 Внутренний диаметр d=40 мм Наружный диаметр D= 80 мм Ширина B= 18 мм Базовая грузоподъемность Сr= 32.0 мм Статическая грузоподъемность Сor= 17.8 мм Ведомый вал Подшипник 210 Внутренний диаметр d= 50 мм Наружный диаметр D= 90 мм Ширина B = 20 мм Базовая грузоподъемность Сr = 35.1 мм Статическая грузоподъемность Сor = 19.8 мм Конструктивные особенности зубчатого колеса Способ получения заготовки – ковка. Обод: Толщина 2.2 ∙ 2.5 + 0.05 ∙ 48 = 7,9 мм Ширина b2 = 48 мм Ступица: Внутренний диаметр d=d3вала=60мм Наружный диаметр ,dcm=1.55∙d3вала= 1,55 ∙ 60 =93мм lcm = (1.2) d3вала =1.2 ∙ 60 = 72мм Принимаем lcm = 72 мм. Диск: Толщина С = ≥ 0,25 ∙b2 = ≥ 0.25 ∙ 48 = ≥ 12 мм Принимаем С= 12 мм.. Радиусы закруглений для поковок . Все фаски 2х450 Рисунок 2.3 Схема зубчатого колеса 2.6 Расчетная схема ведомого вала редуктора Дано: Ft2= 2246H Fr2=826 H Fm= 2114H Из чертежа компоновки редуктора находим (размеры ставим в метрах) l1=0,053м l2=0,053м l3=0,107м Вертикальная плоскость: Так как силы в зацеплении расположены симметрично относительно опор RАy=RВy=Fr2/2=826/2=413H М1 = -RАy·l2=Н·м=431·0,053=23Н Горизонтальная плоскость: =3257Н 3125 Н Изгибающий момент под опорой А M2=-FM·l3=-2114· 0,107 =-226H Изгибающий момент под колесом M3=-RBx·l1=-3257 · 0,053=-173H Строим эпюры крутящих моментов: рисунок 2.4 Определяем суммарные радиальные реакции: Н Н Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях: Под опорой А МА= M2=- 226H Под колесом Н·м Вывод: опасное сечение будет под опорой А (т.к. там изгибающий момент больше) Расчетную схему сделайте в Компасе и вместо формул поставьте свои цифровые значения Сохраните фрагмент как картинку и этот рисунок замените своим Рисунок 2.4 - Эпюры нагружения тихоходного вала редуктора 2.7 Проверочный расчет подшипников Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности , с базовой по условию: Согласно таблице 7.2 принимаем предварительно для ведомого вала шариковый подшипник типа 208 .(ставить свой № подшипника) Требуемая долговечность подшипника предусмотрена ГОСТ 16162-93 и составляет для зубчатых редукторов 10 000 часов. Расчетная динамическая грузоподъемность определяется по формуле: где - эквивалентная динамическая нагрузка, Н m - показатель степени, для шариковых подшипников m=3 - коэффициент надежности, =1 - коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника, =0,7 n - частота вращения внутреннего кольца подшипника Re=X*V*Rr*Kσ*Kt (таблица 9.1 Коэффициент радиальной нагрузки X=0,56 (таблица 9.1 V=1 Kσ =1,2 Rr= H (Данные взять с расчета эпьюры (Ra или Rb что больше) Kt=1 По таблице К27 выбираем статическую и динамическую грузоподъемность Динамическая грузоподъёмность Н Re=0,56*1*4338*1,2*1=2915Н Н Удовлетворяет условию Подшипник пригоден 2.8 Проверочный расчет шпонок Условие прочности шпоночного соединения. где T – вращающийся момент, передаваемый шпонкой, Нм d- диаметр вала ιp- расчетная длина шпонки, ιp=ι-b b – ширина шпонки h- высота шпонки t1-глубина шпоночного паза вала [σ]см – допускаемое напряжение на смятие, Н/мм2. При стальной ступице и спокойной нагрузке [σ]см = 110…190 Н/мм2 Быстроходный вал редуктора Принимаем призматическую шпонку 10x8x45 Ставим свою и свои данные Тихоходный вал редуктора Под колесом принимаем шпонку 20x12x65 Под муфтой шпонка 14х9х70 2.9 Смазка редуктора. Смазывание зубчатых зацеплений и подшипников применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций. Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом окунанием. Сорт масла определяем по табл. 10.29 [2] Индустриальное масло И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4-87. Объем масляной ванны определяется из расчета 0,8л масла на 1кВт передаваемой мощности. Уровень масла контролируют с помощью жезлового маслоуказателя. При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передач. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло налитое в корпус периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой М20. Для подшипников принимаем пластичную смазку солидол жировой ГОСТ1033-79. 2.10 Сборка редуктора. Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: на ведущий вал насаживают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 оС; и сквозную крышку, с установленной в ней манжетой в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле. Затем сквозную крышку, с установленной в ней манжетой Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора Затем в корпус вставляют регулировочные кольца и глухие крышки. Надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку винтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. БИБЛИОГРАФИЯ Механика. Раздел 4. «Детали машин и основы конструирования», методические указания по выполнению курсового проекта. УИГПС, Екатеринбург, 2008 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. – Калининград: Янтарный сказ, 1999. – 454с. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х томах – 8 изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой.- М: Машиностроение, 2001. |