Главная страница

ПЗ. Техническое задание Расчет зубчатой цилиндрической передачи Окружное усилие на барабане Fт 3,4 кН


Скачать 447 Kb.
НазваниеТехническое задание Расчет зубчатой цилиндрической передачи Окружное усилие на барабане Fт 3,4 кН
Дата04.12.2018
Размер447 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаПЗ.doc
ТипТехническое задание
#58770

Титульный лист

Техническое задание

Расчет зубчатой цилиндрической передачи



Окружное усилие на барабане Fт = 3,4 кН

Скорость движения ленты V = 2,7 м/с

Диаметр барабана Dб = 500 мм

Коэф. суточного использования Кс = 0,5

Коэф. годового использования Кг = 0,85

Коэф. графика загрузки:

а1 = 0,0002, а2 = 0,85, а3 = 0,15

б1 = 1,2, б2 = 1, б3 = 0,4

Содержание

1.Кинематический расчет привода 4

2.Проектирование и расчет передач редуктора 7

2.1 Выбор материала и термической обработки колес 7

2.2 Определение допускаемых напряжений 7

3.Эскизное проектирование редуктора 17

3.1 Проектный расчет валов 17

3.2 Определение расстояния между деталями 20

4.Расчет цепной передачи 23

5.Проверочный расчет валов на усталостную прочность 27

6.Расчет и подбор подшипников качения 36

7. Выбор и расчет муфты 38

8.Выбор способа смазки и сорта масла 39

Заключение 40

Библиографический список 41


  1. Кинематический расчет привода


Определяем требуемую мощность на ведущем валу привода [1, стр. 31]:

(1)

где ηобщ – коэффициент полезного действия привода, равный произведению частных КПД:

(2)

Частные КПД выбираем по таблице 1.1 [1, стр. 9]:

0,97 - КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи;

0,96 - КПД открытой передачи;

0,99 - КПД пары подшипников качения;

0,99 - КПД муфты.

Полученные частные КПД подставим в формулу и получим общее КПД привода:

Принимаем по табл. 1.3 [1, стр. 12] электродвигатель серии 4А160S6 мощностью Рдв = 11 кВт, частотой вращения nДВ = n1 = 970 об/мин.

Частота вращения приводного вала по форм. 1.5 [1]:

nВЫХ = = = 103,2 об/мин (3)

Определяем передаточное число привода:

= = 9,40 (4)

Принимаем из стандартного ряда передаточное число редуктора uр = 4, тогда передаточное число открытой передачи:

= (5)

Силовые и кинематические параметры привода по формулам:

Частота вращения:

nДВ = 970 об/мин (6)

n1 = nДВ = 970 об/мин (7)

n2 = = = 243 об/мин (8)

n3 = = = 43 об/мин (9)

Угловая скорость:

101,5 рад/с (10)

25,4 рад/с (11)

= 10,6 рад/с (12)

Крутящий момент:

Тдв = = = 102 Нм (13)

T1 = Тдв ∙ ηм ∙ 102 ∙ 0,99 ∙ 0,99 = 100 Нм (14)

= 100 · 4 · 0,97 · 0,99 = 384 Нм (15)

T3 = T2 · uОП · ηОП · ηПО² · ηм (16)

T3 = 384 · 2,4 · 0,96 · 0,99² · 0,99 = 858 Нм

Мощность:

Рдв = Тдв · ω дв / 1000 = 102 · 101,5 / 1000 = 10,4 кВт (17)

Р1 = Т1 · ω1 / 1000 = 102 · 101,5 / 1000 = 10,2 кВт (18)

Р1 = Т2 · ω2 / 1000 = 384 · 25,4 / 1000 = 9,8 кВт (19)

Р3 = Т3 · ω3 / 1000 = 858 · 10,6 / 1000 = 9,1 кВт (20)

Таблица 1 - Результаты кинематического расчета привода.

Вал

Частота вращения, об/мин

Угловая скорость, рад/с

Крутящий момент Т, Нм

Мощность, кВт

Передаточное число

КПД

Дв

970

101,5

102

10,31

4

2,4

1

970

101,5

100

10,2

2

103,2

25,4

384

9,8

0,97

0,96

3

43

10,6

858

9,1
  1. Проектирование и расчет передач редуктора

2.1 Выбор материала и термической обработки колес


Принимаем сталь 45, из табл. 2.1 [1, стр. 24] выписываем механические характеристики.

Таблица 2 – Характеристика механических свойств стали

Элемент передачи

Марка стали

Dпред

Термообработка

НВ1

в

-1

Н

F

Sпред

НВ2

Н/мм²

Шестерня

45

125

улучшение

262

780

540

407

315

Колеса

45

80

улучшение

232


2.2 Определение допускаемых напряжений


Определяем срок службы передачи [1, стр. 25]:

t = L ∙ 365 ∙ Кг ∙ 24 ∙ Кс (21)

где L – срок службы привода, в годах. Принимаем L = 5, тогда:

t = 5 ∙ 365 ∙ 0,85 ∙ 24 ∙ 0,5 = 18615 ч

Определяем контактные напряжения:

[σ]Hlim1 = 2 ∙ 262 + 70 = 594 МПа (22)

[σ]Hlim2 = 2 ∙ 232 + 70 = 534 МПа (23)

Допускаемые контактные напряжения:

[σ]H = (24)

где ZNкоэффициент долговечности, ZN = 1,1;

ZR – коэффициент влияния шероховатости;

ZV – коэффициент влияния окружной скорости;

SH – коэффициент запаса прочности;

Для шероховатости Ra = 1,25 принимаем ZR = 0,9, ZV = 1, SH = 1,3.

[σ]H1 = = 452 МПа

[σ]H2 = = 407 МПа

Расчет для передач с прямыми и непрямыми зубьями при разности прочности НВ1 – НВ2 = 20…50 ведется по наименьшему значению, т.е. по [σ]H2 = 407 МПа

Определяем допускаемые напряжения изгиба:

[σ]Flim1 = 1,75 ∙ 262 = 459 МПа (25)

[σ]Flim1,75 = 1,75 ∙ 232 = 406 МПа (26)

Допускаемые контактные напряжения:

[σ]F = (27)

где YN – коэффициент долговечности, YN = 1,1;

YR – коэффициент влияния шероховатости;

YA – коэффициент влияния двустороннего приложения нагрузки;

SH – коэффициент запаса прочности;

Для шероховатости RZ ≤ 40 мкм принимаем YR = 1,2, для нереверсивных передач YА = 1, для улучшенных колес SF = 1,7.

[σ]F1 = = 356 МПа

[σ]F2 = = 315 МПа

Определяем предварительное межосевое расстояние [2, стр. 17]:

(28)

где К = 10 при твердости до 350 НВ.

= 146 мм

Предварительное значение окружной скорости:

= 3,0 м/с (29)

По табл. 2.5 степень точности – низкая (9).

Определяем межосевое расстояние [2, стр. 18]:

(30)

где Ка – вспомогательный коэффициент;

KH – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;

ψba – коэффициент ширины зубчатого венца, принимаемый в пределах 0,315…0,5 для симметрично расположенных закрытых цилиндрических передач.

Для прямозубых передач Ка = 450, ψba = 0,315.

Коэффициент нагрузки:

KH = KHV ∙ K ∙ K (31)

где KHV – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения;

K – коэффициент неравномерности распределения нагрузки;

K – коэффициент распределения нагрузки между зубьями.

По табл. 2.6 [2] KHV = 1,06.

K = 1 + (K0 - 1) ∙ KHW (32)

По табл. 2.7 [2, стр. 20] для шестой схемы K0 = 1,02, по табл. 2.8 [2, стр. 31] KHW = 0,47.

K = 1 + (1,02- 1) ∙ 0,47 = 1,01

K = 1 + А ∙ (nСТ - 5) (33)

где А = 0,06 при НВ ≤ 350, норма плавности nСТ = 9.

K = 1 + 0,06 ∙ (9- 5) = 1,24

KH = 1,06 ∙ 1,24 ∙ 1,01 = 1,33

= 122 мм

Принимаем стандартное значение aw = 140 мм.

Модуль зацепления:

m ≈ (0,01…0,02) ∙ aw (34)

m ≈ 1,4…2,8 мм

Принимаем по стандартному ряду m = 2 мм [2, стр. 22].

Суммарное число зубьев шестерни и колеса:

(35)

Утоняем суммарное количество зубьев:

140 (36)

Число зубьев шестерни:

(37)

Число зубьев колеса:

(38)

Вычисляем фактическое передаточное отношение:

(39)

Определяем отклонение фактического значения от принятого:

% ≤ 4% (40)

Проверяем фактическое межосевое расстояние:

мм (41)

Определяем основные геометрические параметры передачи [2, стр. 24]:

Для шестерни:

Диаметр делительный:

мм (42)

Диаметр вершин зубьев

мм (43)

Диаметр впадин зубьев

мм (44)

Ширина венца

мм (45)

Для колеса:

мм (46)

Диаметр вершин зубьев

мм (47)

Диаметр впадин зубьев

мм (48)

Ширина колеса

b2 = aw ∙ ψba = 140 ∙ 0,315 = 45 мм (49)

Размеры заготовок:

Dзаг ≤ Dпр (50)

Dзаг = da + 6 = 60,0 + 6 = 66 мм (51)

66 мм < 125 мм

Сзаг ≤ Sпр (52)

Сзаг = 0,5 ∙ b2 = 0,5 ∙ 45 = 22,5 мм (53)

22,5 мм < 80 мм

Sзаг ≤ Sпр (54)

Sзаг = b2 + 4 = 45 + 4 = 49 мм (55)

49 мм < 80 мм

Условия выполняются.

Проверяем зубья колес по контактным напряжениям:

Проверяем условие по контактной прочности :

(56)

где Zσ = 9600 МПа1/2 для прямозубых колес.

= 330 МПа

Вычисляем отклонение:

% (57)

Условие прочности выполняется, т.к. отклонение нагрузки находится в допустимых пределах (-20… + 5)%.

Определяем силы в полосе зацепления зубчатых колес [2, стр. 24]:

Окружная сила:

(58)

Радиальная сила:

(59)

Осевая сила:

(60)

Определяем консольную силу, действующую на вал:

Fм = 50 · = 500 Нм (61)

Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба. Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса:

(62)

шестерни:

(63)

где YFS1, YFS2 – коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, по зависимостям YF1 = 3,79, YF2 = 3,6 [2, стр. 25].

Yε – коэффициент перекрытия зубьев, при степени точности 9 Yε = 1.

Yβ – коэффициент угла наклона зубьев, Yβ = 1.

KF – коэффициент нагрузки при расчете напряжения изгиба:

KF = KFV ∙ K ∙ K (64)

где KFV – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения;

K – коэффициент неравномерности распределения напряжения у основания зубьев по ширине зубчатого венца;

K – коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями. Согласно рекомендациям [2, стр. 22] K не учитывается. По табл. 2.9 [2, стр. 22] KFV = 1,12.

K = 0,18 + 0,82 ∙ K0 (65)

K = 0,18 + 0,82 ∙ K0 = 1,02

KF = KFV ∙ K = 1,12 ∙ 1,02 = 1,14

= 163 МПа < 315 МПа

Условия прочности выполняются.

Таблица 3. Результаты расчета цилиндрической передачи

Проектный отчет

Параметр

Шестерня

Колесо

Межосевое расстояние aw, мм

140

Модуль зацепления m, мм

2

Ширина зубчатого венца b, мм

49

44

Число зубьев z

28

112

Вид зубьев

эвольвентный

Угол наклона зубьев

0

Диаметр делительной окружности d, мм

56

224

Диаметр окружности вершин da, мм

60,0

228,0

Диаметр окружности впадин df, мм

51,0

219,0

Проверочный расчет

Параметр

Допускаемые значения

Расчетные значения

Примечания

Контактные напряжения σ, МПа

407

330

-19%

Напряжения изгиба, МПа

σF1

356

172




σF2

315

163



  1. Эскизное проектирование редуктора

3.1 Проектный расчет валов


Выбираем в качестве материала валов сталь 45. Диаметр первой ступени вала определяем по формуле [1, стр. 93]:

d1 ≥ (7…8) ∙ (66)

Ведущий вал:

d1 ≥ (7…8) ∙ = 23…. 28 мм

Принимаем стандартное значение d1 = 22 мм, t = 3,5 мм, r = 2 мм.

диаметр участка под подшипник:

dП ≥ d1 + 2 · t = 22 + 2 · 3,5 = 29 мм (67)

Приминаем dП = 30 мм.

Ведомый вал

d2 ≥ (7…8) ∙ (68)

d ≥ (6…7) ∙ = 36…. 44 мм

Принимаем стандартное значение d3 = 32 мм, t = 3,5 мм, r = 2,5 мм.

диаметр участка под уплотнение:

dУ ≥ d2 + 2 · t = 32 + 2 · 3,5 ≈ 40 мм (69)

диаметр участка под подшипник:

dП ≥ d2 + 2 · t = 32 + 2 · 3,5 = 39 мм (70)

Приминаем dП = 40 мм.

диаметр участка под буртик:

dПБ ≥ dп2 + 3 · r = 40 + 3 · 2,5 = 48 мм (71)

Приминаем dПБ = 50 мм.



Рисунок 1. Эскиз ведущего вала



Рисунок 2. Эскиз ведомого вала

Назначаем шпонки призматические по ГОСТ 23360-78 исходя из рекомендованных значений для интервалов диаметров валов.

Производим расчет шпонок на смятие:

(72)

Где h - высота сечения шпонки, мм;

t1 - глубина паза вала, мм;

l - длина шпонки, мм;

b - ширина шпонки, мм.

см] - допускаемое напряжение на смятие, [σсм] = 110…190 МПа - при стальной ступице.

Шпонка под муфту:

= 159 МПа

Шпонка под зубчатое колесо:

= 129 МПа

Шпонка под звездочку:

= 171 МПа

Результаты расчета приведены в таблице 5.

Условие прочности для всех шпоночных соединений выполняется.

Таблица 5 - Проверочный расчет шпоночных соединений.

Параметр

Условное

обозначение

Место установки

Муфта

Колесо

Звездочка

Передаваемый момент, Нм

Т

100

384

384

Диаметр вала, мм

d

22

45

32

Длина шпонки, мм

l

25

45

45

Ширина шпонки, мм

b

6

12

10

Высота сечения шпонки, мм

h

6

8

8

Глубина паза, мм

t1

3

4

4

Напряжение на смятие, МПа

σсм

159

129

171

3.2 Определение расстояния между деталями


Выполняя эскизную компоновку редуктора, определяем расстояния между силами, приложенными к валам, и реакциями опор: lб = 120 мм, lбк = 64 мм, lт = 120 мм, lтк = 96 мм.

Эскизную компоновку редуктора выполняем в двух проекциях: фронтальной и профильной.

Зазор между стенкой и колесом x ≈ 10 мм, а между стенкой и ступицей колеса х ≈ 18 мм. Зазор между шестерней и стенкой редуктора х = 16 мм.

Глубина масляной ванны 36 мм. Остальные размеры приведены на эскизной компоновки, представленной на листе формата А2.

Определяем толщину стенок корпуса и крышки редуктора:

δ = 0,025 · aw + 1 ≥ 8 мм (73)

Принимаем толщину стенки

Определяем расстояние от внутренней стенки редуктора:

до боковой поверхности вращающейся части

= (1,0…1,2) · 8 = 8 … 10 мм (74)

до боковой поверхности подшипника качения

(75)

Принимаем

Определяем радиальный зазор от поверхности вершин зубьев до внутренней поверхности стенки редуктора:

= 1,2 · 8 = 10 мм (76)

Определяем расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора:

(77)

Принимаем

Определяем ширину фланцев S, соединяемых болтом диаметром :

(78)

Gри принимаем k = 28 мм.

(79)

Принимаем толщину фланца боковой крышки .

Принимаем высоту головки болта:

= 0,8 · 12 = 10 мм (80)

Принимаем толщину фланца втулки .
  1. Расчет цепной передачи


Принимаем приводную роликовую цепь типа ПР. Определяем число зубьев меньшей звездочки цепной передачи:

(81)

Определяем число зубьев ведомой звездочки:

(82)

Условие соблюдается.

Определяем фактическое передаточное отношение цепной передачи:

(83)

Определяем отклонение фактического передаточного отношения от принятого:

≤ 4,5%

Определяем коэффициент эксплуатации передачи:

(84)

где Кд = 1 - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки;

Ка – коэффициент межосевого расстояния. Ка = 1 - для оптимального межосевого расстояния;

Кс – коэффициент способа смазывания. Принимаем Кс = 1,5 - при периодическом способе смазывания;

Кθ – коэффициент наклона линии центров звездочек е горизонту. При угле наклона <60º принимаем Кθ = 1;

Креж – коэффициент режима работы. Принимаем Креж = 1 - при работе передачи в одну смену;

Кр – коэффициент способа регулирования натяжения цепи. Кр = 1 - при регулировании натяжения отжимными винтами.

Т.к. < 3, то условия эксплуатации цепной передачи можно оставить без изменений.

Определяем шаг роликовой цепи:

(85)

где m – число рядов в цепи. Принимаем m = 1;

[pц] – допускаемое давление в шарнирах цепи, [pц] = 30.

мм

Принимаем цепь с шагом 38,1 мм, разрушающая нагрузка Q = 127 кН, вес 1 метра цепи q = 5,5 кг/м.

Делительный диаметр ведущей звездочки

D1 = = = = 328,17 мм (86)

Делительный диаметр ведомой звездочки:

D2 = = = = 705,56 мм (87)

Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

= 30 · 38,1 = 1143 мм (88)

Вычисляем длину замкнутой цепи, выраженную в шагах t:

(89)

Принимаем четное значение lt = 114 мм.

Уточняем межосевое расстояние:

(90)

Подставив данные в формулу, получаем а = 1142,75 мм.

Принимаем монтажное межосевое расстояние:

= 0,998 · 1142,75 = 1140 мм (91)

Скорость цепи:

м/с (92)

Определяем окружную силу на валу ведомой звездочки:

(93)

Определяем центробежную силу:

Fv = q · v² = 5,5 · 1,7² = 15,9 Н (94)

Определяем силу от провисания цепи:

Ff = 9,81 · kf · q · a = 9,81 · 6 · 5,5 · 1143 = 370 Н (95)

где kf– коэффициент, учитывающий расположение цепи. При горизонтальном положении принимаем kf = 6 .

Расчетная нагрузка на валы:

Fв = Ft + 2 · Ff = 5 + 2 · 370 = 745 Н (96)

Проверяем коэффициент запаса прочности по формуле:

s = = = 19,6 (97)

По таблице 7.19 при n1 = 248 об/мин и шаге t = 38,1 мм нормативный коэффициент запас прочности [s] = 7,6. Т.к. s > [s], условие прочности выполняется.
  1. Проверочный расчет валов на усталостную прочность


Определяем опорные реакции на ведущем валу. Принимаем из эскизной компоновки: lб = 120 мм, lбк = 64 мм. Консольная сила на быстроходном валу от муфты Fбк = 500 Нм.

Вертикальная плоскость:

Ya = Yb = 0,5 · Fr = 0,5 ∙ 1300 = 650 Н

Горизонтальная плоскость

ΣMA = 0; Xb ∙ lб – Ft ∙ 0,5 ∙ lб + Fбк ∙ lбк = 0

Xb = = = 1519 Н

ΣMВ = 0; -Xa · lб + Ft · 0,5 ∙ lб + Fбк · (lб + lбк) = 0

Xa = = = 2552 Н

Проверка:

ΣFx = 0; Xb - Ft + Xa - Fбк = 0

1519 - 3571 + 2552 - 500 = 0

Определяем суммарные радиальные реакции в опорах:

Определяем значения моментов

Вертикальная плоскость:

My1 = 0 Нм; My4 = 0 Нм

My2 = Xb ∙ 0,5 ∙ lб = 1519 · 0,5 ∙ 120 /1000 = 91 Нм

My3 = Xb ∙ lб - Ft ∙ 0,5 ∙ lб = (1519 ∙ 120 - 3571 ∙ 0,5 ∙ 120) /1000 = -32 Нм

Горизонтальная плоскость

Mx1 = 0 Нм; Mx3 = 0 Нм; Mx4 = 0 Нм

Mx2 = Yb ∙ 0,5 ∙ lб = 650 ∙ 0,5 ∙ 120 /1000 = 39 Нм

Крутящий момент Т = 100 Нм



Рисунок 3 - Расчетная схема ведущего вала.

Опасное сечение под зубчатым колесом. Определяем суммарный изгибающий момент в опасном сечении:

М = = = 99 Нм (98)

Определяем осевой момент в сечении:

Wнетто = = = 68382 мм³ (99)

Определяем напряжение в опасном сечении:

σА = σИ = = = 144,77 МПа (100)

Определяем полярный момент в сечении:

Wρнетто = 0,2 ∙ df³ = 0,2 ∙ 51³ = 26530 мм³ (101)

Касательные напряжения:

τА = = = = 149,70 МПа (102)

Определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений:

Кσd = (103)

Кτd = (104)

где Кσ и Кτ – эффективные коэффициенты концентрации;

Кd – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

Кf – коэффициент влияния шероховатости;

Ку – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Принимаем Кσ = 1,6, Кτ = 1,5, Kd = 0,80, Kf = 1,0, Ку = 1,6.

Кσd = = 1,3

Кτd = = 1,2

Определяем пределы выносливости в расчетном сечении:

-1)d = σ-1 / Кσd = 540 / 1,3 = 540,0 МПа (105)

-1)d = 0,58 ∙ σ-1 / Кτd = 313,2 / 1,2 = 261 МПа (106)

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sσ = = = 3,7 (107)

Sτ = = = 1,7 (108)

Определяем общий коэффициент запаса прочности:

S = = = 1,5 (109)

Условие прочности выполняется, т.к. S находится в допустимых пределах 1,5…3.

Определяем реакции в опорах ведомого вала. Консольная сила от цепной передачи по формуле (88) Fтк = 745 Н. Из эскизной компоновки lт = 120 мм, lтк = 96 мм.

Вертикальная плоскость

ΣMС = 0; Yd ∙ lт - Fa ∙ 0,5 ∙ d2 - Fr ∙ 0,5 ∙ lт = 0

Yd = = = 1119 Н

ΣMD = 0; - Yс ∙ lт - Fa ∙ 0,5 ∙ d2 + Fr ∙ 0,5 ∙ lт = 0

Yc = = = 181 Н

Проверка:

ΣFx = 0; Yd - Fr + Yc = 0

1119 - 1300 + 181 = 0

Горизонтальная плоскость

ΣMС = 0; Xd · lт - Ft · 0,5 ∙ lт + Fтк · lтк = 0

Xd = = = 1190 Н

ΣMD = 0; -Xc · lт + Ft · 0,5 ∙ lт + Fтк · (lтк + lт) = 0

Xc = = = 3127

Проверка:

ΣFx = 0; Xd - Ft + Xc - Fтк = 0

1190 - 3571 + 3127 - 745 = 1

Определяем суммарные радиальные реакции в опорах:

Rс = = = 3132 Н

Rd = = = 1633 Н

Определяем значения моментов

Вертикальная плоскость:

My1 = 0 Нм; My4 = 0 Нм

My2 = Xd ∙ 0,5 ∙ lт = 1190 ∙ 0,5 ∙ 120 /1000 = 71 Нм

My3 = Xd ∙ lт - Ft · 0,5 ∙ lт = (1190 ∙ 120 - 3571 ∙ 0,5 ∙ 120) /1000 = -71 Нм

Горизонтальная плоскость

Mx1 = 0 Нм; Mx3 = 0 Нм; Mx4 = 0 Нм

Mx2 = Yd ∙ 0,5 ∙ lт = 1119 ∙ 0,5 ∙ 120 /1000 = 67 Нм

Крутящий момент Т = 384 Нм



Рисунок 4 - Расчетная схема ведомого вала.

Опасное сечение под зубчатым колесом. Определяем суммарный изгибающий момент в опасном сечении:

М = = = 98 Нм (110)

Определяем осевой момент в сечении:

Wнетто = 0,1 ∙ d³ - (111)

Wнетто = 0,1 ∙ 45³ - = 397904 мм³

Определяем напряжение в опасном сечении:

σА = σИ = = = 246,29 МПа (112)

Определяем полярный момент в сечении:

Wρнетто = 0,2 ∙ d³ - (113)

Wρнетто = 0,2 ∙ 45³ - = 407016 мм³

Касательные напряжения:

τА = = = = 47,17 МПа (114)

Принимаем Кσ = 1,6, Кτ = 1,5, Kd = 0,83, Kf = 1,0, Ку = 1,6.

Кσd = = 1,2 (115)

Кτd = = 1,1 (116)

Определяем пределы выносливости в расчетном сечении:

-1)d = σ-1 / Кσd = 540 / 1,2 = 450,0 МПа (117)

-1)d = 0,58 ∙ σ-1 / Кτd = 313,2 / 1,1 = 285 МПа (118)

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Sσ = = = 1,8 (119)

Sτ = = = 6,0 (120)

Определяем общий коэффициент запаса прочности:

S = = = 1,7 (121)

Условие прочности выполняется, т.к. коэффициент запаса прочности S > [S].
  1. Расчет и подбор подшипников качения


Таблица 4 - Типоразмеры подшипников качения.

Обозначение подшипников

Размеры, мм

Динамическая грузоподъемность

Статическая грузоподъемность




d,

D

C, Н

C0, Н

306

30

72

28100

14600

208

40

80

32000

8500

Подшипник пригоден при условии:

(122)

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность:

(123)

где Re – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

m – показатель степени. = 3 - для шариковых подшипников;

Эквивалентная динамическая нагрузка:

Re = X · V · Rr · Кб · Кt (124)

где V – коэффициент вращения, принимаем V = 1, т.к. вращается внутреннее кольцо подшипника;

Rr – радиальное усилие в наиболее нагруженной опоре;

Кб – коэффициент безопасности. В зависимости от характера нагрузки и вида машинного агрегата принимаем Кб = 1,1;

Кt– температурный коэффициент. При t ≤ 100º C Кt = 1.

Ведущий вал

Re = 1 · 2552 · 1,1 · 1 = 2807 Н

28823Н ≈ 28100 Н

Подшипники 306 пригодны для эксплуатации, замена в период эксплуатации не требуется.

Ведомый вал:

Re = 1 · 3132 · 1,1 · 1 = 3445 Н

Н < 32000 Н

Подшипники 208 пригодны для эксплуатации, замена в период эксплуатации не требуется.
  1. Выбор и расчет муфты


Определяем расчетный момент:

Тр = Кр ∙ Т (125)

где Кр – коэффициент режима нагрузки. Кр = 1,25.

Тр = 1,25 ∙ 71 = 89 Нм

Для вычисленного расчетного момента и диаметра вала 22 мм выбираем МУВП 125-22-1.1-25-II2-УЗ ГОСТ 21424-93.



Рисунок 5 – Муфта упругая втулочно-пальцевая.
  1. Выбор способа смазки и сорта масла


Определяем ориентировочное значение кинематической вязкости при температуре 50°С [2, стр. 337]:

ν50 = (126)

где ν1 – рекомендуемая вязкость при скорости 1 м/с; ν1 ≈ 180 мм²/с для стальных передач;

v – скорость зубчатых колес.

ν50 = = 104 мм²/с

По табл. 8.30 [2, стр. 338] принимаем масло ИРП-150. Объем масла при смазывании окунанием [2, стр. 339]:

V = 0,2 + 2,15 ∙ (0,01 ∙ aw)³ = 0,2 + 2,15 ∙ 3 = 6,65 л (127)

По табл. 8.32 [2, стр. 340] выбираем для подшипников качения литол-24 ТУ 21150-75. Смазочный материал набивают в подшипники вручную при снятой крышке подшипникового узла. Смену смазки производят при ремонте.

Заключение


В ходе выполнения курсового проекта был спроектирован привод планчатого транспортёра, состоящий из:

  • электродвигателя 4А160S6 мощностью 11 кВт;

  • цилиндрического косозубого редуктора;

  • цепной передачи;

  • муфты упругой втулочно-пальцевой.

В процессе проектирования были решены следующие задачи: сконструированы валы, червяная пара, выбраны подшипники, сконструирован корпус редуктора и проверен промежуточный вал на выносливость.

Технические характеристики привода:

  • частота вращения вала электродвигателя 970 об/мин;

  • крутящий момент на приводном валу 384 Нм;

  • частота вращения приводного вала 43 об/мин.

Библиографический список


    1. Булатов С.Ю. Детали машин и основы конструирования. Курсовое проектирование: учебное пособие. Княгинино: НГИЭУ, 2015. – 172 с.

    2. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / П.Ф, Дунаев, А.П. Леликов. - 12-е издание, стереотипное. – М.: ИЦ «Академия», 2009. – 496 с.

    3. Детали машин и основы конструирования. Учебник / М.Н. Ерохин, С.П. Казанцев, А.В. Карп и др.; Под ред. М.Н. Ерохина и С.П. Казанцева – М.: КолосС, 2011. 512 c.





написать администратору сайта