Московский Государственный Технический Университет
им. Н.Э. Баумана

Кафедра «Детали машин»

Пояснительная записка

К курсовому проекту на тему:

ПРИВОД ЦЕПНОГО ТРАНСПОРТЕРА

ДМ 795.00.00 ПЗ

Студент: Ветров П.С. (Э4-62)

Руководитель проекта: Кулешова Е.М.

Москва 2019 г.

Оглавление

Задание 3

Введение 4

1. Выбор электродвигателя 5

2. Расчет момента на приводном валу 7

3. Расчет зубчатой передачи 8

4. Эскизное проектирование 9

4.1. Проектные расчеты валов 9

4.1.1 Быстроходный вал 9

4.1.2 Промежуточный вал 9

4.1.3 Тихоходный вал 9

4.2. Расстояние между деталями передач 9

4.3. Выбор типа подшипника и схемы их установки 10

5. Конструирование зубчатых колес 10

5.1. Цилиндрическое зубчатое колесо 10

5.2. Коническое зубчатое колесо 11

6. Конструирование корпусных деталей 11

6.1. Толщины стенок корпуса и крышки корпуса 11

6.2. Крепление крышки редуктора к корпусу 12

6.3. Крепление редуктора к плите 12

7. Расчет соединений 12

7.1. Натяг конического колеса на промежуточный вал 12

7.2. Шпоночное соединение тихоходный вал – муфта 14

8. Расчет подшипников качения на быстроходном валу 14

8.1. Расчет подшипников качения 15

8.2. Выбор подшипника, схема установки и его параметры 16

9. Приводной вал 18

10. Подбор муфт 19

10.1. Комбинированная муфта между выходным валом редуктора и приводным валом. 20

10.2. Упруго-компенсирующая муфта. 20

11. Смазывание, смазочные устройства и уплотнения. Расчет уровня масленой ванны и способы его контроля 21

Список используемой литературы 22

Введение

В данной работе выполнено проектирование привода цепного транспортера, состоящего из двухступенчатого редуктора, компенсирующей муфты, комбинированной муфты и приводного
вала со звездочками. Приведены основные расчеты, выбрана оптимальная конструкция. Вычисление и выбор параметров описаны в данной пояснительной записке. Графическая часть проекта представлена на 7 листах формата А3.

1. Выбор электродвигателя

КПД привода принимаем

Мощность электродвигателя (кВт)

где – окружная сила, кН; V – скорость цепи, м/с.

Делительный диаметр тяговой звездочки (м)

где P – шаг цепи, мм; Z – количество зубьев звездочки.

Частота вращения приводного вала (об/мин)

Требуемая частота вращения вала электродвигателя (об/мин)

где – передаточное число редуктора,

В результате, берем электродвигатель АИР 132М, мощностью 7.5 кВт и

частотой вращения 1000 об/мин.

2. Расчет момента на приводном валу

Общее передаточное число привода

где – частота вращения вала электродвигателя,

Передаточное число тихоходной ступени

Передаточное число быстроходной ступени

Момент на приводном валу ( )

3. Расчет зубчатой передачи

Для расчета на ЭВМ получаем следующие данные: Ресурс нагружения равен 10000 ч. Режим нагружения 2. Частота вращения тихоходного вала 32.3 об/мин.

Расчет зубчатых передач редуктора осуществлен на ЭВМ. По его итогам было получено 9 вариантов исполнения 2-х ступеней редуктора. Выбор оптимального варианта осуществляется посредством 7 параметров, характеризующих передачу.

Был выбран 4 вариант по следующим причинам: твердости колес (28.5 HRC) и шестерен (49 HRC) являются оптимальными для работы передачи, дающие лучшую защиту от износа и от излома зуба. Суммарная масса колес 38 кг (механизма 106 кг). Суммарное межосевое расстояние 220 мм.

Далее, по выбранному варианту был сделан окончательный расчет цилиндрической передачи.

4. Эскизное проектирование

4.1 Проектные расчеты валов

4.1.1 Быстроходный вал

Диаметры участков(мм)

Длина промежуточного участка(мм)

Длина резьбы (мм)

Длина консоли(мм)

4.1.2 Промежуточный вал

Диаметры участков(мм)

4.1.3 Тихоходный вал

Диаметры участков(мм)

4.2 Расстояние между деталями передач

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса редуктора, между ними оставляют зазор «а»

где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм.

Тогда зазор равен

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес (мм)

4.3 Выбор типа подшипника и схемы их установки

Для опор валов конической зубчатой передачи применяют конические роликовые подшипники, так как колеса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. Первоначально назначают подшипник легкой серии.

Для опор валов цилиндрической косозубой зубчатой передачи применяют шариковые радиальные подшипники. Первоначально назначают подшипник легкой серии.

На быстроходном валу подшипники стоят врастяжку.

На промежуточном и тихоходном - враспор.

5.Конструирование зубчатых колес

5.1 Цилиндрическое зубчатое колесо

Поскольку крупносерийное производство, то целесообразнее применить двусторонний штамп.

Для свободной выемки из штампа примем литейные радиусы и литейные уклоны равны соответственно.

Длину ступицы примем

Ширину торцов зубчатого венца примем (мм)

где – модуль зацепления косозубой цилиндрической передачи, мм.

Диаметр ступицы (мм)

где d – диаметр отверстия колеса, мм.

Длина фаски (мм)

Толщина диска (мм)

Так как зубчатое колесо на тихоходный вал устанавливается в натяг, то нужен допуск цилиндричности на посадочную поверхность колеса

где t – допуск размера, мкм.

Для правильно фиксирование внутреннего кольца подшипник, нужно установить допуск перпендикулярности на торцы зубчатого венца

5.2 Коническое зубчатое колесо

Поскольку крупносерийное производство, то целесообразнее применить двусторонний штамп.

Для свободной выемки из штампа примем литейные радиусы и литейные уклоны равны

соответственно.

Длину ступицы (мм)

где d – диаметр посадочной поверхности на промежуточном вале.

Ширину торцов зубчатого венца примем (мм)

где – модуль зацепления внешней окружной, мм.

Диаметр ступицы (мм)

Длина фаски (мм)

Толщина диска (мм)

6.Конструирование корпусных деталей

Материал корпуса редуктора и крышки принимается чугун СЧ20.

Данный редуктор спроектирован с горизонтальным разъемом по осям валов.

Для подъема и транспортирования крышки корпуса и редуктора в сборе применим проушины в виде сквозного отверстия в корпусе.

Дно корпуса сделаем с наклоном 1° в сторону сливного отверстия.

Толщины стенок корпуса и крышки корпуса

Толщина стенок корпуса (мм)

где T – вращающий момент на выходном валу, Н м.

Толщина стенки крышки редуктора (мм):

Крепление крышки редуктора к корпусу

Крепление крышки редуктора к корпусу осуществляется винтами, диаметр которых зависит от момента на тихоходном валу и должен быть не менее 10 мм

Винты располагаются с шагом не более (10…12) d.

Необходимую точность фиксирования достигают коническими штифтами в количестве 2-х штук, которые располагают на возможно большем друг от друга расстоянии.

Диаметр штифтов (мм)

Крепление редуктора к плите

Крепление редуктора осуществляется с помощью четырех опорных ниш с отверстиями под следующие диаметры крепежных винтов.

Диаметр винта (мм)

.

Диаметр отверстия под винт – 21 мм.

Диаметр цековки под винт – 32 мм.

7. Расчет соединений

Натяг конического колеса на промежуточный вал

Коническое колесо – промежуточный вал соединяется с помощью натяга.

Материал колеса и вала – сталь 40X.

Коэффициент запаса для соединения вала и колеса

Коэффициент сцепления для сталь – сталь нагревом .

Среднее контактное давление (МПа)

Деформация деталей (мкм)

где – модуль упругости,

Коэффициент жесткости

Следовательно,

Поправка на обмятие микронеровностей (мкм)

Минимальный натяг (мкм)

Максимальный натяг (мкм)

где , мкм – максимальный деформация, допускаемая прочностью деталей соединения, где – максимальное давление, допускаемое прочностью охватывающей или охватываемой детали, меньшее из двух:

где – предел текучести материала охватывающей и охватываемой детали,

Следовательно

Тогда

По данным расчет выбираем посадку, которая будет удовлетворять условиям

Данным критериям подходит посадка .

Температура нагрева охватывающей детали, °С

где – натяг выбранной посадки, мкм; – зазор, мкм; – коэффициент теплового расширения, для стали .

Шпоночное соединение тихоходный вал – муфта

Соединение будет осуществляться с помощью шпонки.

Выберем призматическую шпонку (ГОСТ 23360-78).

Рабочая длина шпонки (мм)

где h – высота шпонки, мм; – глубина паза под шпонку на валу, мм; – допускаемое напряжение смятия, МПа.