Привод ленточного транспортера с червячным редуктором (верхнее расположение червяка), ременной передачей от электродвигателя к редуктору

Московский государственный технический университет им. Н. Э. БауманаФакультет «Специальное машиностроение»Кафедра «Основы конструирования машин»Пояснительная запискак курсовому проекту на тему:«Привод индивидуальный»ДМ 1563.00.00СтудентКириллов Д.В. СМ6-62Консультант проектаМагнитский И.В.Москва, 2019Оглавление1.Бланк задания .................................................................................................. 32.Расчет кинематических параметров .............................................................. 43.Подготовка данных для расчета на ЭВМ ..................................................... 6Проектный расчет валов .........................................................................................

74.1 Выбор конструкций валов и их проектные расчеты ................................. 74.1.1Быстроходный вал............................................................................. 74.1.2Тихоходный вал....................................................................................... 84.1.3 Промежуточный вал .............................................................................. 85 Разработка компоновочной схемы редуктора ............................................ 96.Расчет соединений ............................................................................................. 106.1 Соединение с натягом ..............................................................................

106.2 Шпоночные соединения .......................................................................... 127.Расчет подшипников на заданную долговечность .................................... 147.1 Подшипники быстроходного вала............................................................. 148.Расчет тихоходного вала на прочность ....................................................... 1821. Бланк задания32.

Расчет кинематических параметровДля проектного расчета нашего передаточного механизма намнеобходимо найти: вращающий момент на тихоходном валучастоту вращения тихоходного валаэлектродвигателем и редуктором⁄, ресурс,, передаточное число между. Расчетная схема приводаприведена на рис. 1.Мощность и частота вращения вала электродвигателя , кВт, заданыв условии– общий КПД привода:здесь– КПДсоответственно,муфты, цилиндрической и ременной передач;;.Вращающие моменты на валах:( )4Выбор электродвигателя по Гост из условияВыбираемэлектродвигательАИР112М-двигательасинхронный, исполнение IM1081, мощностьвращения;трехфазный, синхронная частота, асинхронная частота вращения53.

Подготовка данных для расчета на ЭВМОбщее передаточное число:Назначаем передаточное число червячного редуктора: Uред=11,191.Передаточное число ременной передачи:.Для расчета червячной передачи на ЭВМ подготовим следующиеисходные данные:Таблица исходные данныеВращающий момент на тихоходном валу (Нм)542,076Частота вращения тихоходного вала (мин-1)63Передаточное число редуктора11,191Срок службы (час)12000Типовой режим нагружения26Проектный расчет валов4.1 Выбор конструкций валов и их проектные расчетыПредварительные значения диаметров различных участков валовредуктора определяем, исходя из рекомендаций, приведенных в [1, с.

53].Принятые обозначения (см. рис.2):- диаметр концевого участка,посадочный диаметр под подшипник,- диаметр борта подшипника,-посадочный диаметр под колесо.Рисунок 1 - Эскиз вала4.1.1 Быстроходный вал( )√√принимаемгде– высота заплечика;[1, с. 54].принимаемгде – координата фаски подшипника,;принимаем74.1.2Тихоходный вал( )√√принимаемпринимаем.принимаем.4.1.3 Промежуточный вал√√принимаемпринимаем.принимаем.85Разработка компоновочной схемы редуктора√где– расстояние между крайними точками деталей передачи;√Также необходимо предусмотреть расстояние между дномкорпуса и нижней точкой зубчатого колеса:Корпус редуктора – неразъемный..96.Расчет соединений6.1 Соединение с натягомПри посадкеколесана тихоходный вал выбираем соединение снатягом, которое оказывает меньшее влияние на вал как концентраторнапряжений.

Расчет производится из условия нераскрытия стыка в порядке,приведенном в [1, с. 86].Рисунок 7 - Расчетная схема соединения с натягомСреднее контактное давление:⁄(где)– коэффициент запаса сцепления,соединительная);(на выходе муфта– вращающий момент на колесе,диаметр соединения,;коэффициент сцепления,– длина соединения,;–;–(сталь – сталь);⁄()Деформация деталей:( ⁄где,⁄)– коэффициенты жесткости:[(⁄ ) ]⁄[(⁄ ) ]10( ⁄[где( ⁄) ]⁄[) ]– диаметр отверстия пустотелого вала,наружный диаметр ступицы колеса,– условный;;– коэффициентыПуассона материалов вала и ступицы,⁄[,(⁄) ]– модули упругости материалов вала и ступицы,;;(⁄(⁄()))Поправка на обмятие микронеровностей:(где)– средние арифметические отклонения профиля поверхностей,,;()Минимальный необходимый натяг:Максимальный допускаемый натяг:где– максимальная деформация, допускаемая прочностью деталей,⁄здесь– максимальное допускаемое давление, меньшее из двух:(⁄ )( ⁄)11где,– пределы текучести материалов,[1, табл.2.1],;(⁄)⁄По полученным значениямипосадку H8/x8, для которойиз [1, табл.

6.3] назначаем,.6.2 Шпоночные соединенияДля передачи вращающего момента на муфту применим шпоночноесоединение. Расчет будем производить исходя из допускаемого напряжениясмятияравномерно. При расчете принимаем, что напряжения смятия распределеныпоповерхностиконтакта.Поэтомунапряжениесмятиявыражается как:где– диаметр вала,– рабочая длина,врезания шпонки в ступицу,– крутящий момент,глубинадопускаемое напряжение смятиясм.

т.6.1 с.62[4].Полная длина шпонки12Соединение шкива и быстроходного валаПолная длина шпонки137. Расчет подшипников на заданную долговечностьПринятые обозначения:осевая сила,момент,– окружная сила,– консольная сила,– длина участка вала,– радиальная сила,– крутящий момент,–– изгибающий– делительный диаметр колеса (червяка,звездочки).7.1 Подшипники быстроходного валаСчитаем, что радиальная реакция приложена к оси вала на расстоянииот торца подшипника (рис. 8),. Зная все размеры, можноначертить расчетную схему (рис. 9).Исходные данные:,,,. Определим моменты сил:,Определим неизвестные реакции из уравнений равновесия:1.

∑(⃗⃗ )142. ∑(⃗⃗ )3. ∑(⃗⃗ )4. ∑(⃗⃗ )5. ∑(⃗⃗ )(6. ∑)(⃗⃗ )Полные реакции имеют вид:√√√√15Вычислим эквивалентные нагрузки:где– коэффициент эквивалентности,(для I режиманагружения);Дальнейший расчет будем производить для более нагруженногоподшипника опоры «В».Предварительно назначаем подшипник 207 ГОСТ 8338-75:()(())16()()( )()Проверим выполнение условия(())условие выполняется.178. Расчет тихоходного вала на прочностьПроизведем расчет всех валов на статическую прочность, а такжепроверочный расчет тихоходного вала на сопротивление усталости.Принятые обозначения:момент,– осевая сила,сопротивления кручению,напряжения,– изгибающий момент,– крутящий– момент сопротивления изгибу,– площадь сечения,– момент– нормальные– касательные напряжения.

В расчете на статическуюпрочность примем коэффициент перегрузки.Тихоходный валИсходные данные: напряжения начала текучеститабл. 10.2],[1,.1819Опасные сечения:I-I: место установки зубчатого колеса;II-II: место установки подшипника;III-III: место установки муфты.1) Внутренние силовые факторы:Сечение I-IИзгибающие моменты:в плоскости YOZ справа от сечения:в плоскости YOZ слева от сечения:в плоскости ХOZ:момент от консольной силы:суммарный изгибающий момент:√20крутящий момент:осевая сила:Сечение II-IIСечение III-III2) Вычисление геометрических характеристик опасных сеченийвала:Сечение I-I21Сечение II-IIСечение III-III()()3) Расчет на статическую прочность:Сечение I-IНапряжение изгибаЧастныеи напряжение кручениякоэффициентызапасапрочностипонормальнымикасательным напряжениямОбщий коэффициент запаса прочности по пределу текучести√√22Сечение II-IIНапряжение изгибаЧастныеи напряжение кручениякоэффициентызапасапрочностипонормальнымикасательным напряжениямОбщий коэффициент запаса прочности по пределу текучести√√Сечение III-IIIНапряжение крученияОбщий коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен вданном случае частному коэффициенту запаса прочности по касательномунапряжению23Таким образом, тихоходный вал обладает достаточной статическойпрочностью.4) Расчет вала колеса на сопротивление усталости.

Вычислимзначения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасныхсечений вала.СечениеКоэффициенты снижения предела выносливостиПределы выносливости вала в рассматриваемом сеченииКоэффициент влияния асимметрии цикла24Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям()()Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении√√СечениеКоэффициенты снижения предела выносливостиПределы выносливости вала в рассматриваемом сечении25Коэффициент влияния асимметрии циклаКоэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям()()Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении√√СечениеОпределим амплитуду и среднее напряжение циклаКоэффициент снижения предела выносливостиПредел выносливости вала в рассматриваемом сечении26Коэффициент влияния асимметрии циклаКоэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен вданном случае коэффициенту запаса по касательному напряжению()()Сопротивление усталости во всех сечениях обеспечено27ЗаключениеВ результате проделанной работы спроектирован привод ленточноготранспортера с червячным редуктором (верхнее расположение червяка),ременной передачей от электродвигателя к редуктору.Разработаны чертеж общего вида привода, сборочный чертежредуктора и комбинированной муфты.Рассчитан быстроходный вал на статическую прочность и насопротивление усталости, подшипники на заданный ресурс, шпоночныесоединения на прочность.

Выполненные расчеты подтверждают надежностьработы привода в течение 12000 часов.28Список использованных источников1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин / Подред. О. А. Ряховского - М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017.2. Варламова Л.П., Тибанов В.П., Методические указания к выполнениюдомашнего задания по разделу «Соединения» курса «Основыконструирования деталей и узлов машин / Под ред. Л.П. Варламовой - М.:МГТУ им.

Н.Э. Баумана, 2008.3. Атлас конструкция узлов и деталей машин / Под ред. О.А. Ряховского иО.П. Леликов - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.4. Детали машин / Под ред. О.А. Ряховского - М.: Издательство МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2009.5. Фомин М.В. Расчет опор подшипников качения - М.: Издательство МГТУим. Н.Э.

Баумана, 2003.29.