125797 (690690)
Текст из файла
Введение
Согласно заданию требуется разработать привод ленточного транспортера, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи и двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора.
Требуется выбрать электродвигатель, рассчитать зубчатые передачи, спроектировать и проверить пригодность шпоночных соединений, подшипников, разработать общий вид редуктора, разработать рабочие чертежи деталей: выходного вала, зубчатого колеса, крышек подшипников, шкива.
Электродвигатель выбирается исходя из потребной мощности и частоты вращения. Зубчатая передача рассчитывается по условиям контактной и изгибной выносливости зубьев, проверяется на статическую прочность. Параметры ременной передачи принимаются по результатам расчета на тяговую способность. Валы проектируются из условия статической прочности (ориентировочный расчет) и проверяются на выносливость по коэффициенту запаса прочности.
Шпоночные соединения проверяются на смятие, и размеры принимаются в зависимости от диаметра соответствующего участка вала. Типовой размер муфты определяется исходя из передаваемого момента, частоты вращения соединяемых валов и условий эксплуатации.
Форма и размеры деталей редуктора и плиты привода определяются конструктивными и технологическими соображениями, а также выбором материалов и заготовок.
При расчёте и проектировании ставится цель получить компактную, экономичную и эстетичную конструкцию, что может быть достигнуто использованием рациональных материалов для деталей передач, оптимальным подбором передаточного числа передач, использованием современных конструктивных решений, стандартных узлов и деталей при проектировании привода.
1 Кинематический расчет привода
1.1 Схема привода
Рисунок 1-Схема привода
Привод состоит из электродвигателя, клиноременной передачи и 2-х ступенчатого циллиндрического редуктора. Движение от электродвигателя через клиноременную передачу 1-2 передается на входной вал редуктора 2-3. Через косозубую цилиндрическую передачу 3-4 передается движение на промежуточный вал 4-5 и далее через косозубую цилиндрическую передачу 5-6 на выходной вал редуктора – 6, который упругой муфтой соединен с валом барабана транспортера.
1.2 Выбор электродвигателя
1.2.1 Требуемая мощность электродвигателя
Рэд = Рвых / общ ,
где Рвых - общая мощность на выходе, кВт.
общ - общий КПД привода;
общ= 1234564пм где,
12 - КПД ременной передачи 1-2;
34 - КПД косозубой цилиндрической передачи 3-4;
56 - КПД косозубой цилиндрической передачи 5-6;
п - КПД пар подшипников;
м - КПД муфты
общ = 0,95 0,970,97 0.994 0,98= 0,841
Рвых = Ft V, где Ft - окружное усилие на барабане, кН ;
V - скорость ленты конвейера, м/с;
Рвых = 8700∙0,45 = 3915Вт = 3,9 кВт;
Рэд = ,
1.2.2 Требуемая частота вращения
nэ.тр = nвыхi12i34 i56
где, i12 -передаточное отношение передачи 1-2
i34 - передаточное отношение передачи 3-4
i56 - передаточное отношение передачи 5 - 6
nвых - требуемая частота вращения на выходе привода
nвых = ,
где Dб - диаметр барабана,мм
nвых = об/мин
nэ.тр= 1000 об/мин
1.2.3 Выбор электродвигателя
выбирается электродвигатель 132S6.
Параметры: P = 5,5 кВт, nэд = 960 мин-1.
Рисунок 2-Электродвигатель 132S6.
1.3 Уточнение передаточных чисел
Общее передаточное число
,
где Uред – передаточное число редуктора;
U12 – передаточное число ременной передачи (U12 =3).
1.4 Кинематический и силовой расчет
1.4.1 Мощность, передаваемая на валы привода
,
,
,
,
где P1 – мощность на 1-ом валу, Вт;
P23 – мощность, передаваемая на вал 2-3, Вт;
P45 – мощность, передаваемая на вал 4-5, Вт;
P6 – мощность, передаваемая на выходной вал редуктора, Вт.
1.4.2 Частота вращения валов привода
,
,
,
.
1.4.3 Угловые скорости вращения валов
,
,
,
,
1.4.4 Крутящие моменты на валах
,
,
,
,
2 Расчет зубчатых передач
Рисунок 3-Схема зубчатой передачи
2.1 Критерии работоспособности и расчета
Критериями работоспособности зубчатой косозубой цилиндрической передачи являются:
-
износ;
-
усталостное выкрашивание;
-
усталостные поломки зубьев;
-
статические поломки.
Расчет на прочность ведется от определения допускаемых контактных напряжений и определения допускаемых значений напряжений при расчете зубьев на усталостный изгиб.
уН < [уН]
уF < [уF]
2.2 Выбор материала зубчатых колес
Таблица 2 Выбор материала зубчатых колес.
Звено | Марка стали | Термообработка | Твердость зубьев НВ | ут, МПа |
Шестерни 3,5 | сталь 40Х | улучшение | 260..300 | 650 |
Колеса 4,6 | сталь 40Х | улучшение | 230..260 | 650 |
2.4 Расчет допускаемых напряжений
2.4.1 Допускаемые контактные напряжения
В соответствии с ГОСТ 21354-75 допускаемые контактные напряжения равны
,
где уHlimB – предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, Н/мм2;
KHL – коэффициент долговечности;
SH – коэффициент безопасности (для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшение) SH = 1.1).
При способе термической обработки, как улучшение, для сталей 45 и 40Х предел контактной выносливости поверхности зубьев
,
где NHO – базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости;
NHE – эквивалентное число циклов перемены напряжений.
,
где ni – частота вращения того зубчатого колеса, для которого определяется допускаемое напряжение, мин-1;
c – число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один оборот (c = 1);
tУ – суммарное время работы;
Tn – максимальный из длительно действующих моментов;
T1, T2 – действующие моменты;
t1,t2 – время действия моментов.
Рисунок 4-Режим работы
,
где - срок службы привода, годы (
=9);
- число рабочих смен в сутки (
),
- количество рабочих часов в каждую смену (
).
ч
Т.к. , то KHL3 = 1.
Т.к. , то KHL4 = 1.
Т.к. , то KHL5 = 1.
Т.к. , то KHL6 = 1.
Для цилиндрических передач с косыми зубьями в качестве расчётных напряжений принимаются:
,
где - наименьшее из напряжений
.
Принимаем
МПа.
Принимаем
МПа.
2.4.2 Допускаемые напряжения у ножки зуба
,
где у0Flim – предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов изменения напряжений, Н/мм2;
KFL – коэффициент долговечности;
SF – коэффициент безопасности (принимаем SF = 1.75 для улучшенных сталей 45, 40Х ).
,
где NFO – базовое число циклов перемены напряжений ( );
NFE – эквивалентное число циклов перемены напряжений ( ).
Т.к. , то KFL3 = 1.
Т.к. , то KFL4 = 1.
Т.к. , то KFL5 = 1.
Т.к. , то KFL6 = 1.
2.4.3 Максимальные допустимые напряжения
Для зубьев зубчатых колес, подвергнутых улучшению
,
где ут – предел текучести материала при растяжении, Н/мм2.
,
где уFlimM – предельное значение напряжения, не вызывающего остаточных деформаций или хрупкого излома зуба, Н/мм2;
SFM – коэффициент безопасности (для улучшенных сталей 45, 40Х SFM = 1.75).
2.5 Проектный расчет передачи
2.5.1 Определение коэффициентов перегрузки
Коэффициенты нагрузки находятся по следующим зависимостям:
при расчете на контактную выносливость
,
при расчете на изгибную выносливость
,
где KHв, KFв – коэффициенты, учитывающие неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (ширине зубчатого венца);
KHV, KFV – динамические коэффициенты (учитывают внутреннюю динамику передачи).
По ГОСТ 21354-75 быстроходная передача 3-4 – 3 схема, тихоходная передача 5-6 – 5 схема, тогда ориентировочное значение коэффициентов концентрации нагрузки по длине можно определить из графиков .
где u – передаточное число рассчитываемой передачи.
u34 = 3,6 u56 = 2,8
KHB34 = 1.15 KFB34 = 1.32
KHB56 = 1.06 KFB56 = 1.1
Значение коэффициентов KHV и KFV выбирают в зависимости от окружной скорости в зацеплении, точности изготовления передачи и твердости зуба.
Приближенная скорость в зацеплении
,
где nш – частота вращения шестерни, мин-1;
CV – вспомогательный коэффициент (для косозубых цилиндрических передач и 1 группы термообработки CV = 1500);
Tк – момент на колесе, Нм.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.