Проект привода к цепному конвейеру

-
...

1 Кинематический расчёт привода 4
1.1 Выбор электрического двигателя 4
1.2 Определение кинематических, силовых и энергетических параметров на отдельных валах. 6
2. Расчет червячной передачи 8
2.1 Выбор материала червяка и червячного колеса 8
2.2 Предварительный расчет передачи 8
2.2 Расчет геометрических размеров и параметров передачи 9
2.3 Проверочный расчет 11
3 Предварительный расчет диаметров валов 13
3.1 Расчет ведущего вала 13
4 Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений 15
4.1 Соединение быстроходный вал – полумуфта 15
4.2 Соединение тихоходный вал – наружная шестерня 15
4.3 Соединение тихоходный вал – ступица червячного колеса 16
5 Расчет валов по эквивалентному моменту 17
5.1 Исходные данные для расчета 17
5.2 Расчет ведущего вала – червяка. 17
5.3 Расчет ведомого вала 21
6 Расчет подшипников на долговечность 25
6.1 Расчет подшипников червяка на долговечность 25
6.2 Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность 27
7 Выбор системы и вида смазки. 30
8 Расчет основных элементов корпуса 31

-

Лист№ докум.ПодписьДатаЛистчервяка V1=1,36 м/с колеса - V1=0,54 м/с Скорость скольжения зубьев м/с КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивания масла [1, формула 4.14] Выбираем 7-ю степень точности передачи и находим значение коэффициента динамичности Kv = 1,1Коэффициент неравномерности распределения нагрузки : q =10 и Z1 =4 При незначительных колебаниях нагрузки вспомогательный коэффициент Х=0,6 Коэффициент нагрузки 2.3 Проверочный расчет Проверяем фактическое контактное напряжение МПа < [GH] = 510МПа.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб.Эквивалентное число зубьев. =49,64 Коэффициент формы зуба YF = 2,19Напряжение изгиба 92713 Па = 92,713 мПа Определяем окружные Ft, осевые Fa и радиальные Fr силы в зацеплении соответственно на червяке и на колесе по формулам: ННН 3 Предварительный расчет диаметров валовИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист3.1 Расчет ведущего валаВедущий вал – червяк Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении : 24,85 мм По ГОСТ принимаем d1 =25ммДиаметры подшипниковых шеек d2 =d1+2t=25+2х2,2=29,9ммПринимаем d2 =30ммd3≤df1=47,88Принимаем d3 =40ммl1 =(1,2…1,5)d1 =1,4x25=35ммl2≈1,5d2 =1,5x30=45ммl3 =(0,8…1)хdam=170ммl4 – определим после выбора подшипникаИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист3.2 Расчет тихоходного валаВал червячного колеса Диаметр выходного конца 47,48 Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда d1 =50ммДиаметры подшипниковых шеек d2 =d1+2t=50+2х2,8=55,6ммПринимаем d2 =60ммd3= d2 +3,2r=60+3,2х3=69,6ммПринимаем d2 =71ммd5= d3 +3,2r=71+9,6=80ммl1 =(1,0…1,5)d1 =1,2х50=60ммl2≈1,25d2 =1,25х60=75ммl3 =(0,8..1)хdam=170ммl4 – определим после выбора подшипников.Так как межосевое расстояние составляет 150мм для червяка выбираем роликовые подшипники 7306 ГОСТ333-79, а для червячного колеса - 7512 ГОСТ333-79.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист4 Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений4.1 Соединение быстроходный вал – полумуфтаДля выходного конца быстроходного вала при d=25 мм выбираем призматическую шпонку bxh=8x7 мм2 при t=4мм.При l1=35 мм выбираем длину шпонки l=32мм.Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:σсм=2Тd(h-t)∙lр≤σсмгде Т – передаваемый момент, Нмм;lр – рабочая длина шпонки, при скругленных концах lр=l-b,мм;[]см – допускаемое напряжение смятия.С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается полумуфта ([]см=70…100 Н/мм2) вычисляем:σсм=0,13≤70 Н/мм2Условие выполняется.4.2 Соединение тихоходный вал – наружная шестерняДля выходного конца тихоходного вала при d=50 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=14x9 мм2 при t=5,5мм.При l1=60 мм выбираем длину шпонки l=45мм.Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала шестерни ([]см=110…190 Н/мм2):σсм=0,27≤110 Н/мм2Условие выполняется.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист4.3 Соединение тихоходный вал – ступица червячного колесаДля соединения тихоходного вала со ступицей червячного колеса при d=71 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=20x12 мм2 при t=7,5мм.При l1=32 мм выбираем длину шпонки l=32мм.Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала ступицы ([]см=70…100 МПа):σсм=0,39≤70 Н/мм2Условие выполняется.5 Расчет валов по эквивалентному моментуИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист5.1 Исходные данные для расчетаОпределяем консольную нагрузку на муфте:FT 2=250T2;FT 2=5784 HДля построения эпюр с учетом рис.5, данных табл.1 и пункта 7 определяем расстояния прилагаемых сил.Все выбранные данные сводим в табл.2.Таблица 2Исходные данные для расчета валовПараметрВедущий вал – червякВедомый валFt, Н1388725Fr, Н3176Fa, Н8725138Fм(Fш), Н12325784d, мм40160а=b, мм9342с, мм67865.2 Расчет ведущего вала – червяка.Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:mа=[Faxd/2]:Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистmа=8725·4010-3/2=174,5Нм.Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.1mАу=0-RBy·(a+b)+Fr·a- mа=0RBy=(Fr·0,093- mа)/ 0,186=(3176·0,093-174,5)/ 0,186=649,8НПринимаем RBy=650Н2mВу=0RАy·(a+b)-Fr·b- mа=0RАy==(Fr·0,093+ mа)/ 0,186=(3176·0,093+174,5)/ 0,186=2526,2НПринимаем RАy=2526НПроверка:FКу=0RАy- Fr+ RBy=2526-3176+650=0Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1у=0;М2у= RАy·а;М2у=2526·0,093=235Нм;М2’у= М2у- mа(слева);М2’у=235-174,5=60,5Нм;М3у=0;М4у=0;Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм.Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)1mАх=0;Fш·(a+b+с)-RВх·(a+b)- Ft·a=0;1232·(0,093+0,093+0,067)-RВх·(0,093+0,093)-138·0,093=0;RВх=(311,7-12,8)/0,186;RВх=1606,9НИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистRВх1607Н2mВх=0;-RАх·(a+b)+Ft·b+Fш·с= 0;RАх=(12,834+82,477)/0,186;RАх=512,4НRАх512НПроверкаmКх=0;-RАх+ Ft- Fш+ RВх=-512+138-1232+1607=0Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистНазначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1х=0;М2х= -RАх·а;М2х=-512·0,093=-47,6Нм;М3х=- Fш ·с;Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистМ3х=-1232·0,067=-82,5НмМ4х=0;Строим эпюру изгибающих моментов Мх.Крутящий моментТI-I=0;ТII-II=T1=Ft·d1/2;ТII-II=2,76НмОпределяем суммарные изгибающие моменты:MиΣ=Мв2+Мг2 MиΣ1MиΣ1=240НмMиΣ2MиΣ2=77НмОпределяем эквивалентные моменты:Mэкв=МΣ2+Т2 MиΣ1=248 НмMиΣ2=77 НмMиΣ3=82,5 Нм5.3 Расчет ведомого валаЗаменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:mа=[Faxd/2]:mа=138·16010-3/2=11Нм.Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.1mАу=0-RBy·(a+b)+Fr·a- mа=0RBy=(Fr·0,042- mа)/ 0,084=(3176·0,042-11)/ 0,084=1457,04НПринимаем RBy=1457НИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист2mВу=0RАy·(a+b)-Fr·b- mа=0RАy==(Fr·0,042+ mа)/ 0,084=(3176·0,042+11)/ 0,084=1718,95НПринимаем RАy=1719НПроверка:FКу=0RАy- Fr+ RBy=1719-3176+1457=0Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1у=0;М2у= RАy·а;М2у=1719·0,042=72,2Нм;М2’у= М2у- mа(слева);М2’у=72,2-11=61,2Нм;М3у=0;М4у=0;Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм.Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)1mАх=0;Fm·(a+b+с)-RВх·(a+b)- Ft·a=0;5784·(0,042+0,042+0,086)-RВх·(0,042+0,042)-8725·0,042=0;RВх=(983,3-366,45)/0,084;RВх=7343,2НRВх7343Н2mВх=0;-RАх·(a+b)+Ft·b+Fм·с= 0;RАх=(366,45+497,4)/0,084;RАх=10284,2НRАх10284НПроверкаИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистmКх=0;-RАх+ Ft- Fm+RВх=-7343+8725-5784+10284=0Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1х=0;М2х= -RАх·а;М2х=-10284·0,042=-432Нм;М3х=- Fm ·с;М3х=-5784·0,086=-497НмМ4х=0;Строим эпюру изгибающих моментов Мх.Крутящий моментТI-I=0;ТII-II=T1=Ft·d2/2;ТII-II=698Нм Определяем суммарные изгибающие моменты:MиΣ=Мв2+Мг2 MиΣ1=438НмMиΣ2=436НмОпределяем эквивалентные моменты:Mэкв=МΣ2+Т2 MиΣ1=824 НмMиΣ2=823 НмMиΣ3=816 НмИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛистЭпюры изгибающих и крутящих моментов ведомого вала6 Расчет подшипников на долговечность6.1 Расчет подшипников червяка на долговечностьИзм.Лист№ докум.