Спроектировать привод ленточного транспортера

Содержание
Содержание
Техническое задание
Введение
1. Описание назначения и устройства проектируемого привода
2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
3. Расчет передач привода
3.1 Зубчатая прямозубая передача
3.2 Цепная передача
4. Предварительный расчет валов
5. Расчет параметров корпуса редуктора, крышки редуктора, шестерни, колеса
6. Первая эскизная компоновка редуктора
7. Подбор подшипников
8. Проверка прочности шпоночных соединений
9. Вторая эскизная компоновка редуктора
10. Подбор муфты
11. Уточненный расчет валов
12. Выбор сорта смазки редуктора
13. Технология сборки редуктора
Заключение
Список использованной литературы
Приложение: спецификация (4 листа).

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Конструируем узел ведущего вала:
наносим осевую линию. Используя эту осевую линию, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;
по справочнику определяем размеры манжеты и по этим размерам вычерчиваем ее на определенном ранее размере вала;
вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками и болтами;
вычерчиваем выходной конец вала так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки подшипника, длина выходного конца вала определяется длиной ступицы муфты;
вычерчиваем шпонку на присоединительном конце вала.
Аналогично конструируем узел ведомого вала, учитывая следующие особенности:
для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки на валу с другой стороны зубчатого колеса;
продолжаем осевую линию и вычерчиваем в разрезе подшипники качения;
по справочнику определяем размеры манжеты и по этим размерам вычерчиваем ее на определенном ранее размере вала;
вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками и болтами;
вычерчиваем выходной конец вала так, чтобы ступица звездочки не КП1201.017.000.ПЗ Лист 34 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
задевала за головки болтов крепления крышки подшипника, длина
выходного конца вала определяется длиной ступицы звездочки;
вычерчиваем шпонку на присоединительном конце вала.
Вычерчиваем шпонку на зубчатом колесе.
Наносим очертания корпуса редуктора.
Непосредственным измерением уточняем расстояния между опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес, звездочки и муфты относительно опор.
Вторая эскизная компоновка редуктора изображена на рис. 11.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 35 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Рис. 11 КП1201.017.000.ПЗ Лист 36 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
10. Подбор муфты
В качестве муфты между валом двигателя и быстроходным валом редуктора возьмем упругую втулочно-пальцевую муфту.
Муфты упругие втулочно-пальцевые получили широкое распространение вследствие относительной простоты конструкции и удобству замены упругих элементов.
Эскиз муфты изображен на рисунке 12.
Рис. 12
Выбираем муфту:
Муфта 125-25-1-У3 ГОСТ 21424-93.
Номинальный вращающий момент:
[Т] = 125 Н · м.
Вращающий момент на быстроходном валу:
Т1 = 52 Н · м КП1201.017.000.ПЗ Лист 37 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Диаметр посадочного отверстия:
d = 25 мм.
Габаритные размеры муфты:
D × L = 120 × 125.
Наличие упругих втулок позволяет скомпенсировать неточность расположения в пространстве вала двигателя и быстроходного вала.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 38 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
11. Уточненный расчет валов
Выполним расчет валов на сопротивление усталости.
Быстроходный вал.
Материал вала – сталь 45, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Опасное сечение – опора С.
Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d13 = 62,5 · 103 / 0,1 · 303 = 14,6 МПа
τа = τк /2 = Т1 / 2 · 0,2d13 = 52 · 103 / 0,4 · 303 = 2,3 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 14,6 = 6,5; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 2,3 = 39,6
S = Sσ Sτ / = 6,5 · 39,6 / = 6,4 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Тихоходный вал.
Опасное сечение – опора В.
Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.
Материал вала – сталь 45, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 39 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Му = Ft3 c = 1608 · 0,09 = 145 Н·м;
Мх = Fr3 c = 2063 · 0,09 = 186 Н·м;
Мсеч = = = 236 Н·м.
σа = σu = Мсеч / 0,1d33 = 236 · 103 / 0,1 · 403 = 27,2 МПа
τа = τк /2 = Т2 / 2 · 0,2d33 = 198 · 103 / 0,4 · 403 = 4,6 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 27,2 = 3,5; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 4,6 = 19,8
S = Sσ Sτ / = 3,5 · 19,8 / = 3,4 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Приводной вал.
Опасное сечение – опора F.
Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.
Материал вала – сталь 45, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Найдем значения изгибающих моментов в наиболее опасном сечении:
Му = Ft4 h = 1608 · 0,06 = 96 Н·м;
Мх = Fr4 h = 2063 · 0,06 = 124 Н·м;
Мсеч = = = 157 Н·м.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d3 = 157 · 103 / 0,1 · 553 = 7 МПа
τа = τк /2 = Т3 / 2 · 0,2d3 = 376 · 103 / 0,4 · 553 = 7,6 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
КП1201.017.000.ПЗ Лист 40 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 7 = 13,5; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 7,6 = 12
S = Sσ Sτ / = 13,5 · 12 / = 9 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 41 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
12. Выбор сорта смазки редуктора
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.
Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.
Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.
Определяем вязкость масла по [2].
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:
[σ]Н = 567 МПа.
Окружная скорость передачи:
V = 1,5 м/с.
По [2] определяем:
V40° = 28 мм2/с
По [2] принимаем масло индустриальное И-Г-А-32, у которого:
V40°C = 29-35 мм2/с.
И – индустриальное
Г – для гидравлических систем
А – масло без присадок
КП1201.017.000.ПЗ Лист 42 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
32 – класс кинематической вязкости
Подшипники смазываются тем же маслом, что и зацепления за счет разбрызгивания масла и образования масляного тумана.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 43 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
13. Технология сборки редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 – 100ºС;
в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала;
надевают распорную втулку, и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхность стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого ставят крышки подшипников с прокладками.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают уплотнения, пропитанные горячим маслом.
Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки болтами.
Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и устанавливают смотровое стекло.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку винтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 44 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта спроектирован привод ленточного транспортера.
Разработан цилиндрический редуктор с прямозубой передачей; выбрана упругая втулочно-пальцевая муфта; рассчитана цепная передача.
Выполнен сборочный чертеж редуктора, оформлена спецификация.
Произведены расчеты зубчатой передачи, валов, подшипников, шпонок.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 45 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Список использованной литературы

1. С.А. Чернавский и др. – Курсовое проектирование деталей машин,
Москва, «Машиностроение», 1988 г.
2. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин,
Москва, «Высшая школа», 1998 г.
3. М.Н. Иванов – Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.
4. А.Е. Шейнблит – Курсовое проектирование деталей машин,
Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.
КП1201.017.000.ПЗ Лист 46 Изм. Лист № докум. Подпись Дата