Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Проект привода цепного конвейера

Содержание


Вступление

1. Кинетический и силовой расчёт привода

1.1 Кинематическая схема привода

1.2 Выбор двигателя

1.3 Общее передаточное число и разбиение его по степеням

1.4 Силовые и кинематические параметры привода

2. Расчет клиноременной передачи

2.1 Исходные данные для расчёта передачи

2.2 Механический расчет

3. Расчет цилиндрической 3.1. Кинематическая схема передачи и исходные данные для расчета

3.2 Выбор материала и определение допустимых напряжений

3.3 Определение геометрических параметров

3.4 Проверочный расчет передачи

3.5 Определение сил в зацеплении (см. рис. 3.3)

4. Расчёт цилиндрической косозубой передачи || ступени

4.1 Кинематическая схема передачи и исходные данные для расчета

4.2 Выбор материала и определение допустимых напряжений

4.3 Определение геометрических параметров

4.4 Проверочный расчет передачи

4.5 Определение сил в зацеплении (см. рис. 3.3)

5. Условный расчет валов

5.1 Определение диаметров входного вала редуктора

6. Определение конструктивных размеров зубчатых колес

6.1 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи I ступени

6.2 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи II ступени

6.3 Определяем размеры цилиндрического колеса (рис.6.1.)

6.4 Определение диаметров выходного вала

7. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора

7.1 Определение конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора, согласно табл. 4.2, 4.3, [1]

7.2 Размеры необходимые для черчения

8. Выбор шпонок и их проверочный расчет

9. Расчёт промежуточного вала редуктора на статическую способность и долговечность

9.1 Расчет вала на несущую способность

9.2 Расчет вала на прочность

10. Расчет подшипников качения

10.1 Определение реакции в опорах

10.2 Определение коэффициентов

10.3 Определение эквивалентной нагрузки

10.4 Определяем долговечность подшипников

10.5 Выбор муфты

10.6 Проверочный расчёт зубчатой муфты

11. Выбор и проверочный расчёт опор скольжения

Литература


Вступление


Развитие народного хозяйства Украины тесно связано с развитием машиностроения, так как материальная мощность современной страны базируется на технике – машинах, механизмах, аппаратах, приводах, которые выполняют разную полезную работу. В наше время нет ни одной области народного хозяйства, где бы не применялись машины и механизмы в широких масштабах. Благодаря этому осуществляется комплексная механизация в промышленности, в сельском хозяйстве, в строительстве, на транспорте. Это заставляет уделять большое внимание при проектировании и усовершенствования конструкций современных машин и механизмов. Машины и механизмы, которые проектируются, должны иметь высокие эксплуатационные показатели, не большое количество энергии и эксплуатационных материалов, должны быть экономичными, как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации, удобными и безопасными в обслуживании.


1. Кинетический и силовой расчёт привода


Согласно техническому заданию на курсовой проект по дисциплине «Детали машин» необходимо спроектировать привод цепного конвейера, который состоит из двигателя, клиноременной передачи, двухступенчатого цилиндрического ора и муфты. При проектировании деталей привода использованы современные критерии оценки их работоспособности – прочность, жесткость и износостойкость. Кинематический и силовой расчеты привода


1.1 Кинематическая схема привода


Проект привода цепного конвейера

Рис 1.1


Таблица 1.1

Исходные данные для кинематического и силового расчета привода

Название параметров Обозначения в формулах Единица измерения Величина параметра
Окружная сила F1 Н 28000
Скорость

Проект привода цепного конвейера

м/с 0,5
Число зубьев z - 9
Шаг цепи р мм 160
Режим работы P - С
Число смен T - 1

1.2 Выбор двигателя


Работа над курсовым проектом по дисциплине «Детали машин» подготавливает студентов к решению более сложных задач общетехнического характера в своей дальнейшей практической деятельности.

Определяем необходимое усилие на валу 1 двигателя, кВт,


Проект привода цепного конвейера кВт


где N5 – усилие на приводном валу 5, кВт, ηобщ - общий кпд.


Проект привода цепного конвейера кВт,

ηобщ = η12η23 η34 η45 = 0,95· 0,95· 0,96· 0,98 = 0,85,


где η12= ηкр=0,95 – кпд между 1 и 2 валами; η23= ηцп· η кр =0,96·0,99=0,95 – кпд между 2 и 3 валами; η34=ηцп· ηоп =0,97·0,99=0,96 – кпд между 3 и 4 валами; η45= ηм· ηоп ηоп=1·0,99·0,99=0,98 – кпд между 4 и 5 валами.

Средние значения кпд принимаем из [1], табл. 1.1

ηкр =0,95-кпд клиноременной передачи;

ηцп =0,97-кпд цилиндрической передачи;

ηоп=0,99-кпд в опорах;

ηм=1,0-кпд муфты.

Принято, что валы привода установлены на подшипниках качения.

Определяем угловую скорость и частоту вращения вала электродвигателя.


Проект привода цепного конвейера рад/с

где Проект привода цепного конвейера рад/с – угловая скорость на 5 валу

где Проект привода цепного конвейера

Проект привода цепного конвейера - общее передаточное отношение привода.

Проект привода цепного конвейера,


Средние значения ориентировочных передаточных чисел принимаем из [2], табл. 5.5, с 74.

Проект привода цепного конвейераПроект привода цепного конвейера - ориентировочное передаточное число клиноременной передачи; Проект привода цепного конвейера - ориентировочное передаточное число цилиндрической передачи I ступени; Проект привода цепного конвейера - ориентировочное передаточное число цилиндрической передачи II ступени; Проект привода цепного конвейера - ориентировочное передаточное число муфты.

Определяем частоту вращения вала 1


Проект привода цепного конвейера об/мин.


Выбираем электродвигатель исходя из условий Проект привода цепного конвейера Проект привода цепного конвейера.

Из [3], табл.2.4, с.23, выбираем электродвигатель 4АН180М6, Проект привода цепного конвейера кВт Проект привода цепного конвейера об/мин и для дальнейших расчётов выполняем переход от Проект привода цепного конвейера к Проект привода цепного конвейера


Проект привода цепного конвейера рад/с


1.3 Общее передаточное число и разбиение его по степеням


Определяем действительное общее передаточное число привода при выбранном двигателе.


Проект привода цепного конвейера


Проводим разбиение Проект привода цепного конвейера по степеням.

Принимаем Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера.

Тогда Проект привода цепного конвейера


1.4 Силовые и кинематические параметры привода


Определяем мощности на валах:


Проект привода цепного конвейера кВт ; Проект привода цепного конвейеракВт ;

Проект привода цепного конвейеракВт ; Проект привода цепного конвейеракВт;

Проект привода цепного конвейеракВт (див.розд.1.2.1.)


Определяем угловые скорости валов:


Проект привода цепного конвейера рад/с;

Проект привода цепного конвейера рад/с;

Проект привода цепного конвейера рад/с;

Проект привода цепного конвейера рад/с;

Проект привода цепного конвейера рад/с.


Определяем крутящие моменты на валах:


Проект привода цепного конвейераНм; Проект привода цепного конвейераНм;

Проект привода цепного конвейераНм; Проект привода цепного конвейераНм;

Проект привода цепного конвейераНм.


Результаты расчётов сводятся в табл.1.2 и являются исходными данными для всех следующих расчётов.


Таблица 1.2

Результаты кинетического и силового расчётов привода

Параметры


№ вала

N, кВт ω рад/с

М,Нм

Проект привода цепного конвейера

Проект привода цепного конвейера

1 16,5 102,05 161,7 2,98 47,68
2 15,7 34,24 458,5





4
3 14,9 8,56 1740





4
4 14,3 2,14 6682





1
5 13 2,4 6542


2. Расчет клиноременной передачи


Схема клиноременной передачи

Проект привода цепного конвейера

Рис 2.1


2.1 Исходные данные для расчёта передачи


Таблица 2.1

Исходные данные для расчета передачи

Параметры


№шва

N, кВт w, рад/с М, Нм ид12 и добщ
1 16,5 102,05 161,7 2,98 47,68
2 15,7 34,24 458,5


2.2 Механический расчет


Сечение ремня по табл. 5.6 ([8], с. 69)

Проект привода цепного конвейера

Рис 2.2


При заданном значении М принимаем сечение ремня (В).

Диаметр меньшего шкива

Минимально допустимый диаметр шкива dmin= 63 мм.

Для повышения коэффициента полезного действия передачи, увеличения долговечности и тяговой способности ремней, уменьшение числа ремней принимаем d1=100 мм.

Диаметр большего шкива: d2=d1·iкл =100∙2,98=298

Скорость ремня: Проект привода цепного конвейера;

где v – скорость ремня, Проект привода цепного конвейера м/с.

Частота вращения ведомого вала Проект привода цепного конвейера;

где n2 – частота вращения ведомого вала, об/мин.;Проект привода цепного конвейера - коэффициент скольжения; принимаем Проект привода цепного конвейера = 0,01

Проект привода цепного конвейераоб/мин.

Ориентировочное межосевое расстояние

Принимаем a0=400 мм.

Длина ремня


Проект привода цепного конвейера;


где L - длина ремня, мм;


Проект привода цепного конвейера;

Проект привода цепного конвейера;

Проект привода цепного конвейера мм.


В соответствии с ГОСТ 1284.1-80 принимаем L = 1600 мм.

Окончательное межосевое расстояние


Проект привода цепного конвейера;

Проект привода цепного конвейера мм.


Принимаем a = 500 мм.

Наименьшее расстояние, необходимое для надевания ремня


aнаим = a- 0,01L;

aнаим = 500-0,01·1600 = 484 мм.


Наибольшее расстояние, необходимое для компенсации вытяжки ремня

aнаиб = a- 0,025L;

aнаиб = 500-0,025·1600 = 460 мм.

Коэффициент динамичности и режима работы

ср = 1,1

Угол обхвата


Проект привода цепного конвейера;


где Проект привода цепного конвейера - угол обхвата, є;

Проект привода цепного конвейера

По табл. 5.7 ( 5, с.71) величина окружного усилия р0 , передаваемого одним ремнем р0=124 Н (на один ремень)

Допускаемое окружное усилие на один ремень


[р]=р0ЧСαЧСLЧCР,


где Сα=1-0,003(180-α1)=1- 0,003(180-156,24)=0,93

Коэффициент, учитывающий длину ремня

Проект привода цепного конвейера, так как расчетная длина L=1600=L0

Коэффициент режима работы Ср=1, следовательно


[р]=824∙0,93=757


где р0 =814 ( по табл. 5,7 [8], с. 71 )

Окружное усилие


Проект привода цепного конвейера Н


Расчетное число ремней Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера.

Принимаем Z = 4


3. Расчет цилиндрической 3.1. Кинематическая схема передачи и исходные данные для расчета


Кинематическая схема передачи


Проект привода цепного конвейера

Рис.3.1.


Исходные данные для расчета передачи Таблица 3.1.

параметры


№ вала

N, кВт ω, рад/с M,Нм ид34 идобщ
2 15,7 34,24 458,5 4,0 47,68
3 14,9 8,56 1740


3.2 Выбор материала и определение допустимых напряжений


Материалы зубчатых колес

Для уравновешивания долговечности шестерни и колеса, уменьшения вероятности заедания и лучшей приработки твердость зубьев шестерни необходимо выбирать большей, чем твердость колеса: НВш = НВк + (20…50).

Так как к габаритам передачи не накладываются жесткие условия, то для изготовления зубчатых колес, из [6], принимаем материалы для шестерни – сталь 50, для колеса – сталь 40. Параметры материалов зубчатых колес сводим в таблицу 3.2.


Таблица 3.2

Материалы зубчатых колес.


Материал Термообработка Предел теку-чести, σт, МПа Твердость, НВ
Шестерня Сталь 50 нормализация 380 180
Колесо Сталь 40 нормализация 340 154

Допустимые контактные напряжения:


Проект привода цепного конвейера,


где σНlim – граница контактной долговечности поверхности зубцов, соответствует базовому числу циклов изменения напряжений NН0 = 30 НВ2,4, (при твердости поверхности зубьев ≤350 НВ, σНlim b = 2 НВ +70):


σНlim bш = 2·180+70=430МПа, σНlim bк =2· 154 + 70=378 МПа;

NН0ш = 30·1802,4 = 7,76·106, NН0к = 30 · 1542,4 = 5,3·106;


SН – коэффициент безопасности (запас прочности), учитывается от термообработки и характера нагрузок, принимаем SН = 1,1, [6];

КНL – Коэффициент долговечности, который учитывает время службы и режим нагрузок передачи, определяется из соотношения NН0 и дополнения (NΣ·КНЕ); КНЕ – коэффициент интенсивности режима нагрузки, из [6], табл. 1.1, для легкого режима принимаем КНЕ = 0,06.

NΣ - суммарное число циклов нагрузки зубьев за все время службы передачи:


Проект привода цепного конвейера,


где Lh –время службы передачи, для односменной работы Lh=1·104 час.


Проект привода цепного конвейера, Проект привода цепного конвейера.

NΣш · КНЕ =1,96 · 108 · 0,06 = 1,17 · 106 < NН0ш = 7,76 · 106,

NΣк · КНЕ = 0,49 · 108 · 0,06 =2,9 · 106 < NН0ш = 5,3 ·106.


Так как в обоих случаях NН0 >NΣ · КНЕ , то коэффициент долговечности


Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера.

Проект привода цепного конвейераМпа; Проект привода цепного конвейераМПа


Допустимые напряжения на изгиб.


Проект привода цепного конвейера,


где σFlimb – граница выносливости поверхности зубцов при изгибе, соответствует базовому числу циклов смены напряжений NFо = 4 · 106, [6], (при твердости поверхности зубьев ≤350 НВ, σFlimb = НВ + 260):


σFlimbш = 180 +260 = 440МПа, σFlimbк = 154 + 260 = 414 МПа;


SF – коэффициент безопасности (запас прочности), из [2], принимаем SF = 1,8, KFL – коэффициент долговечности, который учитывает время службы и режим нагрузок передачи, определяется соотношением NF0 и (NΣ KFЕ); KFЕ – коэффициент интенсивности режима нагрузки, из [6], табл. 1.1, для легкого режима принимаем KFЕ = 0,02.


NΣm· KFЕ = 1,05·108·0,02 = 2,1·106 < NF0 = 4·106,

NΣк · KFЕ = 0,26·108·0,02 = 0,52·106 < NF0 = 4·106.


Так как в обоих случаях NF0 > NΣ KFЕ, то согласно [ ], коэффициент долговечности:


Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера.


KFC - коэффициент реверсивности нагрузки, для нереверсивной передачи КНL – 1,0, [6].


Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера


Допустимые максимальные контактные напряжения.


[σН]max = 2,8 σТ.

[σН]max ш = 2,8·380 = 1064 МПа, [σН]max к =2,8·340=952 МПа.


Допустимые максимальные напряжения на изгиб.


[σF]max = 0,8 σТ.

[σF]maxш = 0,8·380 = 304 МПа., [σF]maxк = 0,8·340 = 272 МПа.


3.3 Определение геометрических параметров


Межосевое расстояние.

Из условий контактной усталости поверхности зубьев:


Проект привода цепного конвейера,


где Ка – коэффициент межосевого расстояния, из [6], для косозубых передач Ка = 4300 Па1/3; Проект привода цепного конвейера- коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоянию, из [6], для косозубой передачи принимаем


ψba = 0,45; и = ид34 = 4;


КНβ – коэффициент распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, из [6], табл.1.2, в зависимости от ψbd = 0,5 ψba (и+1) = 0,5 · 0,45 · (4+1) = 1,13, для косозубой передачи КНβ = 1,046; [σН] – наименьшее из двух значений (шестерни и колеса) допустимых контактных напряжений, МПа.


Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера

Определение модуля.

Первоначальное значение расчетного модуля зубьев определяется


Проект привода цепного конвейера


где β – угол наклона зубьев, для косозубой передачи β = 20°;

Zш – число зубьев шестерни, согласно [6] принимаем Zш = 20;

Zш – число зубьев колеса, Zк = Zши = 20·4 = 80 .

Согласно [6], табл.1.3, принимаем mп = 5 мм.

- ширина: bк = ψdа аw = 0,45 · 266 = 119,7 мм. Принимаем bк = 120 мм.


3.4 Проверочный расчет передачи


Расчет на контактную усталость.


Проект привода цепного конвейера


где ZН – коэффициент, учитывающий форму спряженных поверхностей зубьев: для косозубых - ZН = 1,75, [6];

ZМ = 275 · 103 Па1/2 - коэффициент учитывающий механические свойства материалов зубчатых колес, [6];

ZЕ - коэффициент суммарной длинны контактный линий спряженных зубьев: для косозубых - ZЕ = 0,8, [6];

КН = КНа КН β КНV – коэффициент нагрузки : КНа – коэффициент распределения нагрузки между зубьями из [6], табл. 1.4, КН а = 1,15; КН β = 1,046, см. разд.3.3.1, КНV – коэффициент динамической нагрузки, из [6], табл. 1.4, при


Проект привода цепного конвейера; КHV=1.02; КН=1,15∙1,046∙1,02=1,22.

Проект привода цепного конвейера


Так как σН = 363 находится в пределах (0,9…1,0)[σН], то расчет можем считать завершенным: Проект привода цепного конвейера.

Расчет на контактную прочность.


Проект привода цепного конвейера,


где Кп=2,2, [σН]max – наименьшее из двух значений (шестерни и колеса) допустимых максимальных контактных напряжений, МПа


Проект привода цепного конвейера


Условие выполняется.

расчет на усталость при изгибе.

Определяем отдельно для шестерни и колеса по формуле

Проект привода цепного конвейера,

где - YF - коэффициент формы зуба, из [6], табл. 1.7, по эквивалентному числу зубьев ZV , для косозубой передачи: Проект привода цепного конвейера, YFш =3,92; Проект привода цепного конвейера,YFк = 3,6.

YE - коэффициент перекрытия зубьев, согласно [6] принимаем YE =1,0.

Yβ - коэффициент наклона зубьев, согласно [6] для косозубых передач принимается:Проект привода цепного конвейера

КF = КFа К Fβ КFV- коэффициент нагрузки: КFа – коэффициент распределения нагрузки между зубьями для косозубых - КFа =1,0, [6], табл. 1,8; К Fβ –коэффициент

Геометрические размеры цилиндрической зубчатой передачи


Проект привода цепного конвейера

Рис 3.2.


Геометрический расчет передачи (см. рис. 3.2).

Межосевое расстояние


Проект привода цепного конвейера


Принимаем аw = 266 мм.

Уточняем угол наклона зубьев


Проект привода цепного конвейера


Размеры шестерни:

- делительный диаметр: Проект привода цепного конвейера

- диаметр вершин зубьев: dаш = dш + 2mn = 106,4+ 2 · 5= 116,4мм;

- диаметр впадин: dƒш = dш – 2,5mn = 106,4 – 2,5 · 5= 93,9мм;

- ширина: bш = bк + 5 мм = 120 + 5 = 125 мм.

Размеры колеса:

-делительный диаметр Проект привода цепного конвейера

- диаметр вершин зубьев: dак = dк + 2mn = 425,5 +2 · 5 = 696 мм;

- диаметр впадин: dƒк = dк – 2,5mn = 425,5 – 2,5 · 5 = 413 мм;

распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, из [6], табл. 1.9, в зависимости от ψba = 1, 13 (см. разд. 3.3.1.) для косозубой передачи К Fβ = 1,09; КFV- коэффициент динамической нагрузки, выбирается из табл. 1.10, [6], при КFV = 1,05; КF = 1,00 · 1,09 · 1,05 = 1,14.


Проект привода цепного конвейера

Проект привода цепного конвейера


Условия выполняются.

Расчет на прочность при изгибе.

Выполняется отдельно для шестерни и колеса при действии кратковременных максимальных нагрузок (в период пуска двигателя).


σF maх = σF Кп ≤ [σF]max΄


где Кп – коэффициент перегрузки, из [2], табл. 1, с. 249 - Кп =2,2.

σF maх ш= 114 · 2,2 = 250,8 МПа ≤ [σF]max ш = 304 МПа,

σF maх к = 92 · 2,2 = 202,4 МПа ≤ [σF]max к = 272 МПа.

Условия выполняются.


3.5 Определение сил в зацеплении (см. рис. 3.3)


- окружная сила Проект привода цепного конвейера

- радиальная сила Проект привода цепного конвейера

- осевая сила Fаш = Fак = Ftк tgβ = 8651· tg 19,95 0 = 3139 Н


Схема сил в зацеплении

Проект привода цепного конвейера

Рис.3.3.


4. Расчёт цилиндрической косозубой передачи || ступени


4.1 Кинематическая схема передачи и исходные данные для расчета


Кинематическая схема передачи

Проект привода цепного конвейера

Рис.4.1.


Исходные данные.


Таблица 4.1.

Исходные данные для расчета передачи

параметры


№ вала

N, кВт ω, рад/с M,Нм ид34 идобщ
3 14,9 8,56 1740 4 47,68
4 14,3 2,14 6682


4.2 Выбор материала и определение допустимых напряжений


Материалы зубчатых колес.

Для уравновешивания долговечности шестерни и колеса, уменьшения вероятности заедания и лучшей приработки твердость зубьев шестерни необходимо выбирать большей, чем твердость колеса: НВш = НВк + (20…50).

Так как к габаритам передачи не накладываются жесткие условия, то для изготовления зубчатых колес, из [6], принимаем материалы для шестерни – сталь 50, для колеса – сталь 40. Параметры материалов зубчатых колес сводим в таблицу 3.2.


Таблица 4.2.

Материалы зубчатых колес


Материал Термообработка Предел теку-чести, σт, МПа Твердость, НВ
Шестерня Сталь 50 нормализация 380 180
Колесо Сталь 40 нормализация 340 154

Допустимые контактные напряжения:


Проект привода цепного конвейера,


где σНlim – граница контактной долговечности поверхности зубцов, соответствует базовому числу циклов изменения напряжений NН0 = 30 НВ2,4, (при твердости поверхности зубьев ≤350 НВ, σНlim b = 2 НВ +70):


σНlim bш = 2·180+70=430МПа, σНlim bк =2· 154 + 70=378 МПа;

NН0ш = 30·1802,4 = 7,76·106, NН0к = 30 · 1542,4 = 5,3·106;


KFL – коэффициент долговечности, который учитывает время службы и режим нагрузок передачи, определяется соотношением NF0 и (NΣ KFЕ); KFЕ – коэффициент интенсивности режима нагрузки, из [6], табл. 1.1, для легкого режима принимаем KFЕ = 0,02.


NΣm· KFЕ = 1,05·108·0,02 = 2,1·106 < NF0 = 4·106,

NΣк · KFЕ = 0,26·108·0,02 = 0,52·106 < NF0 = 4·106.


Так как в обоих случаях NF0 > NΣ KFЕ, то согласно [ ], коэффициент долговечности:


Проект привода цепного конвейера;

Проект привода цепного конвейера.


KFC - коэффициент реверсивности нагрузки, для нереверсивной передачи КНL – 1,0, [6].


Проект привода цепного конвейера; Проект привода цепного конвейера


Допустимые максимальные контактные напряжения.


[σН]max = 2,8 σТ.

[σН]max ш = 2,8·380 = 1064 МПа, [σН]max к =2,8·340=952 МПа.


Допустимые максимальные напряжения на изгиб.


[σF]max = 0,8 σТ.

[σF]maxш = 0,8·380 = 304 МПа., [σF]maxк = 0,8·340 = 272 МПа.


4.3 Определение геометрических параметров


Межосевое расстояние.

Из условий контактной усталости поверхности зубьев:


Проект привода цепного конвейера,


где Ка – коэффициент межосевого расстояния, из [6], для косозубых передач Ка = 4300 Па1/3; Проект привода цепного конвейера- коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоянию, из [6], для косозубой передачи принимаем


ψba = 0,45; и = ид34 = 4;


КНβ – коэффициент распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, из [6], табл.1.2, в зависимости от ψbd = 0,5 ψba (и+1) = 0,5 · 0,45 · (4+1) = 1,13, для косозубой передачи КНβ = 1,046; [σН] – наименьшее из двух значений (шестерни и колеса) допустимых контактных напряжений, МПа.


Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера

Определение модуля.

Первоначальное значение расчетного модуля зубьев определяется


Проект привода цепного конвейера


SН – коэффициент безопасности (запас прочности ), зависит от термообработки и характера нагрузок, принимаем SН = 1,1, [6];

КНL – Коэффициент долговечности, который учитывает время службы и режим нагрузок передачи, определяется из соотношения NН0 и дополнения (NΣ·КНЕ); КНЕ – коэффициент интенсивности режима нагрузки, из [6], табл. 1.1, для легкого режима принимаем КНЕ = 0,06.

NΣ - суммарное число циклов нагрузки зубьев за все время службы передачи:


Проект привода цепного конвейера,


где Lh –время службы передачи, для односменной работы Lh=1·10 4 час.


Проект привода цепного конвейера, Проект привода цепного конвейера.

NΣш · КНЕ =0,49 · 108 · 0,06 = 2,94 · 106 < NН0ш = 7,76 · 106,

NΣк · КНЕ = 0,12 · 108 · 0,06 = 0,72 · 106 < NН0ш = 5,3 ·106.


Так как в обоих случаях NН0 >NΣ · КНЕ , то коэффициент долговечности


Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера.

Проект привода цепного конвейераМпа; Проект привода цепного конвейераМПа


Допустимые напряжения на изгиб.


Проект привода цепного конвейера,


где σFlimb – граница выносливости поверхности зубцов при изгибе, соответствует базовому числу циклов смены напряжений NFо = 4 · 106, [6], (при твердости поверхности зубьев ≤350 НВ, σFlimb = НВ + 260):

σFlimbш = 180 +260 = 440МПа, σFlimbк = 154 + 260 = 414 МПа;

SF – коэффициент безопасности (запас прочности), из [2], принимаем SF = 1,8,

где β – угол наклона зубьев, для косозубой передачи β = 20°;

Zш – число зубьев шестерни, согласно [6] принимаем Zш = 20;

Zш – число зубьев колеса, Zк = Zши = 20·4 = 80 .

Согласно [6], табл.1.3, принимаем mп = 8,0 мм.

- ширина: bк = ψdа аw = 0,45 · 425 = 191,25 мм. Принимаем bк = 220 мм.


4.4 Проверочный расчет передачи


Расчет на контактную усталость. распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, из [6], табл. 1.9, в зависимости от ψba = 1, 13 (см. разд. 3.3.1.) для косозубой передачи К Fβ = 1,09; КFV- коэффициент динамической нагрузки, выбирается из табл. 1.10, [6], при ν = 1,77 м/с, КFV = 1,05; КF = 1,00 · 1,09 · 1,05 = 1,14.


Проект привода цепного конвейера

Проект привода цепного конвейера


Условия выполняются.

Расчет на прочность при изгибе.

Выполняется отдельно для шестерни и колеса при действии кратковременных максимальных нагрузок (в период пуска двигателя).


σF maх = σF Кп ≤ [σF]max΄


где Кп – коэффициент перегрузки, из [2], табл. 1, с. 249 - Кп =2,0.


σF maх ш= 103 · 2,2 = 226,6 МПа ≤ [σF]max ш = 304 МПа,

σF maх к = 84 · 2,2 = 184,8 МПа ≤ [σF]max к = 272 МПа.


Условия выполняются.


4.5 Определение сил в зацеплении (см. рис. 3.3)


- окружная сила Проект привода цепного конвейера

- радиальная сила Проект привода цепного конвейера

- осевая сила Fаш = Fак = Ftк tgβ = 20470 · tg20° = 7450 Н


Схема сил в зацеплении

Проект привода цепного конвейера

Рис.4.3.


Проект привода цепного конвейера


где ZН – коэффициент, учитывающий форму спряженных поверхностей зубьев: для косозубых - ZН = 1,75, [6];

ZМ = 275 · 103 Па1/2 - коэффициент учитывающий механические свойства материалов зубчатых колес, [6];

ZЕ - коэффициент суммарной длинны контактный линий спряженных зубьев: для косозубых - ZЕ = 0,8, [6];

КН = КНа КН β КНV – коэффициент нагрузки : КНа – коэффициент распределения нагрузки между зубьями из [6], табл. 1.4, КН а = 1,15; КН β = 1,046, см. разд.3.3.1, КНV – коэффициент динамической нагрузки, из [6], табл. 1.4, при


Проект привода цепного конвейера; КHV=1.02; КН=1,15∙1,046∙1,02=1,22.

Проект привода цепного конвейера


Так как σН = 363 находится в пределах (0,9…1,0)[σН], то расчет можем считать завершенным: Проект привода цепного конвейера.

Расчет на контактную прочность.


Проект привода цепного конвейера,


где Кп=2,2, [σН]max – наименьшее из двух значений (шестерни и колеса) допустимых максимальных контактных напряжений, МПа


Проект привода цепного конвейера


Условие выполняется.

расчет на усталость при изгибе.

Определяем отдельно для шестерни и колеса по формуле


Проект привода цепного конвейера,


где - YF - коэффициент формы зуба, из [6], табл. 1.7, по эквивалентному числу зубьев ZV , для косозубой передачи: Проект привода цепного конвейера, YFш =3,92; Проект привода цепного конвейера,YFк = 3,6.

YE - коэффициент перекрытия зубьев, согласно [6] принимаем YE =1,0.

Yβ - коэффициент наклона зубьев, согласно [6] для косозубых передач принимается:Проект привода цепного конвейера

КF = КFа К Fβ КFV- коэффициент нагрузки: КFа – коэффициент распределения нагрузки между зубьями для косозубых - КFа =1,0, [6], табл. 1,8; К Fβ –коэффициент


Геометрические размеры цилиндрической зубчатой передачи

Проект привода цепного конвейера

Рис 4.2.


Геометрический расчет передачи (см. рис. 4.2).

Межосевое расстояние


Проект привода цепного конвейера


Принимаем аw = 425 мм.

Уточняем угол наклона зубьев


Проект привода цепного конвейера


Размеры шестерни:

- делительный диаметр: Проект привода цепного конвейера

- диаметр вершин зубьев: dаш = dш + 2mn = 170 + 2 · 8,0 = 186мм;

- диаметр впадин: dƒш = dш – 2,5mn = 170 – 2,5 · 8,0 = 150 мм;

- ширина: bш bк + 5 мм = 220 + 5 = 225 мм.

Размеры колеса:

-делительный диаметр Проект привода цепного конвейера

- диаметр вершин зубьев: dак = dк + 2mn = 680 +2 · 8,0 = 696 мм;

- диаметр впадин: dƒк = dк – 2,5mn = 680 – 2,5 · 8,0 = 660 мм;


5. Условный расчет валов


При отсутствии данных о моменте изгиба, диаметр вала определяют приблизительно по известному крутящему моменту из условий прочности на кручение по заниженным значениям допустимых напряжений:


Проект привода цепного конвейера


где i- номер вала, j- номер участка ступенчатого вала, Мi - крутящий момент на i-тому валу, принимаем из табл. 1.2. Согласно рекомендаций [4], с.53, принимаем пониженные допускаемые напряжения кручения, для валов редукторов общего назначения, [τк] = 25 МПа.


5.1 Определение диаметров входного вала редуктора


Схема входного вала редуктора

Проект привода цепного конвейера

Рис. 5.1.


Проект привода цепного конвейера


Согласно [7], с. 6 полученный диаметр округляем до ближнего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d21 = 50 мм.

Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d22 =60 мм d23 = 60 мм d24 = 65 мм. .2. Определение диаметров промежуточного вала редуктора


Схема промежуточного вала редуктора

Проект привода цепного конвейера

Рис. 5.1.


Проект привода цепного конвейера


6. Определение конструктивных размеров зубчатых колес


6.1 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи I ступени


Устанавливаем способ изготовления шестерни и вала – вместе или отдельно. Согласно рекомендаций [1], если Проект привода цепного конвейера- отдельно, Проект привода цепного конвейера – вместе, где dfш - диаметр впадин шестерни (dfш = 200,7 мм, см. разд.3.3.3.11), dвш - диаметр участка вала под шестерню (dвш = 60 мм, см. разд. 5.2)

Проект привода цепного конвейера-выполняем вместе.


6.2 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи II ступени


Устанавливаем способ изготовления шестерни и вала – вместе или отдельно. Согласно рекомендаций [1], если Проект привода цепного конвейера- отдельно, Проект привода цепного конвейера – вместе где dfш – диаметр впадин шестерни,, dfш =150 мм, dвш - диаметр участка вала под шестерню dвш = d24 =75 мм.

Проект привода цепного конвейера- выполняется отдельно.


6.3 Определяем размеры цилиндрического колеса (рис.6.1.)


Схема колеса зубчатого

Проект привода цепного конвейера

Рис.6.1.


Согласно [7], с.6 полученный диаметр округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d31 = 70 мм.

Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d32 = 75 мм; d33 = 80 мм.


6.4 Определение диаметров выходного вала


Схема выходного вала редуктора

Проект привода цепного конвейера

Рис. 5.2.


Проект привода цепного конвейера


Согласно [7], с.6 полученный диаметр округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d41 = 110 мм.

Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.

Принимаем d42 = 115 мм; d43 = 120 мм; d44 = 130 мм. d45 = 140 мм.

Общая ширина зубчатого венца в=220 мм.

Диаметр ступицы dс = 1,6dв = 1,6 · 130 = 208 мм

Длина ступицы lс = (1,2…1,5) dв = 1,5 · 130 = 195 мм. Принимаем 220 мм

Толщина обода δ0 = (2,5…4)mn 4 · 8 = 32 мм

Толщина диска с = (0,2…0,4)b = 0,4·220 = 88 мм Принимаем 90 мм.

Диаметр отверстий в диске dотв = 0,25[dоб –(dв + 2 δст)],

где Проект привода цепного конвейера , dоб = dfш - 2 δ0 = 660 – 2 · 39 = 582 мм.

dотв = 0,25[582 –(130 + 2 ·39)] = 93,5 мм, принимаем dотв = 95 мм.

Диаметр центров отверстий в диске

d0 = 0,5(dв 2 δс + dоб) = 0,5 · (130 +2 · 38 + 582) = 395 мм.


7. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора


7.1 Определение конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора, согласно табл. 4.2, 4.3, [1]


Толщина стенки корпуса редуктора:

δ = 0,025aw + 3 = 0,025 · 425 + 3 = 13,6 ≈ 14 мм,

где aw– межосевое расстояние зубчатых передач редуктора.

Толщина стенки крышки редуктора:

δ1 = 0,02аw + 3 = 0,02 · 425 + 3 = 11,5 ≈ 12 мм.

Толщина верхнего фланца корпуса:

S = (1,5…1,75) · δ =(1,5…1,75) ∙ 14 = 21…24,5 = 24 мм.

Толщина нижнего фланца корпуса:

S2 = 2,35 δ = 2,35 ∙ 14 = 32,9 ≈ 33мм.

Толщина фланца крышки редуктора:

S1 = (1,5…1,75) · δ1 =(1,5…1,75) · 12 = 18…21 = 20 мм.

Диаметр фундаментных болтов:

d1 = 0,072aw + 12 = 0,072 · 425 + 12 = 37,9 ≈ 39 мм,

Диаметр болтов, стягивающих корпус и крышку возле бобышек:

d2 = (0,7…0,75) · d1 =(0,7…0,75) ∙ 39 = 27,3…29,25 = 27 мм.

Диаметр болтов, стягивающих фланцы корпуса и крышки редуктора:

d3 = (0,5…0,6) · d1 =(0,5…0,6) ∙ 24 = 12…14,4 = 14мм.

Ширина опорной поверхности нижнего фланца корпуса:

m = k + 1,5 δ = 60 + 1,5 ∙ 14 = 81мм.

Толщина ребер корпуса:

с1 = (0,8…1) · δ = (0,8…1) ·∙ 14 = 10,4…14 = 12мм.


7.2 Размеры необходимые для черчения


Минимальный зазор между колесом и корпусом:

b = 1,2 δ = 1,2 · 14 = 16,8 мм.

Расстояние от внутренней стенки до торца вращающейся детали:

е1 = (1,0…1,2) δ = (1,0…1,2) ∙ 14 = 14…16,8 = 12мм.

Расстояние от внутренней стенки до радиального торца вращающейся детали:

е2 = (0,5…1,0) ∙ δ = (0,5…1,0) ∙ 14 = 7,0…14 = 10мм.

Расстояние от окружности выступов наибольшего колеса до дна редуктора: b0 = (0,5…10)m = (5…10) ∙ 8 = 50…80мм.

Размеры отверстий под подшипники редуктора принимаем в зависимости от размеров подшипника, согласно рекомендаций с. 141, [1].

Оставшиеся необходимые геометрические размеры корпуса и крышки принимаем конструктивно на основе рекомендаций с. 140-8. Эскизная компоновка редуктора


8. Выбор шпонок и их проверочный расчет


Выполняем проверочный расчет шпонки на смятие. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.


Таблица 8.2.

Результаты проверочных расчетов шпонок на смятие

Номер вала и название шпонки

Проект привода цепного конвейера

[σсм]
2– шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи

Проект привода цепного конвейера

140
2- шпонка под шестерню цилиндрической передачи I ступени

Проект привода цепного конвейера


3 – шпонка под колесо цилиндрической передачи I ступени

Проект привода цепного конвейера


3 – шпонка под шестерню цилиндрической передачи II ступени

Проект привода цепного конвейера


4 – шпонка под колесо цилиндрической передачи II ступени

Проект привода цепного конвейера


4 – шпонка под зубчатую муфту


Проект привода цепного конвейера



Схема шпоночного соединения

Проект привода цепного конвейера

Рис. 8.1.


Для передачи крутящего момента зубчатые колеса, шкивы, муфты соединяются с валами при помощи призматических шпонок.

Геометрические размеры поперечных сечений (b, h) призматических шпонок выбираем в зависимости от диаметров валов. Длины шпонок принимаем на 5…10 мм меньше длин ступиц в ряду стандартных значений, приведенных в табл.5.19, [1].

В качестве материала шпонок используем – Сталь 45, нормализованную [σзм] = 140 МПа и [τзр] = 100 МПа, с. 191, [1].

Размеры сечений шпонок и пазов по ГОСТ 10748-79 выбираем из табл. 5.19, [1] и сводим в таблицу 8.1


Таблица 81

Параметры и размеры шпоночных соединений

Номер вала и название шпонки Диам. вала d1 мм

Мкр,

Нм

Размеры шпонки, мм



b h l t1 t2
2– шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи 50 458,5 18 11 80 7 4,4
2- шпонка под шестерню цилиндрической передачи I ступени 55 458,5 20 12 90 7,5 4,9
3 – шпонка под колесо цилиндрической передачи I ступени 75 1740 22 14 100 9 5,4
3 – шпонка под шестерню цилиндрической передачи II ступени 75 1740 22 14 100 9 5,4
4 – шпонка под колесо цилиндрической передачи II ступени 130 6542 36 20 180 12 8,4
4 – шпонка под зубчатую муфту 110 6542 32 18 150 11 7,4

При эскизном проектировании размещаем детали передач (шестерни и зубчатые колеса), валы, подшипники, складываем эскизную компоновку цилиндрического редуктора.

По определенном размерам зубчатых передач, валов, корпуса и крышки(см. разд. 3, 4, 5, 6,) строим на миллиметровой бумаге формата А1 эскиз коническо – цилиндрического редуктора, в масштабе 1:4. При оформлении эскиза редуктора вычерчиваем конструкцию колес и его корпуса. Подшипники и болтовые соединения вычерчиваем упрощенно.

Подшипники качения выбираются из [3], ориентируясь на диаметры валов и характер нагрузки в передачах. В нашем случае выбираем подшипники №7312, №7314, №7224. В зависимости от их номера, который вмещает сведения о типе и серии подшипника выписываем габаритные размеры, которые используем в эскизной компоновке.

Размеры крышек под подшипники редуктора принимаем в зависимости от размеров подшипников, согласно рекомендаций с. 14.1, [1].

Другие необходимые геометрические размеры принимаем конструктивно, на основе рекомендаций с. 140-143, [1].

Для расчетов промежуточного вала из компоновочного чертежа прямым измерением определяем расстояние между точками приложения сил: l1 = 108мм, l2 = 184мм и l3 = 156мм.

После согласования параметров редуктора, проверочных расчетов валов и подшипников качения, чертим общий вид 143, [1].проверочный расчет шпонок на срез. Результаты вносим в таблицу 8.3.


Таблица 8.3

Результаты проверочного расчета шпонок на срез

Номер вала и название шпонки

Проект привода цепного конвейера

[σсм]
2– шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи

Проект привода цепного конвейера

80
2- шпонка под шестерню цилиндрической передачи I ступени

Проект привода цепного конвейера


3 – шпонка под колесо цилиндрической передачи I ступени

Проект привода цепного конвейера


3 – шпонка под шестерню цилиндрической передачи II ступени

Проект привода цепного конвейера


4 – шпонка под колесо цилиндрической передачи II ступени

Проект привода цепного конвейера


4 – шпонка под зубчатую

муфту

Проект привода цепного конвейера



Условия прочности на деформации смятия и срез выполняются.

Порядок построения сил выполняем в следующей последовательности:

- вычерчиваем кинематическую схему привода;

- обозначаем опоры валов латинскими буквами А, В, С, D, E, F, обозначаем точки приложения сил К1, К2, К3, К4, приводим пространственную систему координат X, Y, Z к которой осуществляется привязка действующих сил;

- выполняем построения схемы сил в точках их приложения, способность и долговечность


Проект привода цепного конвейера


9. Расчёт промежуточного вала редуктора на статическую способность и долговечность


9.1 Расчет вала на несущую способность


Силы, действующие на вал во время работы редуктора:

- силы, действующие на цилиндрическую шестерню II ступени: окружная сила Ftш = 20470 Н, Радиальная сила Frш =7928 Н; Осевая сила Faш =7450 Н.

- силы, действующие на цилиндрическое колесо I ступени Ftk = 8651 Н; радиальная сила Frk = 3349 Н; осевая сила Fак = 3139 Н.

Вычерчиваем расчетную схему вала (рис.9.1) и определяем размеры между опорами и точками приложения сил (расстояние определяем по первой эскизной компоновке редуктора измерением, допустив, что силы приложенные по середине колеса и шестерни): l1 = 108 мм, l2 = 184 мм, l3 = 156 мм.

Находим реакции в опорах от сил в вертикальной и горизонтальной плоскости:

- в вертикальной х0у


ΣМF(D) =0.

Проект привода цепного конвейера.

Проект привода цепного конвейера

RDX = RCX –Frш +Frk = 7262 - 7928 + 3349 = 2683 Н


- в горизонтальной zOx

ΣМF(D) =0


ΣМF(D) = - Ftш ∙(l1+l2)+ Ftk ∙l1+ Rc z (l1 + l2 +l3 ) = 0

Проект привода цепного конвейера

RDZ = - Rc z + Ftш + Ftk = - 11256 + 20470 – 8651 = 562Н


Выполняем построения эпюр моментов изгиба в вертикальной и горизонтальной плоскостях, суммарного крутящего момента и изгиба.

Момент изгиба в вертикальной плоскости:

в m.K3: МК3 = RDX · l1 = 2683 · 0,108 = 290 Нм;

в m.K4: МК4 = RCX · l3 = 7262 · 0,156 = 1132,8 Нм;

Момент изгиба в горизонтальной плоскости


в m.K4: МК4 = RDz · l1 = 562 · 0,108 = 61Нм;


Суммарный момент изгиба определяется по формуле:


в m.K3: Проект привода цепного конвейера

в m.K4: Проект привода цепного конвейера


Определяем приведенный (эквивалентный) момент в опасном сечении.

Исходя из анализа построенных эпюр моментов опасное сечение вала находится на шестерне цилиндрической передачи II ступени (точка К4).

Значение эквивалентного момента в m.K4:


Проект привода цепного конвейера.

Проект привода цепного конвейера


– коэффициент, табл. 5.3., [1] для материала вала

– сталь 40. [σ1], σ0 - допустимые напряжения для материала вала соответственно при симметричном и при пульсирующем циклах нагрузки, табл. 5.3., [1].


Проект привода цепного конвейера


Определяем диаметр вала в опасном сечении:


Проект привода цепного конвейера


Полученный диаметр округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда Rа 40 ГОСТ 6636-69. С учетом шпоночного паза принимаем d32 = 75мм.

Диаметр вала в этом сечении, принятый в условном расчете

d32 = 75,0мм, т.е. условие выполняется.


9.2 Расчет вала на прочность


Для опасного сечения быстроходного вала, который имеет конструктивный концентратор напряжений – переход от меньшего диаметра к большему (между участками под подшипник и шестерню), определяем характеристики напряжений, [1], с.173- 185.

- границы выносливости:

для напряжений изгиба при симметричном цикле:


σ-1 = 043σВ =0,43 · 800 = 344 МПа, σm = 0 МПа;


для напряжений кручения при пульсирующем цикле:


τ-1 = 0,58 σ-1 = 0,58 · 344 = 199,52 МПа; τm = τа =2,79 МПа;


-амплитуды напряжений:

при симметричном цикле:


Проект привода цепного конвейера


где МЗj – суммарный момент изгиба в m. К4, Нм,


Проект привода цепного конвейера

Рис. 11 .1.


Зj – осевой момент в сечении опор j – того участка вала. Для сечения в m. К4, м3.

Проект привода цепного конвейера

где d – диаметр вала под подшипник,

при пульсирующем цикле:


Проект привода цепного конвейера


где W кj – полярный момент сечения опор j – того участка вала. Для сечения под шпонку, м3.


Проект привода цепного конвейера


Выбираем коэффициенты:

- эффективные коэффициенты конструкционных напряжений при изгибе - Кσ = 1,75, при кручении - Кτ =1,50, табл. 5.11, [1].

- масштабные коэффициенты, учитывающие снижения границы выносливости с увеличением размеров вала: при изгибе - έσ = 0,745; при кручении- έr = 0,745, табл. 5.16, [1].

- коэффициенты учитывающие свойства материалов до асимметрии цикла напряжений:

при изгибе – ψσ =0,02 + 2·10-4 · 800 = 0,18 МПа;

при кручении - ψτ =0,5ψσ = 0,5· 0,18 = 0,09 МПа.


Определяем коэффициент запаса прочности опасного сечения:


Проект привода цепного конвейера


где Ѕσ и Ѕτ – коэффициенты запаса прочности при действии изгиба и кручения.

[Ѕ] –допустимое значение коэффициенты запаса прочности. Для редукторных валов [Ѕ] ≥2,5…3,0, с.185, [1].


Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера,

Проект привода цепного конвейера


Условие выполняется.


10. Расчет подшипников качения


Исходные данные для расчета:

Диаметры вала под подшипники – 70 мм

Реакции в опорах: Rсх = 7262 Н, RDX =2683Н,

RCZ=11256, ROZ=562H

Осевые силы: Fфш = 7450 Н, Fок = 3139Н.

Угловая скорость: ω3 =18,3 рад/с.


Проект привода цепного конвейера

Pис. 12.1


10.1 Определение реакции в опорах


Определяем результативную радиальную реакцию в каждой опоре вала (для схемы нагрузки):


Проект привода цепного конвейера,


где Rпх = Rnz – радиальные реакции в опоре, в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Индекс «п»- опора.


Проект привода цепного конвейера;

Проект привода цепного конвейера.


Выбираем роликовые однорядные подшипники №7314 с такими основными параметрами:

d = 70 мм, D = 150 мм, B = 35 мм.

C = 168 кН – динамическая грузоподъемность;

С0 = 137 кН – статическая грузоподъемность;

е = 1,5tga =1,5 tg140 = 0,37.

Результирующая осевая сила:


Fa = Fаш Fак = 7450 –3139= 1713 Н.


Определяем по соотношению Проект привода цепного конвейера коэффициент осевой нагрузки.

Определяем составляющие осевых реакций Sп в подшипниках от радиальных реакций Rrn:для радиально-упорных шариковых подшипников:

- для опоры А:


SC=eRrC=0.37∙13395=4956H;


для опоры В:


SD=eRrD=0.37∙2741=1014.0H.


Определение осевых реакций Rап подшипников.

Осевые реакции определяем исходя из схемы размещения подшипников, принимаем схему – «в распор»:


Проект привода цепного конвейера

Рис.10.2.


-в т. D


ΣF=-SC+Fa+SD=-4956+4311+1014=369H>0.


тогда


RaD=Fa+SC=4311+4956=9267H


-в т. С


ΣF=-SD-Fa+SC=-1014-4311+4956=-369H.>0


тогда

RaC=SC=4956H.


10.2 Определение коэффициентов


V-коэффициент оборота кольца, V=1,0 (вращается внутреннее кольцо);

реакции подшипников:

- для опоры С

Проект привода цепного конвейера

- для опоры D

Проект привода цепного конвейера


10.3 Определение эквивалентной нагрузки


Pen=(X∙V∙Rrn+Y∙Ran)∙KσKT :


- опора С: РеС=(1∙1∙13395+0∙4956)∙1,3∙1,0=17413,5Н;


- опора D: PeD=(0.4∙1∙2741+1.88∙9267)∙1.3∙1.0=24074H.


10.4 Определяем долговечность подшипников


Проект привода цепного конвейера,


где пi- частота вращения i-того вала, об/мин,

Проект привода цепного конвейера.

р=10/3- для роликовых подшипников.

Опора С: Проект привода цепного конвейерач,

Опора D: Проект привода цепного конвейерач,

Срок работы привода Lh=1∙104ч подшипники (опора С и опора D) обеспечивают.


10.5 Выбор муфты


Расчётный крутящий момент, который передаёт муфта в данном приводе определяется по формуле:


Мmax=KPMн=1,5∙6682=10023Нм,


где KP = 1,5 – коэффициент, который учитывает условия эксплуатации установки, принимаем по табл. 7.1. , [1].

Мн – номинальный крутящий момент на валу.

Выбираем зубчатую муфту МЗ 6, табл. 17.6.,[9] с такими параметрами:

М=11800 Нм, dв = 105 мм, nmax=2500 об/мин.

Геометрические размеры муфты, см. рис. 12.2.

B = 50 мм, D=320 мм, D1=230 мм, D2=140 мм, L=255 мм.

Размеры зацепления зубчатой муфты:

m =4,0 мм, z=48, b=30 мм.

Муфты зубчатые используют для соединения валов, которые передают большие крутящие моменты, где точное установление валов невозможно или возникают значительные осложнения. Зубчатые муфты отличаются компактностью и высокой выносливостью нагрузок.

Компенсирующая способность муфты достигается созданием зазоров между зубьями и приданием бочкообразной формы зубьям.


10.6 Проверочный расчёт зубчатой муфты


Проект привода цепного конвейера

Рис. 10.5.


11. Выбор и проверочный расчёт опор скольжения


В качестве опор конвейера принимаем подшипники скольжения, разъёмные с двумя болтами по ГОСТ 11607-65 с чугунными вкладышами с СЧ 18 для которого определяем допустимые значения параметров: Проект привода цепного конвейера, Проект привода цепного конвейера, табл. 9.1, [8].

Конструктивные размеры корпуса выбранного подшипника определяем согласно С.594, [8] в зависимости от диаметра вала:


dВ=110 мм, d1=32 мм, B=130 мм, b=110 мм, H=200 мм, h=110 мм, h1= 40 мм, L=370 мм, A=310 мм,

A1=190 мм, шпилька М24х100.


Схема подшипника скольжения

Проект привода цепного конвейера

Рис. 11.1.


Проверяем выбранный подшипник по двум критериям:

- условие износа ( долговечность )


Проект привода цепного конвейера,


где F0=Ft=28000 H – окружная сила, см. раздел 1.1.

- условие теплоустойчивости


Проект привода цепного конвейера


где Проект привода цепного конвейера- скорость скольжения.

Оба условия выполняются, значит опоры скольжения удовлетворяют

При проверочном расчёте у зубчатых муфт рассчитывают рабочие поверхности зубов на износ (определяется граничное значение удельного давления на зубцы муфты).


Проект привода цепного конвейера


где d0 – диаметр делительного круга, м, d0 = mz=4,0∙48=192 мм, b – длина зуба зубчатой втулки, м, [q] – допустимое значение удельного давления для материала зубов, МПа, табл. 17.6, [9].


Литература


Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А.. Расчёт и проектирование деталей машин [Учеб. Пособие для техн. вузов]. – 3-е изд., перераб. и доп. – Х.: Основа,1991.- 276 с.: схем.

Расчёты деталей машин: Справ. Пособие / А.В. Кузьмин, И.М. Чернин, Б.С. Козинцов. – 3-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выс. шк., 1986. – 400 с.: ил.

Курсовое проектирование деталей машин: Справ. Пособие. Часть 1 / А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др.-Мн.: Выс. школа ,1982-208 с.,ил.

Курсовое проектирование деталей машин: Справ. Пособие. Часть 2 / А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др.-Мн.: Выс. школа ,1982-334 с.,ил.

Методичні вказівки для виконання курсового проекту з курсу „Деталі машин” (Розділ „Пасові передачі ”) для студентів спец. 31.11 заочної форми навчання / Гончарук О.М., Стрілець В,М., Шинкаренко І.Т., - Рівне, У||ВГ, 1990.-24 с.

Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Детали машин» (Раздел «Расчёт закрытых зубчатых и червячных передач») для студентов специальности 1514 заочной формы обучения / Стрелец В.Н,, Шинкаренко И,Т.- Ровно, УИИВГ, 1988 – 41 с.

Методичні вказівки для виконання курсового проекту з курсу „Деталі машин” (Розділ „Розрахунки валів і підшипників кочення”) для студентів спец. 31.11 заочної форми навчання / Стрілець В,М., Шинкаренко І.Т., - Рівне, У||ВГ, 1990.-16 с.

С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович и др.. Курсовое проектирование деталей машин, М: Машиностроение, 1979-351

Рефетека ру refoteka@gmail.com