Кинематический расчет привода

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине “Детали машин”

 

Привод ленточного конвейера

 

Студент: Блинчиков А.Е.

Группа: 31-АМ

Руководитель проекта: Савин Л.А.

 

Орел 2001

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение …………………………………………………………………….4

1. Кинематический расчет привода

1.1 Выбор электрического двигателя ………………………………………5

1.2 Определение передаточных отношений, силовых и энергетических параметров элементов привода…..…………..………………………….7

1.3 Результаты кинематических расчетов на ЭВМ……..………..…………9

1.4 Сравнительный анализ полученных результатов…………….……….11

2. Расчет и проектирование зубчатого редуктора.

2.1 Выбор материалов зубчатых колес и определение допускаемых напряжений………………………………………………..…………….……..12

2.2 Проектировочный расчет зубчатых передач ……….………….……...14

2.3 Проектировочный расчет валов………………………………………..16

2.4 Результаты расчетов напряжений, геометрических параметров с использованием автоматизированных систем расчета "Восход" и "АРМ"……………………………………………………………………….17

2.4 Эскизная компоновка редуктора………………………………….……27

2.5 Проверочный расчет зубчатых передач………………………………..31

2.6 Расчет (выбор) подшипников и уплотнений…………………………..33

2.7 Конструирование и проверочные расчеты валов на прочность, жесткость и колебания…………………………………………………...….35

2.8 Расчет и конструирование корпуса и крепежных деталей………...…..45

2.9 Тепловой расчет и смазка редуктора………………………………….....45

3. Расчет клиноременной передачи………………………………………………46

4. Подбор, проверка и эскизная компоновка муфты…………………………….48

5. Расчет и проектирование узла исполнительного механизма (барабана)……49

Список используемой литературы……………………………………...…..52

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта заключается в проектировании привода цепного транспортера, который состоит из: электродвигателя, ременной передачи, муфты, 2-х ступенчатого соосного редуктора и приводного вала исполнительного органа. Электродвигатель, редуктор и опоры приводного вала барабана крепятся на общей раме. Привод работает в режиме переменной нагрузки. Учитывая предлагаемое применение привода и невысокую скорость движения ленты транспортера, элементы зубчатой передачи изготовлены не выше 9-ой степени точности. Подобные приводы используются в цехах при конвейерном производстве различных видов продукции.

По данным о работе данного привода выбрали электродвигатель 4 А112МВ6УЗ, который удовлетворяет предъявленным к приводу требованиям по мощности и частоте оборотов. Так как система работает при периодически изменяющейся нагрузке, то по рекомендации на входе привода была установлена ременная передача, соединяющая электродвигатель и редуктор. Она обеспечивает более плавную работу элементов привода. Предложенный и рассмотренный редуктор удовлетворяет требованиям к передаче мощности и сохранению определенного передаточного числа. С учетом окружных скоростей зубчатых колес заменяем прямозубую первую ступень на косозубую, так как первая будет работать за рекомендуемыми значениями округленных скоростей. Возникающая в результате замены осевая сила незначительна. В проекте выполнен кинематический расчет привода, проектно-проверочный расчет зубчатых передач, как по известным алгоритмам так и с использованием автоматизированных систем расчета “Восход” и “Кинематика”. Расчет на смазку редуктора показал, что естественного охлаждения для данного редуктора вполне достаточно. По выходным параметрам редуктора подходит зубчатая муфта, которая также удовлетворяет условию соосности валов и их радиального смещения. Опоры приводного вала размещаются на двутавровых балках, которые подходят по конструктивным особенностям. В целях экономии материала плиту делаем сварной из швеллеров. Рама привода крепится на бетоном фундаменте в крепление которого предусматривают её смещение для замены или ремонта. Крепежные детали, подшипники, шпонки выбирают согласно соответствующим ГОСТам.

Кинематический расчет привода

Результаты кинематических расчетов на ЭВМ

 

 

Кинематический расчет привода механизма в системе “Кинематик”

Расчет провел Blinchikov Alexey

 

Таблица исходных данных

 

Тип редуктора – 4. Цилиндрический двухступенчатый соосный.

Мощность на тихоходном валу конвейера Pt=2.70(кВт)

Частота вращения тихоходного вала конвейера nt=31.00(1/мин)

Наличие дополнительных передач на входе редуктора – Есть

Передаточное отношение дополнительной передачи на входе редуктора Uвх=3.00

КПД дополнительной передачи на входе редуктора Nвх=0.95

Таблица расчетных значений

 

Приблизительное общее передаточное отношение привода Usп=27.00

Общий КПД привода Ns=0.86

Приблизительная мощность двигателя Рдвп=3.15(кВт)

Приблизительная частота вращения вала электродвигателя ndп=837(об/мин)

Тип электродвигателя - 4А112МВ6У3

Мощность электродвигателя Рдв=4(кВт)

Частота вращения электродвигателя nдв=960(об/мин)

Отношение Тпуск/Тном=2.0

Отношение Тмах/Тном=2.5

Масса электродвигателя Мдв=56.0

 

Исходные данные

*****************************************************************************

Цилиндрический горизонтальный соосный редуктор

Мощность тихоходного вала привода, кВт 2.70

Частота вращения тихоходного вала привода, с^-1 31.0

Общее передаточное число привода 30.9

Передаточное число ременной передачи 2.50

*****************************************************************************

Результаты расчета

*****************************************************************************

Тип выбранного электродвигателя 4А112МВ6УЗ

Мощность выбранного электродвигателя, кВт 4.00

Частота вращения электродвигателя.с^-1 960.00

Действительное передаточное число редуктора 12.06

Передаточное число быстроходной ступени 4.00

Передаточное число тихоходной ступени 3.15

Передаточное число ременной передачи 2.50

*****************************************************************************

Частота вращения быстроходного вала привода 960.00

Крутящий момент на быстроходном валу привода 39.87

Частота вращения быстроходного вала редуктора 400.86

Крутящий момент на быстроходном валу редуктора 95.50

Частота вращения 1-ого промежуточного вала редуктора 114.73

Расчет в системе «Восход»

Расчет зубчатых передач

2^-я ступень

И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е

 

Цилиндрическая прямозубая передача с внешним эвольвентным зацеплением по ГОСТ 16532-70

Крутящий момент на колесе, Н*М 2800

Частота вращения колеса,1/мин 31.00

Требуемое передаточное число 3.15

Ресурс передачи, час 6358

Коэффициент кратности максимального момента 2.5

Твердость шестерни, HRC 50.0

Твердость колеса, HRC 24.0

Предел текучести материала шестерни, МПа 800

Предел текучести материала колеса, МПа 550

Коэффициент ширины колеса 0.250

Количество колес в зацеплении с шестерней 1

Количество колес в зацеплении с колесом 1

Расположение колеса относительно опор симметричное

Постоянная нагрузка, нереверсивная передача, закрытая передача.

Проектно-проверочный расчет.

 

Р Е З У Л Ь Т А Т Ы Р А С Ч Е Т А

 

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ:

контактные 1392МПа изгибные для шестерни 441 МПа

изгибные для колеса 441 МПа

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ:

контактные 2320МПа изгибные для шестерни 1450МПа

изгибные для колеса 1450МПа

РАБОЧИЕ НАПРЯЖЕНИЯ:

контактные 1146МПа изгибные для шестерни 733 МПа

изгибные для колеса 761 МПа

РАБОЧИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ:

максимальные контактные напряжения 1813МПа

максимальные изгибные напряжения шестерни 1833МПа

максимальные изгибные напряжения колеса 1901МПа

 

 

Г Е О М Е Т Р И Я П Е Р Е Д А Ч И

 

Модуль 2.5000мм

Число зубьев шестерни 68

Число зубьев колеса 216

Действительное передаточное число 3.35

Расчетная ширина колес 102.000мм

Делительный диаметр шестерни 155.000мм

Делительный диаметр колеса 555.00мм

Диаметр вершин зубьев шестерни 159.000мм

Диаметр впадин зубьев шестерни 150.000мм

Диаметр вершин зубьев колеса 559.00мм

Диаметр впадин зубьев колеса 550.00мм

Межосевое расстояние 355.00мм

Ширина зубчатого венца шестерни 104.000мм

Ширина зубчатого венца колеса 102.000мм

Расчетная степень точности 9

 

 

Расчет зубчатых передач

1^-я ступень

И С Х О Д Н Ы Е Д А Н Н Ы Е

 

Цилиндрическая косозубая передача с внешним эвольвентным зацеплением по ГОСТ 16632-70

Крутящий момент на колесе, Н*М 332.00

Частота вращения колеса,1/мин 115.00

Требуемое передаточное число 3.55

Ресурс передачи, час 6358

Коэффициент кратности максимального момента 2.5

Твердость шестерни, HRC 26.0

Твердость колеса, HRC 24.0

Предел текучести материала шестерни, МПа 560

Предел текучести материала колеса, МПа 550

Коэффициент ширины колеса 0.250

Количество колес в зацеплении с шестерней 1

Количество колес в зацеплении с колесом 1

Расположение колеса относительно опор несимметричное

Постоянная нагрузка, нереверсивная передача, закрытая передача.

Проектно-проверочный расчет.

 

Р Е З У Л Ь Т А Т Ы Р А С Ч Е Т А

 

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ:

контактные 1125МПа изгибные для шестерни 454 МПа

изгибные для колеса 454 МПа

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ:

контактные 2320МПа изгибные для шестерни 1450МПа

изгибные для колеса 1450МПа

РАБОЧИЕ НАПРЯЖЕНИЯ:

контактные 986 МПа изгибные для шестерни 638 МПа

изгибные для колеса 665 МПа

РАБОЧИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ:

максимальные контактные напряжения 1559МПа

максимальные изгибные напряжения шестерни 1594МПа

максимальные изгибные напряжения колеса 1662МПа

 

Г Е О М Е Т Р И Я П Е Р Е Д А Ч И

 

Модуль 1.500мм

Число зубьев шестерни 102

Число зубьев колеса 342

Действительное передаточное число 3.58

Угол наклона зуба 14.5град

Расчетная ширина колес 32.000мм

Делительный диаметр шестерни 163.000мм

Делительный диаметр колеса 547.000мм

Диаметр вершин зубьев шестерни 166.000мм

Диаметр впадин зубьев шестерни 160.000мм

Диаметр вершин зубьев колеса 550.000мм

Диаметр впадин зубьев колеса 544.000мм

Межосевое расстояние 355.00мм

Ширина зубчатого венца шестерни 34.000мм

Ширина зубчатого венца колеса 32.000мм

Расчетная степень точности 9

 

 

Расчет в системе «АРМ»

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине “Детали машин”

 

Привод ленточного конвейера

 

Студент: Блинчиков А.Е.

Группа: 31-АМ

Руководитель проекта: Савин Л.А.

 

Орел 2001

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение …………………………………………………………………….4

1. Кинематический расчет привода

1.1 Выбор электрического двигателя ………………………………………5

1.2 Определение передаточных отношений, силовых и энергетических параметров элементов привода…..…………..………………………….7

1.3 Результаты кинематических расчетов на ЭВМ……..………..…………9

1.4 Сравнительный анализ полученных результатов…………….……….11

2. Расчет и проектирование зубчатого редуктора.

2.1 Выбор материалов зубчатых колес и определение допускаемых напряжений………………………………………………..…………….……..12

2.2 Проектировочный расчет зубчатых передач ……….………….……...14

2.3 Проектировочный расчет валов………………………………………..16

2.4 Результаты расчетов напряжений, геометрических параметров с использованием автоматизированных систем расчета "Восход" и "АРМ"……………………………………………………………………….17

2.4 Эскизная компоновка редуктора………………………………….……27

2.5 Проверочный расчет зубчатых передач………………………………..31

2.6 Расчет (выбор) подшипников и уплотнений…………………………..33

2.7 Конструирование и проверочные расчеты валов на прочность, жесткость и колебания…………………………………………………...….35

2.8 Расчет и конструирование корпуса и крепежных деталей………...…..45

2.9 Тепловой расчет и смазка редуктора………………………………….....45

3. Расчет клиноременной передачи………………………………………………46

4. Подбор, проверка и эскизная компоновка муфты…………………………….48

5. Расчет и проектирование узла исполнительного механизма (барабана)……49

Список используемой литературы……………………………………...…..52

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта заключается в проектировании привода цепного транспортера, который состоит из: электродвигателя, ременной передачи, муфты, 2-х ступенчатого соосного редуктора и приводного вала исполнительного органа. Электродвигатель, редуктор и опоры приводного вала барабана крепятся на общей раме. Привод работает в режиме переменной нагрузки. Учитывая предлагаемое применение привода и невысокую скорость движения ленты транспортера, элементы зубчатой передачи изготовлены не выше 9-ой степени точности. Подобные приводы используются в цехах при конвейерном производстве различных видов продукции.

По данным о работе данного привода выбрали электродвигатель 4 А112МВ6УЗ, который удовлетворяет предъявленным к приводу требованиям по мощности и частоте оборотов. Так как система работает при периодически изменяющейся нагрузке, то по рекомендации на входе привода была установлена ременная передача, соединяющая электродвигатель и редуктор. Она обеспечивает более плавную работу элементов привода. Предложенный и рассмотренный редуктор удовлетворяет требованиям к передаче мощности и сохранению определенного передаточного числа. С учетом окружных скоростей зубчатых колес заменяем прямозубую первую ступень на косозубую, так как первая будет работать за рекомендуемыми значениями округленных скоростей. Возникающая в результате замены осевая сила незначительна. В проекте выполнен кинематический расчет привода, проектно-проверочный расчет зубчатых передач, как по известным алгоритмам так и с использованием автоматизированных систем расчета “Восход” и “Кинематика”. Расчет на смазку редуктора показал, что естественного охлаждения для данного редуктора вполне достаточно. По выходным параметрам редуктора подходит зубчатая муфта, которая также удовлетворяет условию соосности валов и их радиального смещения. Опоры приводного вала размещаются на двутавровых балках, которые подходят по конструктивным особенностям. В целях экономии материала плиту делаем сварной из швеллеров. Рама привода крепится на бетоном фундаменте в крепление которого предусматривают её смещение для замены или ремонта. Крепежные детали, подшипники, шпонки выбирают согласно соответствующим ГОСТам.

Кинематический расчет привода