Техническкая характеристика привода

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка курсового проекта содержит 49 листов, 12 рис., 6 таблиц, 9 источников. Графическая часть КП содержит 1 лист формата А1- чертеж общего вида редуктора, лист формата А2- чертеж общего вида муфты, 2 листа формата А3- деталировка.

Целью курсового проекта является разработка проекта ленточного конвейера. Заданная схема представляет собой: электродвигатель, упругую втулочно-пальцевую муфту, привод, состоящий из одноступенчатого редуктора с закрытой зубчатой прямозубой передачей и вертикальным расположением валов (тихоходный вал находится над быстроходным) на быстроходный вал которым передается вращательный момент от электродвигателя, и горизонтальной открытой зубчатой передачей передающей момент от редуктора на привод транспортера.

При проектировании заданного привода учитывались критерии по снижению массы привода, габаритных размеров и повышению КПД привода.

В пояснительной записке проекта выполнены расчеты и конструирование валов редуктора, проверочные расчеты тихоходного вала, определены размеры основных элементов корпуса редуктора, рассчитаны и сконструированы подшипниковые опоры, выполнен выбор призматических шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений. Подобрана оптимальная система смазки подшипников и зацепления зубчатых колес. Рассмотрены вопросы сборки редуктора, регулировки осевой игры подшипников, мероприятий по охране труда и технике безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………....5

1. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ…………………………………………………………………………...…….6

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДА………………………………………………………..7

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА…...........8

4.ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ……………………………………………………………………10

5. РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ…………………………………………………...………13

6. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ………………………………………………………………..………19

7. РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ……………………………………………………...……20

8. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ И КОНТСРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ………………………………………..……23

9. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС………………………………………………………...…….26

10. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСА РЕДУКТОРА………………………………………………..………29

11. ПЕРВЫЙ ЭТАП ЭСКИЗНОЙ КОМПАНОВКИ РЕДУКТОРА………………………………….……….30

12. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ВАЛОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПОРНЫХ РЕАКЦИЙ,

ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ………………...…...………..31

13. ВЫБОР, РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ………………………..……………………………….35

14. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ……………………………….………………………………..37

15. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТИХОХОДНОГО ВАЛА НА УСТАЛОСТНУЮ И СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ………………………………………………………………….…………………………………39

16. ВЫБОР СМАЗКИ ЗАЦЕПЛЕНИЯ И ПОДШИПНИКОВ………………..……………………………….42

17. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЙ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИВОДА…..………………….43

18. РАСЧЕТ, ВЫБОР УПРУГОЙ МУФТЫ ………………………………………………..………...……….44

19. СБОРКА РЕДУКТОРА, РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ЗАЦЕПЛЕНИЯ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ………………………………...……………………………..…….………..………45

20.УКАЗАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ…………………………........................46

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………...……………………………………………………….……………47

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..………………….…………..48

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………………………49

ВВЕДЕНИЕ

Необходимо спроектировать привод, имеющий следующие характеристики:

- мощность на выходном валу P₄ = 2 кВт

- частота вращения выходного вала n₄ = 40 об/мин

- коэффициент перегрузки К_п = 2,1

- срок службы привода L = 5 лет

- работа 1 сменная

- рабочих дней 250

- переменная нагрузка, согласно графику

Т₄ = 0,8Т_н

Привод состоит из:

- асинхронный двигатель обдуваемый 4А112MA8У3, мощностью 2,2 кВт и частотой вращения 705 об/мин;

- муфта упругая втулочно-пальцевая: номинальный крутящий момент 30,5 Нм, частота вращения 705 об/мин;

-цилиндрический вертикальный зубчатый редуктор: передаточное число 5, межосевое расстояние 112 мм, крутящий момент на тихоходном валу 144 Нм, частота вращения выходного вала 141 об/мин;

- открытой зубчатой передачи: передаточное число 3,5 , межосевое расстояние 180 мм, номинальный вращающий момент на тихоходном валу 479 Н∙м, частота вращения выходного вала 40 об/мин.

В результате взаимодействия всех частей привода осуществляется передача крутящего момента прямопропорционально передаточному числу привода и снижению оборотов пропорционально общему передаточному числу.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 19523-81 электродвигатели асинхронные

ГОСТ 1013-76 масла авиационные

ГОСТ 3128-76 штифты цилиндрические

ГОСТ 5915-70 гайки шестигранные

ГОСТ 6402-70 шайбы пружинные

ГОСТ 8752-79 манжеты резиновые армированные

ГОСТ 11371-78 шайбы

ГОСТ 8331-78 шарикоподшипники радиальные однорядные

ГОСТ 23360-78 шпонки призматические

ГОСТ 13568-75 цепи приводные роликовые нормальной серии однорядные типа ПР

ГОСТ 18511-73 крышки торцовые глухие

ГОСТ 18512-73 крышки торцовые с отверстием для манжетного уплотнения

ГОСТ 11738-84 винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ класса точности А

ГОСТ 14734-69 Концевые шайбы

ГОСТ 7798-70 Болты с шестигранной головкой класса точности В

Рисунок 6 – Быстроходный вал (вал-шестерня)

(8.2)

Принимаем стандартное значение

Диаметры остальных участков вала назначаются из конструктивных и технологических соображений, учитывая, например, удобство насадки на вал подшипников, зубчатых колес и т.п. При этом размеры должны браться из стандартного ряда чисел

Тогда

диаметр вала под уплотнение;

диаметр посадочной поверхности под подшипники;

d_1б =39 мм

Целесообразно изготавливать вал заодно с шестерней в виде детали вал-шестерня.

Диаметр выходного конца ведомого вала

Принимаем .

Рисунок 7 – Тихоходный (выходной) вал

Тогда диаметры остальных участков вала:

диаметр под уплотнением;

диаметр посадочной поверхности под подшипники;

диаметр посадочной поверхности под колесом;

диаметр бурта;

Шестерня может быть выполнена с валом как одна деталь вал-шестерня (рисунок 8). d_f1<d_б1

Рисунок 8- вал-шестерня.

РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Для всех шпоночных соединений принимаем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78 в зависимости от диаметра вала. . (14.1)

Рисунок 12- шпоночное соединение.

Ведущий вал.

Шпонка под посадку упругой муфты.

Исходные данные для выбора шпонки:

Диаметр вала под полумуфту d₁ = 40 мм. Длину шпонки принимаем:

l= 32 мм выбираем шпонку .

Ведомый вал.

Шпонка под посадку зубчатого колеса редуктора: диаметр шейки под посадку зубчатого колеса ; длина ступицы зубчатого колеса ; длина шпонки

Шпонка под посадку шестерни открытой зубчатой передачи: диаметр шейки под посадку d₂ = 34 мм; длина ступицы шестерни длина шпонки

Проверку шпоночных соединений проводим по напряжениям смятия по формуле

(11.1)

где рабочая длина шпонки;Т – передаваемый момент на валу шпонки,

d – диаметр вала, t₁ – глубина паза вала, h - высота шпонки.

Для шпонки ведущего вала под посадку упругой муфты:

Для шпонки ведомого вала под посадку зубчатого колеса:

Для шпонки ведомого вала под посадку шестерни открытой зубчатой передачи:

Во всех случаях напряжения , что обеспечивает условие прочности шпоночных соединений редуктора

Т а б л и ц а 6 – основные параметры выбранных шпонок.

Наименование	d , мм	T, Нм	bxhxl, мм
Ведущий вал		29,95	10x8x38	22,3
Ведомый вал		144,111	10x8x40	94,2
	144,111	14x9x50	50,8

РАСЧЕТ, ВЫБОР УПРУГОЙ МУФТЫ

При монтаже приводных установок необходимо обеспечивать соосность соединяемых валов. Если в процессе эксплуатации она сохраняется, то для соединения валов пригодны жесткие муфты. Однако не всегда может сохранятся соосность валов: под действием тепловых и силовых факторов возникают деформации, приводящие к смещению соединенных муфтой валов - осевому, радиальному, угловому. Для предотвращения опасных перегрузок, возникающих в результате таких смещений, ставят компенсирующие муфты.

Тип компенсирующей муфты известен из задания. Размер муфты выбирается в зависимости от диаметра вала и величины крутящего момента. Муфта выбирается по большему диаметру концов соединяемых валов. Диаметр посадочных поверхностей под полумуфты могут быть различными.

Тип муфты: упругая втулочно-пальцевая

Номинальный крутящий момент:

Максимальное число оборотов:

Диаметры отверстий: d=40 мм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данной работы приведен кинематический и силовой расчет привода, подобран электродвигатель 4A112MA8Y3 с номинальной мощностью P_ном=2,2 кВт, частотой вращения n_ном=705 об/мин, общим передаточным числом U_общ=17,625. При расчете закрытой зубчатой передачи определено: межосевое расстояние а=112 мм, модуль m=2 , окружная скорость вращения колес V₁ = V₂=1,37 м/с, ширину колеса b₂=45мм и шестерни b₁=50мм, число зубьев колеса z₂=93 и шестерни z₁=19; усилия в зацеплении: радиальные R_r=562 H, окружные R_t=1544 H, нормальные R_n=1643,1 H. Так же произвели расчет открытой зубчатой передачи и определили аналогичные характеристики: межосевое расстояние а=180 мм, модуль m=4 , окружная скорость вращения колес V₁ = V₂=0,586 м/с, ширину колеса b₄=56мм и шестерни b₃=63мм, число зубьев колеса z₄=70 и шестерни z₃=20; усилия в зацеплении: радиальные R_r=1242,6 H, окружные R_t=3413,9 H, нормальные R_n=3633,1 H. Подобрали радиальные подшипники легкой серии №207 и №208; 3 шпоночных соединения, удовлетворяющих условию , а именно: 1) 2) 3) l=32мм . Так же определили необходимые характеристики требуемой в задании упругой втулочно –пальчиковой муфты: T=375H*м, ,d=40 мм.

Даны рекомендации по сорту масла и смазке зубчатого зацепления и подшипников качения, по выбору посадок деталей редуктора, монтажу редуктора. Выполнены чертежи общего вида эскизного и технического проектов, вертикального цилиндрического редуктора, муфты, рабочие чертежи тихоходного вала и колеса. На стадии проектирования предусмотрены некоторые меры по обеспечению безопасной эксплуатации привода, применены принципы стандартизации и унификации деталей и их элементов. Полученные результаты обеспечивают работоспособность и надежность конструкции привода.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов / С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.Б. Козенцов и др. - 5-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1984. -560 с.

2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Калининград: Янтар. сказ, 1999. - 454 с.

3. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов втузов / Под ред. В.А.Финогенова. - М.: Высш. шк., 1998. - 383 с.

4. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. -М.: Высш. шк., 1998. - 447 с.

5. Дунаев П. Ф. Деталей машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для техникумов / П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов. - 2-е изд. -М.: Высш. шк., 1990. - 399 с.

6. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов / С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, К.Н.Боков и др. -М.: Машиностроение, 1979. - 351 с.

7. Прикладная механика: Учеб. пособие / А.Т.Скойбеда, А.А.Миклашевич, Е.М.Левковский и др.; под общ. ред. А.Т.Скойбеды. -Минск: Высш. шк., 1997. - 522 с.

8. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования: Учеб. пособие для студентов вузов. -М.: Машиностроение, 2001. - 560 с.

9. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы и раздела курсового проекта "Кинематический и силовой расчет механического привода" по курсам "Основы конструирования машин", "Детали машин и ОК", "Прикладная механика" для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / сост. С.Б.Бережной, В.Г.Сутокский, В.В.Посохов. - Кубан. гос. технол. ун-т, Краснодар, 1996. - 36 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка курсового проекта содержит 49 листов, 12 рис., 6 таблиц, 9 источников. Графическая часть КП содержит 1 лист формата А1- чертеж общего вида редуктора, лист формата А2- чертеж общего вида муфты, 2 листа формата А3- деталировка.

Целью курсового проекта является разработка проекта ленточного конвейера. Заданная схема представляет собой: электродвигатель, упругую втулочно-пальцевую муфту, привод, состоящий из одноступенчатого редуктора с закрытой зубчатой прямозубой передачей и вертикальным расположением валов (тихоходный вал находится над быстроходным) на быстроходный вал которым передается вращательный момент от электродвигателя, и горизонтальной открытой зубчатой передачей передающей момент от редуктора на привод транспортера.

При проектировании заданного привода учитывались критерии по снижению массы привода, габаритных размеров и повышению КПД привода.

В пояснительной записке проекта выполнены расчеты и конструирование валов редуктора, проверочные расчеты тихоходного вала, определены размеры основных элементов корпуса редуктора, рассчитаны и сконструированы подшипниковые опоры, выполнен выбор призматических шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений. Подобрана оптимальная система смазки подшипников и зацепления зубчатых колес. Рассмотрены вопросы сборки редуктора, регулировки осевой игры подшипников, мероприятий по охране труда и технике безопасности.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………....5

1. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ…………………………………………………………………………...…….6

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДА………………………………………………………..7

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА…...........8

4.ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ……………………………………………………………………10

5. РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ…………………………………………………...………13

6. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ………………………………………………………………..………19

7. РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ……………………………………………………...……20

8. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ И КОНТСРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ………………………………………..……23

9. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС………………………………………………………...…….26

10. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСА РЕДУКТОРА………………………………………………..………29

11. ПЕРВЫЙ ЭТАП ЭСКИЗНОЙ КОМПАНОВКИ РЕДУКТОРА………………………………….……….30

12. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ВАЛОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПОРНЫХ РЕАКЦИЙ,

ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР ИЗГИБАЮЩИХ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ………………...…...………..31

13. ВЫБОР, РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ………………………..……………………………….35

14. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ……………………………….………………………………..37

15. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТИХОХОДНОГО ВАЛА НА УСТАЛОСТНУЮ И СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ………………………………………………………………….…………………………………39

16. ВЫБОР СМАЗКИ ЗАЦЕПЛЕНИЯ И ПОДШИПНИКОВ………………..……………………………….42

17. ВЫБОР ПОСАДОК ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЙ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПРИВОДА…..………………….43

18. РАСЧЕТ, ВЫБОР УПРУГОЙ МУФТЫ ………………………………………………..………...……….44

19. СБОРКА РЕДУКТОРА, РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДШИПНИКОВ И ЗАЦЕПЛЕНИЯ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ………………………………...……………………………..…….………..………45

20.УКАЗАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ…………………………........................46

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………...……………………………………………………….……………47

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..………………….…………..48

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………………………………………49

ВВЕДЕНИЕ

Необходимо спроектировать привод, имеющий следующие характеристики:

- мощность на выходном валу P₄ = 2 кВт

- частота вращения выходного вала n₄ = 40 об/мин

- коэффициент перегрузки К_п = 2,1

- срок службы привода L = 5 лет

- работа 1 сменная

- рабочих дней 250

- переменная нагрузка, согласно графику

Т₄ = 0,8Т_н

Привод состоит из:

- асинхронный двигатель обдуваемый 4А112MA8У3, мощностью 2,2 кВт и частотой вращения 705 об/мин;

- муфта упругая втулочно-пальцевая: номинальный крутящий момент 30,5 Нм, частота вращения 705 об/мин;

-цилиндрический вертикальный зубчатый редуктор: передаточное число 5, межосевое расстояние 112 мм, крутящий момент на тихоходном валу 144 Нм, частота вращения выходного вала 141 об/мин;

- открытой зубчатой передачи: передаточное число 3,5 , межосевое расстояние 180 мм, номинальный вращающий момент на тихоходном валу 479 Н∙м, частота вращения выходного вала 40 об/мин.

В результате взаимодействия всех частей привода осуществляется передача крутящего момента прямопропорционально передаточному числу привода и снижению оборотов пропорционально общему передаточному числу.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 19523-81 электродвигатели асинхронные

ГОСТ 1013-76 масла авиационные

ГОСТ 3128-76 штифты цилиндрические

ГОСТ 5915-70 гайки шестигранные

ГОСТ 6402-70 шайбы пружинные

ГОСТ 8752-79 манжеты резиновые армированные

ГОСТ 11371-78 шайбы

ГОСТ 8331-78 шарикоподшипники радиальные однорядные

ГОСТ 23360-78 шпонки призматические

ГОСТ 13568-75 цепи приводные роликовые нормальной серии однорядные типа ПР

ГОСТ 18511-73 крышки торцовые глухие

ГОСТ 18512-73 крышки торцовые с отверстием для манжетного уплотнения

ГОСТ 11738-84 винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ класса точности А

ГОСТ 14734-69 Концевые шайбы

ГОСТ 7798-70 Болты с шестигранной головкой класса точности В

ТЕХНИЧЕСККАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДА

Номинальная мощность электродвигателя, кВт 2,2

Номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин 705

Общее передаточное число привода 17,625

Общий коэффициент полезного действия 0,89

Номинальный вращающий момент на выходном валу, Нм 479

Частота вращения выходного вала, об/мин 40