Размеры различных участков валов
Быстроходный, промежуточный, тихоходный
| d | dк | |
| Быстроходный | ||
| Тихоходный |
4.3. Определяем основные размеры элементов редуктора.
4.3.1. Толщина стенки (см. [3], стр. 257).
Рис. 3. Стенка редуктора
где d – толщина стенок корпуса, мм
Принимаем d = 6 мм.
Рис. 7. Схема нагружения тихоходного вала редуктора 5.2. Исходные данные для расчёта вала: Ттих = 308,46 Н×м; Ft = 2618 Н; Fr = 460 Н; Fk = 0,2 × Ft = 92 H; l1 = 97 мм; l2 = 141мм; l3 = 150 мм; l4 = 223 мм 
где SМА – сумма моментов всех сил относительно точки А, Н×м 
5.3.2. Находим реакции опор в плоскости OYZ. 
5.3.3. Находим реакции опор в плоскости OKZ. 
5.4. Находим эквивалентный момент в каждом из опасных сечений 2, 3 и 5. Для сечения 2: 
Нм 
МПа где sэкв – эквивалентное напряжение сил, МПа; 
– диаметр вала рассматриваемого сечения, мм Для сечения 3: 
МПа 
МПа Для сечения 5: 
МПа По полученным значениям определяем, что самое опасное сечение вала 5. Все дальнейшие расчёты будут вестись для этого сечения. 5.5. Проверка статической прочности вала.  где ST – коэффициент запаса прочности при расчёте статической прочности вала; sТ – предел прочности материала, МПа; КП – коэффициент перегрузки Для материала сталь 45 улучшенную принимаются следующие механические характеристики (см. [6], стр. 101):   Так как SТ  [SТ] = 1,4 условие статической прочности вала выполняется. 5.6. Проверка усталостной прочности вала.  где Ss – коэффициент запаса прочности при действии изгибающих нагрузок (см. [3], стр. 166); St – коэффициент запаса прочности при действии скручивающих нагрузок (см. [3], стр. 166)  где sа – нормальные напряжения изгиба, МПа; Wиз5 – полярный момент сопротивления изгибу, мм3   где tа – касательные напряжения при скручивании, МПа  | ||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||
 Следуя рекомендациям, принимаем значения необходимых величин (см. [3], табл. 10.7, табл. 10.8, табл. 10.9): Кs = 1,9; Кt = 1,4; Кd = 0,75; КV = 1.      Так как S ³ [S] = 1,5..2,5 условие усталостной прочности вала выполняется, и выбранные ориентировочные параметры оставляются. | ||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата |
6. Расчёт на прочность подшипниковых опор валов редуктора. Так как самыми нагруженными опорами в редукторе являются опоры тихоходного вала, следовательно, расчёт подшипниковых опор производится по самой нагруженной опоре тихоходного вала. Расчёт подшипниковых опор тесно связан с расчётом валов на прочность, поэтому для расчёта необходима расчётная схема нагружения вала (см. рис. 4.1). Подшипниковые опоры выбираем следуя рекомендациям (см. [7], табл. 96) Исходные данные для расчёта: Lh = 16000 час; NR = 0; V = 1; Kб = 1,3; Kt = 1; dп = 40 мм; n = nтих = 94,43 мин-1; Fr = 460 H, где Lh – требуемая долговечность привода, час; NR – режим работы привода; Kб – коэффициент, учитывающий характер нагрузки (см. [3], табл. 7.4); Kt – температурный коэффициент (см. [3], стр. 107); dп – диаметр участка вала под установку подшипниковой опоры, мм 6.1. Определение суммарных реакций в каждой опоре вала.   где RAS, RBS – суммарные реакции в каждой из опор вала, Н   Из расчёта видим, что самой нагруженной опорой вала является опора В, следовательно все дальнейшие расчёты будут вестись относительно этой опоры. 6.3. Проверка динамической грузоподъёмности опоры.  где Lhp – расчётная долговечность привода, час; a1 – коэффициент надёжности подшипниковой опоры; a23 – коэффициент учитывающий влияние качества изготовления подшипника; Fэкв max – максимальная эквивалентная нагрузка в опорах подшипника, Н; р – показатель степени (р = 3 для шарикоподшипников | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | ||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | |||||||||||||||||
 где Fэкв A – эквивалентная динамическая нагрузка в опоре А, Н; Fэкв В – эквивалентная динамическая нагрузка в опоре В, Н   где ХA, – уточнённые значения коэффициентов Х0 (см. [3], табл. 7.1); Принимая ХА = ХВ = 1 имеем:     Учитывая, что Lhp ³ Lh, что условие динамической грузоподъёмности подшипниковой опоры выполняется, и выбранные подшипники подходят для установки. Окончательно принимаем для тихоходного и быстроходного валов принимаем подшипники роликовые конические однорядные марки 7205А ГОСТ 27365-87. | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | ||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | |||||||||||||||||
7. Расчёт призматического шпоночного соединения для валов редуктора. Определяем напряжения смятия для шпоночного соединения на валах редуктора и выполняем проектный расчёт шпоночного соединения. Для шпоночного соединения на известном диаметре вала выбираем стандартную призматическую шпонку с материалом сталь 3 (см. [7], стр. 520 табл. 2), с размерами b, h, t, t1 и [sсм] = 80 МПа Рис. 8. Шпоночное соединение 1. Вал; 2. Ступица зубчатого колеса; 3. Шпонка  где sсм – напряжения смятия в шпоночном соединении, МПа; Т – момент, передаваемый валом редуктора, Н×м; d – диаметр вала с шпоночным пазом, мм; h – высота шпонки, мм; [sсм] – допускаемое напряжение смятия, МПа Из условия прочности шпонки на смятие получаем проектный расчёт рабочей длины шпонки:  | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | ||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | |||||||||||||||||
Таблица 4 Размеры шпонок
Сравнивая полученное значение длины шпонки с выбранными размерами шпоночного соединения, получаем, что выбранный материал подходит по своим механическим характеристикам. Принимаем шпонку призматическую по ГОСТ 8788 – 68: Тихоходный: под колесо 14´9´40 под муфту 10´8´45 Быстроходный 4´4´60 | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | ||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата |
| 8. Выбор системы смазки редуктора и смазочных материалов Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлаждения и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей. Для смазывания передач применяю картерную систему. В корпус редуктора заливаю масло И-Г-А-32 так, чтобы в масляную ванну было погружено коническое колесо на всю ширину b венца. Глубина масляной ванны составила 109 мм. . 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. Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. Брызгами покрыты все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее с колес, валов и со стенок корпуса масло попадает в подшипник. Для смазывания подшипников вала конической шестерни, удаленных от масляной ванны, на фланце корпуса в плоскости разъема делаю канавку, а на крышке корпуса скосы. В канавки со стенок крышки корпуса стекает разбрызгиваемое колесом масло и через отверстия в стакане попадает к подшипникам. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрытое пробкой с цилиндрической резьбой. Цилиндрическая резьба не создает надежного уплотнения, поэтому под такую пробку ставлю уплотняющую прокладку из фибры. Для наблюдения за уровнем масла в корпусе я установил жезловый маслоуказатель (щуп). В качестве уплотнительного устройства применил манжетные уплотнения: Резиновая армированная 1-40х60-3ГОСТ 8752-79 и 1-18х36-3ГОСТ 8752-79. | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
9. Выбор стандартной муфты привода. Выбор осуществляется по передаваемому моменту Тв=400 Н∙м и диаметру посадочного конца вала d=38 мм по атласу деталей машин (ГОСТ 21424-93 таблица 21.3.9 [3]). Выбираем муфту со следующими параметрами Т=400 Н∙м, d=38 мм, L=196 мм, l=30 мм.  Рис. 9 Муфта со звёздочкой | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
| 10. Конструирование опорной рамы привода. При изготовлении рамы применил швеллеры стальные горячекатаные по ГОСТ 8240-89 N 12. Раму сконструируем из двух продольно и приваренных к ним трех поперечно расположенных швеллеров. Раму при сварке сильно коробит, поэтому все базовые поверхности обрабатывают после сварки, отжига и правки (рихтовки). Высоту платиков после их обработки принимаю h = 5 мм. . Швеллеры расположил полками наружу, т.к. это удобно для крепления узлов к раме, осуществляемого болтами. Для крепления рамы к полу цеха применил фундаментные болты в количестве 6 шт. Фундаментные болты устанавливают в скважины, просверленные в полу цеха твердосплавным или алмазным инструментом, свободно перерезывающим и арматуру. Болт состоит из шпильки, шайбы и гаек. Шпильки фундаментных болтов изготавливают из углеродистой стали марки ВСт3пс2 по ГОСТ 380-88. На необработанном бетонном полу оборудование устанавливают с подливкой раствора цемента под опорную поверхность. Перед подливкой оборудование выверяют на горизонтальность подкладками или клиньями. Болты закрепляют в скважине цементным раствором при вибропогружении в него шпидьки болта или путем утрамбовывания сырого цементного порошка. | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
| 11.Краткие рекомендации по сборке редуктора. При сборке редуктора вырабатывается последовательность операций соединения элементов конструкции. Сборка редуктора начинается со сборки валов. Предварительно, детали, участвующие в соединении, необходимо подготовить к сборке. На промежуточный и тихоходный валы редуктора устанавливаются зубчатые колёса и фиксируются относительно вала шпонками. Далее, для предотвращения осевого смещения колеса на валу устанавливаются необходимые распорные втулки. На опорные участки валов устанавливаются подшипниковые опоры марок 205 ГОСТ 8338 – 75 и 208 ГОСТ 8338 – 75, предварительно нагретые в масле. Для предотвращения утечки смазочного материала на выходные концы валов устанавливаются резиновые армированные манжеты 1 – 40 х 60 – 3 ГОСТ 8752 – 70 и 1 – 25 х 42 – 3 ГОСТ 8752 – 70 (см. [8], стр. 190, табл. 30). Собранные валы устанавливаются в корпусе редуктора. Далее на выходные участки валов надеваются закладные крышки подшипников и устанавливаются в корпусе редуктора. Закладные участки валов также закрываются крышками. На корпус редуктора устанавливается крышка корпуса, фиксируется относительно корпуса цилиндрическими штифтами для предотвращения смещения и закрепляется болтами М12 – 6g х 70.65 ГОСТ 7766 – 70. Для улучшения условий эксплуатации редуктора внутрь корпуса заливается смазочный материал – масло И-Г-А-32 ТУ 38 101413-78. Далее крышка люка закрывается и фиксируется относительно крышки корпуса винтами М6 – 6g х 10.35 ГОСТ 1491 – 80. Редуктор устанавливается на сварную раму, и крепиться к ней посредством болтов М20 – 6g х 40.58 ГОСТ 7766 – 70. | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В результате выполненной работы создана конструкция привода цепного конвейера, спроектированы его основные узлы и детали, подобраны необходимые стандартные изделия. Графический материал проекта имеет общий объем 4 листа формата А1 и включает в себя: § чертеж общего вида привода цепного конвейера (формат А1); § сборочный чертеж конического зубчатого редуктора (формат А1); § сборочный чертеж исполнительного звена привода – вала приводного со звездочкой (формат А1); § рабочие чертежи деталей привода (три чертежа формата А3,два-формата А4). Пояснительная записка к проекту изложена на листах формата А4 и содержит информацию о разработанных конструкциях нестандартных узлов и деталей привода, материалах, необходимых для их изготовления, а также о включенных в его состав стандартных изделиях. Даны проектные и проверочные расчеты узлов и деталей привода, подтверждающие их работоспособность в заданных условиях эксплуатации. Приведены спецификации к чертежу общего вида привода и сборочным чертежам его узлов. Таким образом, в ходе курсового проектирования разработан учебный проект привода ленточного конвейера, имеющего параметры, полностью соответствующие заданным характеристикам и условиям эксплуатации. | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
| ЛИТЕРАТУРА. 1. Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1991 или 1998. 2. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. 3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 1998 или 2000. 4. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1992 – Часть 1. 5. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1992 – Часть 2. | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||
| Изм | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
 |  |  | Обозначение | Наименование |  | Приме- чание | ||||||||||||||||
| Документация | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ВО | Чертеж общего вида | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00.ПЗ | Пояснительная записка | |||||||||||||||||||||
| Сборочные единицы | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.10.00 | Вал приводной | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.20.00 | Рама опорная | |||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.30.00 | Редуктор зубчатый | |||||||||||||||||||||
| Детали | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.11 | Болт фундаментный М20 | |||||||||||||||||||||
| ДМ 04-02.00.12 | Шкив малый | |||||||||||||||||||||
| ДМ 04-02.00.13 | Шкив большой | |||||||||||||||||||||
| Стандартные изделия | ||||||||||||||||||||||
| Двигатель IM 1081 | ||||||||||||||||||||||
| АИР 112МА6 ТУ 16525.564-84 | ||||||||||||||||||||||
| Муфта | ||||||||||||||||||||||
| ГОСТ 14084-76 | ||||||||||||||||||||||
| Крепежные изделия: | ||||||||||||||||||||||
| Болт М12-6gx50.46 | ||||||||||||||||||||||
| ГОСТ 7796-70 | ||||||||||||||||||||||
| Гайка М12-6Н.5 | ||||||||||||||||||||||
| ГОСТ 5915-70 | ||||||||||||||||||||||
| Гайка М20-6Н.5 | ||||||||||||||||||||||
| ГОСТ 5915-70 | ||||||||||||||||||||||
| Шайба 12 65Г ГОСТ 6402-70 | ||||||||||||||||||||||
| Шайба 20 65Г ГОСТ 6402-70 | ||||||||||||||||||||||
| ДМ-04-2.00.00 | ||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № докум. | Подп. | Дата | ||||||||||||||||||
| Разраб. | Тарасова С.С. | Привод цепного конвейера | Лит. | Лист | Листов | |||||||||||||||||
| Пров. | Палочкин С.В. | У | ||||||||||||||||||||
| МГТУ им. А.Н.Косыгина Кафедра Прикладной мехпники Группа 4-08 | ||||||||||||||||||||||
| Н.контр. | ||||||||||||||||||||||
| Утв. | ||||||||||||||||||||||