Реферат

Реферат

Курсовой проект содержит 44 стр., 6 рис., 7 табл., 1 приложение, 7 источников.

Объект – привод ленточного транспортера с тихоходным редуктором.

Цель – спроектировать привод ленточного транспортера с тихоходным редуктором. Развить ощущения пропорции и получить конструкторские навыки, и опыт в решении комплексных инженерных заданий. Изучить влияния технологии изготовления деталей на их конструкцию и метод расчета, а также ознакомиться с методикой использования технической литературы.

В работе приведены прочностные расчеты зубчатой передачи, валов, шпонок. Рассчитана долговечность подшипников и конструкторские элементы корпуса редуктора. Приведен кинематический расчет привода. Подобран материал шестерни, колеса и валов, а также подобран материал смазки приводных устройств.

ПРИВОД, ТРАНСПОРТЕР, КОЛЕСО, ШЕСТЕРНЯ, ВАЛ, ПОДШИПНИК, СМАЗКА, ШПОНКА, КОРПУС, МУФТА, УПЛОТНИТЕЛЬ, МОДУЛЬ, КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ.

Содержание

Введение. 6

1 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи. 8

1.1 Определение геометрических параметров зубчатой передачи. 8

1.2 Выбор материала шестерни по заданному материалу колеса и определение допустимых напряжений. 10

1.3 Определение расчетного крутящего момента, который может передавать редуктор. 12

2 Кинематический расчет привода. 14

2.1 Определение скорости вращения выходного вала. 14

2.2 Расчет мощности выходного вала и определение общего КПД.. 14

2.3 Выбор типоразмера двигателя из таблиц. 15

2.4 Уточнение параметров кинематической схемы привода. Расчет частоты вращения и угловой скорости валов, вращающих моментов и мощности на валах привода. 16

3 Расчет окружной скорости в зацеплении зубьев шестерни и колеса. Определение степени точности передачи. 18

4 Первый этап компоновки редуктора. 19

4.1 Проектный расчет валов редуктора. 19

4.2 Подбор шпонок. 20

4.3 Подбор подшипников. 20

4.4 Подбор уплотнителей. 21

4.5 Расчет конструктивных элементов шестерни и колеса. 22

5 Выполнение компоновочного эскиза редуктора. 25

6 Проверочный расчет зубчатой передачи. 27

6.1 Расчет на прочность по контактным напряжениям. 27

6.2 Расчет на выносливость по напряжениям изгиба. 28

7 Проверочный расчет вала на выносливость. 29

8 Расчет долговечности подшипников. 34

9 Расчет прочности шпоночных соединений. 35

10 Расчет конструкторских элементов корпуса редуктора. 36

11 Выбор смазочных материалов и устройств. 37

12 Выбор и расчет муфт. 38

13 Разработка комплекса по охране труда, технике безопасности и охране окружающей среды.. 39

Список использованной литературы.. 40

Приложение 1. 41

Введение

При создании приводов различных механизмов в условиях современной промышленности часто возникает необходимость изменения скорости вращения элементов трансмиссионных узлов и передаваемых ими крутящих моментов. Для этих целей служат специальные устройства – редукторы, вариаторы, мультипликаторы и т. д.

Основная функция редукторов – увеличение крутящего момента на выходном валу по сравнению с крутящим моментом на входном валу, и в то же время – уменьшение частоты вращения выходного вала по сравнению с входным.

Рассмотрим устройство и принцип работы одноступенчатого цилиндрического редуктора, являющегося объектом настоящего курсового проектирования.

Крутящий момент с вала электродвигателя через шпонку 1 передается на быстроходный вал, вращающийся в подшипниках 13. С быстроходного вала через шпонку 4 момент передается на шестерню 5, а с нее – на колесо 9. Далее через шпонку 7 крутящий момент передается на тихоходный вал 11, вращающийся в подшипниках 13, а с него через шпонку 12 – на остальные трансмиссионные части привода. Фактически передаточное число редуктора равно отношению чисел зубьев колеса и шестерни. Для защиты от загрязнения подшипников, а так же для фиксации подшипников в корпусе редуктора, подшипниковые гнезда закрыты глухими (6, 8) и проходными (3) закладными крышками. Для исключения возможности утечки подшипниковой смазки через отверстие проходной крышки установлены манжеты из масло стойкой резины 10. Все элементы конструкции заключены в корпус, выполняющий как несущую, так и защитную функции.

Корпус редуктора состоит из двух частей – верхней (крышки редуктора), и нижней (масляной ванны).

Обе эти части стянуты болтами 16 и 17. Для взаимной фиксации крышки и масляной ванный, во время сборки, во фланец последней запрессованы штифты 22. Для контроля уровня масла в ванне во время работы редуктора установлен жезловой масло указатель 15, а для слива отработанного масла в нижней части масляной ванны предусмотрено сливное отверстие, закрытое пробкой 14.

Рисунок 1.1 – Одноступенчатый цилиндрический редуктор вид сверху

Рисунок 1.2 – Одноступенчатый цилиндрический редуктор (вид спереди)

2 Проверочный расчет вала на выносливость

Расчет выполняем для ведущего вала, поскольку у него отсутствует радиальная нагрузка от дополнительной передачи.

Вычерчиваем схему нагружения вала (рис. 7.1) и определяем силы, действующие в зацеплении.

Окружная

Н

Радиальная

Н

Неуравновешенная составляющая силы передаваемой муфтой определяется по зависимости [1], с.303

Н

Расстояние между опорами (154мм) и до муфты от левого подшипника (f=80) определяем по чертежу.

Определяем реакции опор вала.

В вертикальной плоскости:

откуда

Н

откуда

Н

Проверка:

В горизонтальной плоскости:

откуда

Н

S

S

 

О

Вертикальная плоскость

RBY

Fr21

 

Эпюры изгибающих моментов

Мс= Н мм

 

Горизонтальная плоскость

 

Эпюра крутящего момента

Рисунок 7.1 – Схема нагружения ведущего вала цилиндрического прямозубого редуктора

Н

Проверка:

Определяем изгибающий и крутящий моменты для построения эпюр:

В вертикальной плоскости:

Н мм;

В горизонтальной плоскости:

Н мм;

Н мм;

Н мм.

Тогда суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях (наиболее нагруженные сечения) составят:

Сечение С-С

Н мм;

Сечение А-А

Н мм

Материал вала сталь 45, термическая обработка – нормализация. По табл.3.3 при диаметре заготовки до 100мм (в нашем случае мм) Мпа.

Тогда предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений [1], с.296:

Мпа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

Мпа.

Сечение С-С. Это сечение при передаче вращающего момента рассчитываем на прочность. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Нормальные напряжения в сечении для симметричного цикла [1], с.295:

(7.1)

где М – суммарный изгибающий момент, Н мм

W – момент сопротивления при изгибе, мм3

где - ширина шпоночной канавки (мм);

- глубина канавки (=5,5мм, [1], с.58)

мм3

МПа

Касательные напряжения для отнулевого цикла [1], с.295:

,

T – вращающий момент на валу Н мм;

– момент сопротивления при кручении.

мм3

МПа

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения С-С для стали 45 с МПа выбираем по табл.14.2 [1], с.299: ; . Масштабные факторы при мм по табл. 14.3 [1], с.300: ; . Для среднеуглеродистых сталей 14.4 [1], с.300: ; .

Тогда коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [1], с.294:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям [1], с.295:

Общий коэффициент запаса прочности:

, (7.2)

где - требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности и жесткости валов [1], с.294.

Прочность обеспечена.

Сечение А-А. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения А-А для стали 45 с МПа выбираем по табл.14.2 [1], с.299: ; . Масштабные факторы при мм по табл. 14.3 [1], с.300: ; . Для среднеуглеродистых сталей 14.4 [1], с.300: ; .

мм3; мм3;

Мпа; Мпа.

Тогда

;

Общий запас прочности составляет:

Прочность и жесткость обеспечена.

Выбор смазочных материалов и устройств

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм.

Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25л масла на 1кВт передаваемой мощности: л

По табл.10.8 [3], с.253 устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях МПа и скорости м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна м2/с.

По табл.10.10 принимаем масло индустриальное И-40А (по ГОСТ ).

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом, закладываемым в подшипниковые камеры при монтаже, сорт мази выбираем по табл.9,14 [3], с.203 – солидол марки УС-2.

Для осмотра зацепления и заливки масла служит окно в верхней части корпуса редуктора. Окно закрыто крышкой. Маслоспускное отверстие закрывают пробкой и уплотняют прокладкой из маслостойкой резины.

Уровень масла проверяется жезловым маслоуказателем.

Разработка комплекса по охране труда, технике безопасности и охране окружающей среды

Привод располагается в помещении, которое характеризуется наличием железобетонного пола и возможностью прикосновения человека к металлоконструкциям, имеющим соединение с землей с одной стороны, и к металлическому корпусу редуктора с другой.

Для обеспечения электробезопасности в цехе введен следующий комплекс мероприятий:

-применение заземление – намеренное соединение с землей или ее эквивалентом нетокопроводящих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением;

-правильный выбор электрооборудования и способов его монтажа с учетом пожароопасности окружающей среды;

-предупреждение перегрева подшипников, трущихся деталей и механизмов путем своевременного и качественного смазывания;

-запрещается работать на неисправном оборудовании;

-вращающиеся части, движущихся механизмов и узлов должны иметь надежное ограждение в виде прочных глухих кожухов и надежное крепление к раме машины;

-перед работой необходимо убедится в отсутствии внутри редуктора посторонних частей, наличии смазочного материала в подшипниковых узлах и редукторе.

Особое внимание уделяют звукоизоляции привода – допустимый уровень шума составляет 92дБ на уровне головы. Вентиляция должна надежно отсасывать выхлопные газы и обеспечивать необходимое поступление свежего воздуха. В помещении, в котором установлен привод необходимо освещение не менее 150лк. Пол должен быть твердым, выложенный метлахской плиткой.

Список использованной литературы

1. и др. Расчеты деталей машин. Справочное пособие. – Минск: Высшая школа. 1с.

2. Расчеты деталей машин: Справ. пособие/, , . – 3-е изд., пере раб. и доп. – Мн.:Вышэйшая школа., 1986. – 400с.

3. Атлас конструкций редукторов. , . – Киев: Вища школа. 1990 – 151с.

4. и др. Детали машин. – М.: Высшая школа. 1976 – 547с.

5. . Детали машин. Учеб. пособие для учащихся заочных техникумов. М.: Высшая школа. 1973 – 472с.

6. , . Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. Высшая школа. 1990 – 399 с.

7. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие /, , и др. – 2-е изд., пере раб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 416с.