Кинематический расчет привода. 2

     Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

     и  ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Кафедра «Детали машин»

    Привод  ленточного транспортёра

Пояснительная записка 

ДМ 313-01.00.00 ПЗ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        Студент _____________ (Кагарманов И.Р.)    Группа СМ4-61

        Руководитель проекта  ______________ (Андриенко  Л.А.)

    
 
 
 
 
 
 

   
 
 

2012г.

 

                                        

                                                Содержание                                             стр.

                     Техническое здание ……………………………………………….4

            Введение……………………………………………………………5

      1.  Кинематический расчет привода…………………….6   

                 2.  Предварительный расчет валов………………………9

                 3.  Уточненный расчет валов…………………………….10 

                 4.   Проверка долговечности подшипников…………….25 

            5.  Выбор смазки редуктора……………………...………32            

          6.  Проверка прочности шпоночного соединения...……33

                 7.  Расчёт соединения с натягом…………………………34

                 8.  Подбор муфты…………………………...……………37     

                 9.  Список используемой литературы…………………...38

 

    Техническое задание 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    Введение

    В данной работе выполнено проектирование привода  ленточного транспортера, состоящего из соосного цилиндрического редуктора, электродвигателя, а также приводного вала с барабаном с жесткой компенсирующей муфтой. Проведены основные расчеты, выбрана оптимальная конструкция. Вычисления и выбор параметров описаны в данной пояснительной записке. Графическая часть проекта выполнена на 5 листах формата А1. 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

    1 Кинематический расчет.

        Выбор электродвигателя.

    1. Нахождение мощности на выходе.

      РВЫХ = Ft*v /10 3=4800*0,9/10 3=4.32кВт

1.2 Определение  общего КПД привода.

      hобщ = h2зуб × hмуфты,

     где: hзуб – КПД зубчатой передачи;

            hподш – КПД подшипников;

                   hмуфты – КПД муфты.

     hмуфты = 0,98; hзуб = 0,96;  

    1.3 Определение  требуемой мощности электродвигателя.

     

    1.4 Определение  частоты вращения вала электродвигателя.

          

            u = uзуб2 ; uзуб=4..5

    u = (16…25);

    nэ/д = nв × u =42,9 × (16…25)= 686.4…1072.5 об/мин.

    Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя 

    табл. 24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя:

    АИР 132S6/960   (dвала эл.=38мм.)  

          1.5 Определение действительного фактического передаточного числа.

    

            Uд = Uред = 22.32  
 
 

    1.6 Определение вращающего момента на тихоходном валу.

     
     

    Выбор оптимального варианта. 
     

    При конструировании должны быть выбраны  оптимальные параметры изделия, наилучшим образом удовлетворяющие  различным, часто противоречивым требованиям: наименьшим массе, габаритам, стоимости, наибольшему КПД; требуемой жесткости, надежности.

    Применение  ЭВМ для расчетов передач расширяет  объем используемой информации, позволяет  произвести расчеты с перебором  значений (варьированием) наиболее значимых параметров: способа термической  обработки или применяемых материалов (допускаемых напряжений) и др. Пользователю необходимо провести анализ влияния  этих параметров на качественные показатели и с учетом налагаемых ограничений  выбрать оптимальный вариант.

    Расчет  проводится в два этапа. На первом отыскивают возможные проектные решения и определяют основные показатели качества, необходимые для выбора рационального варианта. На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчета валов и выбора подшипников.

    Исходные  данные к расчету зубчатой передачи и параметры для выбора варианта приведены в Приложении 1.

Наиболее оптимальными являются варианты 8 и 9. Поэтому они дополнительно рассчитываются на ЭВМ. При анализе полученных результатов получается, что вариант 6 является более подходящим вследствие наиболее  подходящих для данного случая параметров.

тверд. Колес 

HRC1

 Тверд. Колес HRC2 UБ/UТ Bw/Aw Межосевое расстояние, мм 
 Диаметр впадин быстроход. шестерни, мм Масса

Редуктора ,

Кг

 масса колес ,

кг

 Диаметр вершин колес тихоход. Диаметр вершин колес    быстр.
59.0 59.0 1.0 0.315 137.59 43.17 65.0 13.8 233.91 231.28

 

 
 
 
 
 
 
 

                             2.Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях  валов

      Быстроходного     Tб= 45.8 H×м

      Промежуточного  Tпр= 207.5 H×м

      Тихоходного         Tт= 980.0 H×м

Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:

              Для быстроходного:  

                                                   

                                                   

              Для промежуточного:

                                                   

                                                   

                                                    

              Для тихоходного:       

                                                   

                                                   

Выбираем шариковые  радиальные однорядные подшипники лёгкой серии.

Для быстроходного  вала:  207   d=35мм,   D=72мм,  В=17мм,  r=2мм;

Для промежуточного:        208   d=40мм,   D=80мм,  В=18мм,  r=2мм;                                       

Для тихоходного:               212   d=60мм,   D=110мм,  В=22мм,  r=2,5мм;

 

                                                 3.Уточнённый расчёт валов.

    3.1 Расчёт  быстроходного вала. 

     
     

Ft=1894,5 Н; Fr=694,6 Н; Fa=526,3 Н; Т=45,8 Н·м

Fк=Сp·Δ=6·Tн1/3·0,1=6·45,81/3·0,1=2,38Н; 

Материал –  Сталь 45

Находим реакции  опор А и Б:

Реакции опор от действия консольной нагрузки

Нормальные и  касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

;                
;

-суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 );

-крутящий момент.

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

  -момент сопротивления сечения вала;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку.

 

3.2 Промежуточный  вал (расчёт на статическую  прочность).

Материал –  Сталь 45

 

Изгибающий момент от осевых сил:

Находим реакции  опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при  действии максимальных нагрузок:            

-суммарный изгибающий момент, где  - коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

                   

-крутящий момент;

  -момент сопротивления сечения вала;

Так как 

, то вал выдерживает заданную нагрузку. 
3.3 Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность).

Ft=8584,9 Н; Fr=3365,0 Н; Fa= 3431,4,1Н; Т=980 Н·м

Fбх=976.6Н;   Fбy=361.8H.

Fк= =8141,7 Н;

Материал –  Сталь 45

 Находим реакции  опор А и Б:

 

Определяем нормальные и касательные напряжения при  действии максимальных нагрузок: 
 
 
 
 

СЕЧЕНИЕ 1-1

- суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку.

СЕЧЕНИЕ 2-2

- суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку. 

СЕЧЕНИЕ 3-3

- суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку. 
 
 
 
 
 
 

Расчёт  на сопротивление усталости: 

Вычислим коэффициент  запаса прочности S для опасного сечения 1-1. 

, [S]=2-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

; 

; 

 для стали45

-коэффициенты снижения

      предела выносливости;

  при посадке с натягом

-коэффициенты влияния качества  поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного  упрочнения закалка ТВЧ;

;     
 
 

Вычислим  коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 2-2. 

, [S]=2-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

; 

; 

 для стали45

-коэффициенты снижения

      предела выносливости;

  

-коэффициенты влияния качества  поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного  упрочнения закалка ТВЧ;

;     

 

Вычислим  коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 3-3 

, [S]=2-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

; 

; 

 для стали45

-коэффициенты снижения

      предела выносливости;

  

-коэффициенты влияния качества  поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного  упрочнения закалка ТВЧ;

;     

 

3.4 Приводной вал (расчёт на статическую прочность). 

 

Fr=0; Ft=4800Н; Fa=0; Fк=8141,7 Н;

Находим реакции  опор А и Б:

Определим реакции  в опорах от действующей окружной силы Ft=2500 H

Составим уравнение  действующих сил относительно первой опоры

уравнение моментов относительно второй опоры

Нагрузка от муфты, расположенной на концевом участке  приводного вала

Составим уравнение  относительно первой опоры 

Уравнение моментов относительно второй опоры

Определим нагрузку в первой опоре 

Определим нагрузку во второй опоре 

Крутящий момент, действующий на приводной вал   
 

СЕЧЕНИЕ 1-1

Определяем нормальные и касательные напряжения при  действии максимальных нагрузок:

;                      
;

-суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

  -момент сопротивления сечения вала;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку. 

СЕЧЕНИЕ 2-2

Определяем нормальные и касательные напряжения при  действии максимальных нагрузок:

;                      
;

-суммарный изгибающий момент, где  -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения  вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

  -момент сопротивления сечения вала;

Так как  , то вал выдерживает заданную нагрузку. 
 
 

Вычислим  коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 1-1. 

, [S]=2-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

; 

; 

 для стали45

-коэффициенты снижения

      предела выносливости;

 

-коэффициенты влияния качества  поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного  упрочнения закалка ТВЧ;

;     

 
 

Вычислим  коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 2-2 

, [S]=2-допустимое значение коэф.  Запаса прочности.

; 

; 

 для стали45

-коэффициенты снижения

      предела выносливости;

 

-коэффициенты влияния качества  поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного  упрочнения закалка ТВЧ;

;     

 

4 Расчёт подшипников  на долговечность.

Быстроходный  вал: 

Подшипник шариковый  однорядный лёгкой серии

207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13,7 кН, Сr=25.5 кН. 
 
 
 
 

1.Радиальная  реакция опор от сил в зацепоении (в плоскости YOZ)

   
 
 
 
 
 

В плоскости  XOZ  
 
 
 
 
 
 

Суммарная рефкция опор

H 

2. Радиальная  реакция опор от действия муфты  

Реакция от силы  
 
 
 
 
 

3.Реакция опор для расчета подшипников 
 
 

4.Для типового режима нагружения III коэффицент эквивалентности

Вычисляем эквивалентные  нагрузки 
 
 

5.Схема установки –враспор

Подшипник 207 шариковые радиальные однорядные

6.  
 

r=2  d=35   D=72   B=17   

7. 
 

Наиболее нагруженный  подшипник опоры 2

8. Отношение

В соответствии с табл.

Коэффицнет осевого нагружения  

9. Отношение  

X=0.56   Y=0.44/e=2.1

10. Принимаем  
 

Эквивалентная динамическая нагрузка радиальная

11.Расчетный скорректированный ресурс подшипника при (вероятность 90%),

(обычные  условия применения ) к=3 (шариковый подшипник) 

 

          

Кинематический расчет привода. 2 📙 Курсовая → 🆔 102705

Кинематический расчет привода. 2 📙 Курсовая → 🆔 102705