Оглавление
Техническая характеристика привода конвейера
Предварительный кинематический расчет
Энергетический расчет
Выбор материалов для зубчатых колес и методов их упрочнения
Расчеты на прочность зубчатых колес
Основные размеры корпуса и крышки редуктора
Предварительный расчет на прочность валов, подбор подшипников
Уточненный силовой расчет редуктора
Расчет реакций опор редуктора
Расчет внутренних силовых факторов валов
Проверка прочности шпоночных соединений
Выбор муфт
Список использованной литературы
Техническая характеристика привода конвейера Привод конвейера включает двигатель поз.1, одноступенчатый редуктор поз.3, 4 и открытую зубчатую передачу поз.5,6. Вал двигателя и ведущий вал редуктора соединены упругой муфтой поз.2.
Известны: F - сила полезного сопротивления движению ленты конвейера (протяжка ленты осуществляется с помощью барабана поз.7); D - диаметр барабана; v - скорость протяжки ленты конвейера; Ксут - коэффициент загрузки оборудования в сутки по часам; φ - угол наклона линии центров открытой зубчатой передачи. Момент силы F может кратковременно отклоняться от своего номинального значения (Мном), увеличиваясь до Мпуск при пусках и до Мmax при перегрузках. Нагрузка на ленту конвейера близка к постоянной. Срок службы привода без ремонта редуктора 5 лет. Выбор материалов зубчатых колес ограничен следующим перечнем: стали 35, 45Х, 40ХНМА. Производство приводов крупносерийное.
F = 3,5 кН; v = 0,8 м/с; D = 250 мм; φ = 0°; Ксут = 0,2; Мпуск/ Мном = 1,5; Мmax / Мном = 1,6.
ТМКП.220101.001 ПЗ
Предварительный кинематический расчет Цель этого расчета - определение ориентировочного значения частоты вращения вала двигателя.
Найдем частоту вращения исполнительного элемента механизма:
nIII = 0,8 · 60/π · 0,25 = 61 об/мин.
Проектируемый механизм двухступенчатый. Ориентировочно назначим для быстроходной ступени передаточное отношение i3.4 = 5 (будет замедлять движение в 5 раз).
Для тихоходной ступени назначим i5.6 = 3 (замедляет движение в 3 раза). Следовательно, для всего механизма передаточное отношение:
imax = i3.4 · i5.6 = 5 · 3 = 15, так как
iмех = nI / nIII, nI = nIII · iмех = 61· 15 = 915 об/мин - ориентировочное значение частоты вращения вала электродвигателя.
Энергетический расчет Выбор двигателя.
Расчет включает определение мощности движущих сил, которую должен развивать двигатель.
Мощность полезных сопротивлений на выходном валу механизма:
РIII = F · v = 3,5 · 0,8 = 2,8 кВт.
Для определения мощности двигателя учтем потери энергии в механизме. Известно, что КПД устройства есть отношение полезной работы к затраченной. В данном случае применим работу в единицу времени - мощности.
η = РIII / PI, следовательно, РI = PIII / ηмех
ηмех = η3,4 · η5,6; η3,4 = 0,97; η5,6 = 0,95.
РI = PIII / (η3,4 · η5,6) = 2,8/ (0,97 · 0,95) = 3 кВт.
Выбираем двигатель с запасом мощности: 4А112МА6.
Рном = 3 кВт, nдв = 955 об/мин, dв = 32 мм.
Уточненный кинематический расчет.
При выбранном двигателе передаточное отношение механизма:
iмех = nдв / nIII = 15,5
Разобьем это передаточное отношение на две ступени. Для быстроходной ступени принимаем i3,4 = 5 - это передаточное отношение можно реализовать при следующих числах зубьев: z3 = 21, z4 = 105.
Для тихоходной ступени принимаем:
i5.6 = iмех / i3.4 = 15,5/5 = 3,1; z5 = 30, z6 = 93.
Фактическое передаточное отношение:
iфмех = i3.4 · i5.6 = 5 · 3,1 = 15,5
nI = nдв = 955 об/мин;
nII = nI / i3.4 = 955/5 = 191 об/мин;
nIII = nII / i5.6 = 61,6 об/мин.
Угловые скорости валов:
ωI = πnI / 30 = 3,14 · 955/30 = 99,9 рад/с;
ωII = πnII / 30 = 20 рад/с;
ωIII = πnIII / 30 = 6,45 рад/с;
Предварительный силовой расчет.
РI = Pдв = 3 кВт;
РII = PI · η3,4 = 3 · 0,97 = 2,91 кВт;
РIII = PII · η5.6 = 2,91 · 0,95 = 2,76 кВт;
МI = РI / ωI = 3/99,9 = 0,03 кН · м = 30 Н · м;
МII = РII / ωII = 2,91/20 = 0,14 кН · м = 140 Н · м;
МIII = РIII / ωIII = 2,76/6,45 = 0,427 кН · м = 427 Н · м;
Выбор материалов для зубчатых колес и методов их упрочнения Проектируемый редуктор относится к изделиям индивидуального производства, поэтому выбираем материал со средним значением прочностных характеристик - сталь 45Х.
Для упрочнения поверхности зубьев назначим термообработку "улучшение" и учтем, что твердость шестерни должна быть приблизительно на 20 единиц по шкале Бринелля больше твердости колеса.
Принимаем: для шестерни улучшение НВ 280,для колеса улучшение НВ 260.
Материал имеет следующие характеристики прочности:
предел прочности σВ = 850 МПа, предел текучести σТ = 580 МПа.
Для обеспечения расчета на выносливость установим базовые числа циклов перемен напряжений для шестерни и колеса:
NHO1 = 20 · 106, NHO2 = 17 · 106.
При выбранных марке стали и термообработке толщина материала (s) не должна превышать 80 мм: s ≤ 80 мм. ............
