Визначення основних параметрів приводу та Вибір електродвигуна

ВИХІДНІ ДАННІ

 

Тягове зусилля ланцюга кН

Швидкість руху ланцюга м/с

Крок ланцюга мм

Число зубців зірочки

Строк праці приводу  рока;

Добова тривалість експлуатації  зміна;

Коефіцієнт використання ;

Тип виробництва – одиничне.

 

Рисунок 1.1 - Кінематична схема приводу та діаграма навантаження.

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовий проект містить: 69 с., 22 табл., 25 рис., 6 джерел., 1 додатків.

Об’єкт дослідження: привод вертикального валу ланцюгового конвейера.

Мета роботи: спроектувати привод ланцюгового конвеєра механообробної ділянки.

У курсовому проекті проведений розрахунок вихідних даних для проектування привода: передаточних чисел, частот обертання, потужності, обертаючі моменти для всіх валів редуктора.

Проведені проектні розрахунки передач, валів, підшипників, шпонкових з’єднань. Крім того наведені перевірочні розрахунки найбільш навантаженої ступені редуктора й найбільше навантаженої ступені редуктора й найбільш навантаженого вала. Підібрані стандартизовані деталі, мастило. Описана схема складання редуктора.

Розроблено: креслення приводу, складальне креслення редуктора в двох проекціях і робочі креслення 3-х деталей.

ВАЛ, ЕЛЕКТРОДВИГУН, КОЛЕСО ЗУБЧАСТЕ, МАСТИЛО, МОДУЛЬ, МУФТА, ПІДШИПНИК, ПРИВОД, ШЕСТЕРНЯ, ЧЕРВ’ЯК

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП

1. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДУ ТА ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.1 Визначення навантажувально-кінематичних параметрів приводу

1.2 Визначення навантажувально-кінематичних параметрів електродвигуна

1.3 Визначення передаточного числа редуктора і його розподіл між ступенями

2. ВИХІДНІ ДАННІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПЕРЕДАЧ ПРИВОДУ

3. ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕДАЧ ПРИВОДУ

3.1 Призначення рівня твердості і виду термічної обробки зубчастих коліс

3.2 Проектний розрахунок зубчатих передач

3.3 Визначення основних параметрів зубчатих коліс

3.4 Призначення ступеню точності передач

3.5 Уточнення розрахункового навантаження

3.6 Перевірочний розрахунок фактичних згинальних напружень

3.7 Уточнення граничних і допустимих напружень

3.8 Геометричні та конструктивні параметри циліндричних прямозубих коліс

4. ПРОЕКТУВАННЯ ТА КОНСТРУЮВАННЯ ВАЛІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ЇХ РОЗМІРІВ, ПЕРЕВІРОЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДРУГОГО ВАЛУ

4.1 Визначення розмірів валів

4.2 Визначення крутних та згинальних моментів

4.3 Розробка розрахункової схеми вихідного вала

4.4 Вибір та розрахунок шпонок

4.5 Розрахунок вала на опір втомі

5. ОСТАТОЧНИЙ ВИБІР ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

5.1 Розрахунок довговічності підшипників кочення

6. ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК МУФТ

6.1 Вибір муфти вхідного вала

6.2 Вибір муфти вихідного вала

7. КОНСТРУЮВАННЯ ТА РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ КОРПУСУ

7.1 Конструювання основних елементів

7.2 Конструювання допоміжних елементів

8. ВИБІР МАСТИЛА

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

ВСТУП

 

Метою курсового проекту є проектування приводу ланцюгового конвеєра механообробної ділянки. По завданню вихідний вал приводу повинен розвивати силу 40 кН, мати швидкість 0,3 м/с. Це виконується за рахунок трьохступінчатого співосно - циліндричного редуктора.

В машинобудуванні редуктори займають значне місце, вони потрібні для зменшення кількості обертів на вихідному валу та збільшенню скрутного моменту на ньому. Важливою задачею при проектуванні приводу є вибір електродвигуна, муфт, мастила, підшипників, тому що від надійності цих елементів залежить роботоспроможність машини в цілому. Від правильного раціонального вибору та розрахунку зубчастих передач, стандартних деталей, змащування залежить надійність приводу. Саме цей фактор визначає відповідальність та коректність робот інженера.

 

 

Визначення розмірів валів

Розрахуємо орієнтовну довжину валів виходячи з (рис. 4.1).

 

Рисунок 4.1 Ескізне компонування циліндричного трьохступеневого співосного редуктора.

 

Визначення діаметрів посадкових поверхонь валу:

Діаметри валів у місцях посадки зубчастих і черв’ячних коліс орієнтовно визначені при розрахунку зубчастих коліс та округленні по стандартному ряду нормальних лінійних розмірів за ГОСТ 6636–69 з ряду .

Діаметри шипів валів можна приймати:

 

 

 

Згідно з розрахованими діаметрами шипів попередньо проводимо вибір підшипників кочення середньої серії. Перший та другий вал - роликові радиально-упорні з конічними роликами. Для двухвінцових блоків приймаємо – роликові радіальні сферичні (ігольчаті).

 

Таблиця 4.1 Вибір підшипників.

Вал	Діаметри шипів, мм	Підшипники	Ширина внутрішнього кільця, мм	Діаметр зовнішнього кільця, мм
1		7609	45	100
2		7312	60	130
3		7212	60	100
4		7220	100	180
блок		4074913	65	90

 

Розрахунок діаметрів хвостовиків валів:

 

 

де d_МТ -діаметр хвостовика тихохідного валу;

d_МB -діаметр хвостовика швидкохідного валу;

d_e -діаметр валу електродвигуна.

 

мм

мм;

 

 

Для запобігання переміщення зубчастих коліс по валу на ньому виконують буртік більшого діаметру:

 

мм;

мм;

 

Визначення лінійних розмірів вала та елементів корпусу редуктора:

Товщина стінки корпусу редуктора становить:

 

;

 

де  - міжосьова відстань будь-якої ступені мм;

 

мм.

 

Відстань від торця підшипника кочення до стінки корпусу редуктора:

мм - при консистентному маслі в підшипниках.

Зазор між внутрішніми стінками корпусу і поверхнями обертових деталей:

 

мм

 

Мінімальний зазор між поверхнями обертових деталей, що допускається:

 

мм

 

 

Ширина фланця для кріплення кришки до корпусу редуктора:

 

мм

 

Галтельні перехід будемо робити заокруглений тому, що на валах досить малі перепади діаметрів.

 

Рисунок 4.2 Параметри галтельного переходу.

 

Вибір та розрахунок шпонок

 

Перевіримо обрані шпонки на зминання:

 

;

 

де  - обертальний момент, що передається шпонкою, Нм;

 - діаметр вала, мм;

 - висота шпонки, мм;

 - робоча довжина шпонки, мм;

 - напруги, що допускаються, приймаємо шпонки зі стандартних [3 с.62, табл. 7.1].

 

Рисунок 4.7 Розміри шпонкового з’єднання.

 

Таблиця 4.3. Шпоночні характеристики

d, мм	lр, мм	T, Нм	[σсм], МПа	σзм, МПа	кількість:	b, мм	h, мм	t1, мм	t2, мм	r, мм
45	40	34,8	50	8,6	1	14	9	5,5	3,8	0,4
50	40	34,8	100	7,73	1	14	9	5,5	3,8	0,4
110	140	4927,8	100	79,9	1	28	16	10	6,4	0,6
95	140	4927,8	100	92,6	1	28	16	10	6,4	0,6

 

Матеріал шпонки сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Для вхідної муфти:

 

МПа.

 

Для шестерні 1:

 

МПа.

 

 

Для колеса 6:

 

МПа.

 

Для вихідної муфти:

 

МПа.

 

ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК МУФТ

Вибір муфти вхідного валу

 

Для з’єднання вала двигуна з вхідним валом редуктора призначаємо пружну втулочно пальцеву муфту, вона буде пом’якшувати удари та коливання виникаючі при пуску та роботі електродвигуна компенсувати зсув валів.

 

Рисунок 6.1 - Муфта пружна втулочно – пальцева ГОСТ 21424-93

 

Обираємо муфту по розрахунковому обертовому моменту Нм, діаметру кінців валів, що з’єднуються мм

Матеріал напівмуфт: сталь 35 ГОСТ 1050-88, пальців сталь 45 ГОСТ 1050-88, втулки – спеціальна гума.

На (рис 6.1) зображено пружну втулочно-пальцеву муфту. Розміри її приведено в таблиці 6.1.

 

Таблиця 6.1 Параметри муфти пружної втулочно-пальцевої ГОСТ 21424-93

[T], Нм	Параметр, мм										Кількість пальців	Маса, кг
	d	D	D1	L	l	d1	dn	lвт	c	В1
125	42	125	90	125	60	60	14	28	5	42	4	5,60

 

Перевірочний розрахунок пальців на згин:

 

,МПа;

 

де  - розрахунковий момент, Нмм;

 - діаметр кола розташування центрів пальців, мм;

 - товщина розпірної втулки, мм;

 - довжина пружної втулки, мм;

 - діаметр пальців, мм;

 - кількість пальців;

 - допустимі напруження при згині пальців, МПа

 МПа - границя текучості матеріалу пальців;

 МПа

 

МПа;

 

Перевірочний розрахунок пальців на зминання:

 

 МПа.

Вибір муфти вихідного вала

 

Для встановлення на вихідному валі вибираємо зубчасту муфту. Вона є самоустановлювальною універсальною муфтою, має невеликі розміри і масу, володіє великою навантажувальною здатністю. Вона компенсуватиме зсуви валів, як осьове та радіальне так і кутове.

 

Рисунок 6.2 - Муфта зубчаста ГОСТ 5006-94

 

Для зниження втрат на тертя і збільшення довговічності і збільшення довговічності зубців муфта заповнюється олією.

 

Таблиця 6.2 Параметри зубчастої муфти (ГОСТ 5006-94).

[Т]	Параметр, мм									Кількість зубців, z	Маса, кг
	d	D	D1	D2	A	L	l	m	b
6300	80	230	175	115	125	270	130	3,0	20	48	22,6

 

Для визначення розрахункового моменту визначимо деякі коефіцієнти:

Коефіцієнт відповідальності передачі  - аварія приводу приведе до зупинки машини.

Коефіцієнт умов роботи муфти  - робота нерівномірно навантажених механізмів.

Коефіцієнт кутового зміщення  - кут перекосу вала до .

Розрахунковий момент:

 

;

Нм;

 

Напруги при деформації зминання визначається за формулою:

 

;

 

де  - модуль зачеплення, мм;

 - кількість зубців напівмуфт;

 - довжина зуба, мм;

 МПа – напруги зминання, що допускаються;

 

;

 

 

ВИБІР МАСТИЛА

 

Вибір мастила здійснюється в залежності від колових швидкостей рухомого кільця. При швидкостях м/с доцільно використовувати консистентне змащення, при м/с можна застосовувати як консистентне, так і рідке змащення.

Визначимо колові швидкості:

 

;

 м/с;  м/с;

 м/с;  м/с;

 

Для вхідного валу можна застосувати як консистентне, так і рідке змащення підшипникового вузла.

Для картеру редуктора обираємо масло – індустріальне И-30А ГОСТ 20799-75.

Необхідний об’єм масла л. Для того, щоб виконувалась умова змащуванння заливаємо масло на висоту мм, корисна площа редуктора мм², отже дісний об’єм маслу:

 

л

 

Для вихідного та вхідного валів застосуємо консистентне змащування.

Для захисту підшипників від забруднення, а також запобіганню витікання мастила використовують ущільнюванні пристрої.

Визначним фактором при виборі ущільнення є лінійна швидкість поверхні валу під ущільненням.

Обиреємо манжетні гумові ущільнення І типу ГОСТ 8752-79 [3, с.72. табл. 9.3].

 

Рисунок 8.1 - Манжетні ущільнення гумові, ГОСТ 8752-79

 

Параметри ущільнень:

На вхідному валу: d=54мм; D=80мм; h₁=10мм;h₂=14мм;

На вихідному валу: d=110мм; D=135мм; h₁=12мм;h₂=16мм.

 

 

ВИСНОВКИ

 

В курсовому проекті проведено розрахунок та проектування приводу ланцюгового конвеєра механообробної ділянки. Для виконання зазначених в завданні умов по вихідним даним обрано двигун 4А160S2У3, Р_дном = 11 кВт, для ступеней обрано передаточне число U₁=5,6, U₂=5,6, U₃=5, для передач приводу обраний модуль m₁=4, m₂=4, m₃=6, це залежить від підшипників, які є опорою двухвінцових зубчастих блоків. Проведено перевірочний розрахунок всіх передач та другого валу приводу. Розроблені креслення: загального виду редуктора, робочі креслення: зубчастого колеса, зубчатого блоку, вхідної кришки підшипника, вихідного валу редуктора. Проведено вибір та перевірка підшипників кочення на всіх валах редуктора. Підібрані змащувальні матеріали. Розраховані конструктивні елементи корпусу. Розроблена специфікація, на редуктор.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. "Вибір електродвигуна та визначення вихідних даних для розрахунку приводу" (для студентів напрямку "Інженерна механіка"). Автори: Оніщенко В.П., Ісадченко В.С., Недосекін В.Б., - Донецьк: ДонНТУ, 2005. – 36 с.

2. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 2 "Проектування зубчастих і черв’ячних передач" (для студентів напрямку "Інженерна механіка")./ Автори: В.П. Блескун, С.Л. Сулєйманов. – Донецьк.: ДонНТУ, 2005. – 48 с.

3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 3. проектування валів та їх опор на підшипниках кочення (для студентів напрямку "Інженерна механіка")/ Автори: О.В. Деркач, О.В. Лукінов, В.Б. Недосекін, Проскуряков С.В – Донецьк: ДонНТУ, 2005. 106 с.

4. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Конструювання муфт і корпусів (для студентів напрямку "Інженерна механіка")/ Сост.: В.С.Ісадченко, П.М. Матеко, В.О. Голдобін. – Донецьк: ДонНТУ, 2005. – 40 с.

5. Разработка и оформление технической документации. Учебное пособие. / Сост.: А.Н. Михайлов, А.В. Лукичёв, И.А. Горобец, А.П. Гуня, А.В. Деркач, И.В. Клименко, Н.В. Голубов, В.Б. Недосекин, В.А. Голдобін.

6. Методические указания к самостоятельной работе над курсовым проэктом по Деталям Машин. Раздел ІІІ Этапы "Эскизный проект" и "Технический проект". Проектирование зубчатых и червячных передач. В.С. Горелик, В.С. Исадченко, В.И. Проскурин, П.М. Матеко, А.Л. Симонов, В.П. Алиферов. Донецк ДПИ 1992.

ВИХІДНІ ДАННІ

 

Тягове зусилля ланцюга кН

Швидкість руху ланцюга м/с

Крок ланцюга мм

Число зубців зірочки

Строк праці приводу  рока;

Добова тривалість експлуатації  зміна;

Коефіцієнт використання ;

Тип виробництва – одиничне.

 

Рисунок 1.1 - Кінематична схема приводу та діаграма навантаження.

 

 

РЕФЕРАТ

 

Курсовий проект містить: 69 с., 22 табл., 25 рис., 6 джерел., 1 додатків.

Об’єкт дослідження: привод вертикального валу ланцюгового конвейера.

Мета роботи: спроектувати привод ланцюгового конвеєра механообробної ділянки.

У курсовому проекті проведений розрахунок вихідних даних для проектування привода: передаточних чисел, частот обертання, потужності, обертаючі моменти для всіх валів редуктора.

Проведені проектні розрахунки передач, валів, підшипників, шпонкових з’єднань. Крім того наведені перевірочні розрахунки найбільш навантаженої ступені редуктора й найбільше навантаженої ступені редуктора й найбільш навантаженого вала. Підібрані стандартизовані деталі, мастило. Описана схема складання редуктора.

Розроблено: креслення приводу, складальне креслення редуктора в двох проекціях і робочі креслення 3-х деталей.

ВАЛ, ЕЛЕКТРОДВИГУН, КОЛЕСО ЗУБЧАСТЕ, МАСТИЛО, МОДУЛЬ, МУФТА, ПІДШИПНИК, ПРИВОД, ШЕСТЕРНЯ, ЧЕРВ’ЯК

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП

1. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДУ ТА ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.1 Визначення навантажувально-кінематичних параметрів приводу

1.2 Визначення навантажувально-кінематичних параметрів електродвигуна

1.3 Визначення передаточного числа редуктора і його розподіл між ступенями

2. ВИХІДНІ ДАННІ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПЕРЕДАЧ ПРИВОДУ

3. ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕДАЧ ПРИВОДУ

3.1 Призначення рівня твердості і виду термічної обробки зубчастих коліс

3.2 Проектний розрахунок зубчатих передач

3.3 Визначення основних параметрів зубчатих коліс

3.4 Призначення ступеню точності передач

3.5 Уточнення розрахункового навантаження

3.6 Перевірочний розрахунок фактичних згинальних напружень

3.7 Уточнення граничних і допустимих напружень

3.8 Геометричні та конструктивні параметри циліндричних прямозубих коліс

4. ПРОЕКТУВАННЯ ТА КОНСТРУЮВАННЯ ВАЛІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ЇХ РОЗМІРІВ, ПЕРЕВІРОЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДРУГОГО ВАЛУ

4.1 Визначення розмірів валів

4.2 Визначення крутних та згинальних моментів

4.3 Розробка розрахункової схеми вихідного вала

4.4 Вибір та розрахунок шпонок

4.5 Розрахунок вала на опір втомі

5. ОСТАТОЧНИЙ ВИБІР ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

5.1 Розрахунок довговічності підшипників кочення

6. ВИБІР ТА РОЗРАХУНОК МУФТ

6.1 Вибір муфти вхідного вала

6.2 Вибір муфти вихідного вала

7. КОНСТРУЮВАННЯ ТА РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ КОРПУСУ

7.1 Конструювання основних елементів

7.2 Конструювання допоміжних елементів

8. ВИБІР МАСТИЛА

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

 

ВСТУП

 

Метою курсового проекту є проектування приводу ланцюгового конвеєра механообробної ділянки. По завданню вихідний вал приводу повинен розвивати силу 40 кН, мати швидкість 0,3 м/с. Це виконується за рахунок трьохступінчатого співосно - циліндричного редуктора.

В машинобудуванні редуктори займають значне місце, вони потрібні для зменшення кількості обертів на вихідному валу та збільшенню скрутного моменту на ньому. Важливою задачею при проектуванні приводу є вибір електродвигуна, муфт, мастила, підшипників, тому що від надійності цих елементів залежить роботоспроможність машини в цілому. Від правильного раціонального вибору та розрахунку зубчастих передач, стандартних деталей, змащування залежить надійність приводу. Саме цей фактор визначає відповідальність та коректність робот інженера.

 

 

ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДУ ТА ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА