Требуемая мощность двигателя.

Мощность на валу барабана

2.2 Коэффициент полезного действия привода [2, табл. 1.1]

 

Требуемая мощность двигателя.

Принимаем асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 4А132М4

[2, табл. 24.8, 24.9].

2.4 Частота вращения барабана

2.5 Расчетное передаточное число привода

Примем передаточное число ременной передачи

 

 

3. РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ С КЛИНОВЫМИ РЕМНЯМИ

На рис 2. приведена схема ременной передачи; чтобы верхняя ветвь транспортерной ленты набегала на барабан, ведущему шкиву ременной передачи (двигателю) надо задать вращательное движение по часовой стрелке (см. рис. 1)

рис. 2 рис. 3

Выбор сечения ремня

Частота вращения ведущего шкива ; передаваемая мощность

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Крутящий момент

По номограмме (1, рис. 9.4) примем сечение ремня «Б»

По ГОСТ 1284-80 примем основные размеры сечения (рис. 3): ширина ремня в нейтральной плоскости (расчетная ширина) ; высота ремня ; площадь сечения , масса 1 погонного метра ремня минимальный диаметр ведущего шкива .

Выбор диаметров шкивов

Примем значение , равное ближайшему после из стандартного ряда диаметров [3, табл. 3.5]. ; тогда По ГОСТ17383-73

 

 

Фактическое передаточное число ременной передачи

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

,

где ε-коэффициент упругого проскальзывания ремней по шкивам;

для клиновых ремней ε=0,01.

Скорость ремня

Межосевое расстояние передачи

Для рекомендуют

С целью снижения числа пробегов ремней (циклов нагружения от изгиба) и увеличения за счет этого ресурса ремней примем a₁ близким к a₁^max; a₁=525мм.

 

Расчетная длинна ремня

L_p=2a₁+π/2*(D₁+D₂)+(D₂-D₁)²/4a₁=1050+698,65+14,58=1763,23мм

Ближайшее стандартное значение L_pпо ГОСТ 1284-80-1800мм; примем L_p=1800мм

Уточненное значение межосевого расстояния

,

Где W=π/2*(D₁+D₂)=714,35мм; y=(D₂-D₁/2)²=7656мм².

 

3.6 Угол обхвата ремнями на ведущем шкиве (см. рис. 2)

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

3.7 Расчетная мощность, передаваемая одним ремнем

кВт

Где - номинальная мощность, передаваемая одним ремнем ; при расчетной длине , Р₀=1,74 кВт

- коэффициент угла обхвата; для ;

- коэффициент длинны ремня; для, =0,95

- коэффициент динамичности нагрузки и режима работы;

Для работы ремней в режиме кратковременных перегрузок до 150% и

при двухсменной работе

Расчетное число ремней

Принимаем число ремней

3.9 Расчетная сила предварительного натяжения одной ветви ремня.

Где

 

 

 

3.10 Сила действующая на валы (см. рис 2)

cos ϒ= 90⁰- α₁/2=90⁰-161⁰/2=9,5⁰

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Максимальное напряжение в ремнях.

рис. 4

В т. А(в точке набегания ремня на ведущий шкив) действует максимальное напряжение (суммарное)

 

Напряжение от предварительного натяжения

Напряжение от изгиба ремня при огибании ведущего шкива

 

Где Е- модуль упругости материала ремня;

Для клиновых ремней Е=80 МПа

МПа

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

3.12 Фактический ресурс ремней

Где

циклов.

Таким образом, выбранные ремни обладают требуемой долговечностью. Окончательно принимаем ремни Б-1800 Ш ГОСТ 1281-80; число ремней-6

Параметры передачи:

Диаметры шкивов –

Межосевое расстояние а₁=525 мм;

Передаточное число U₁=2,27

Диапазон регулирования межосевого расстояния:

В сторону уменьшения для монтажа ремней

 

В сторону увеличения для компенсации вытяжки ремней

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

3.13 Размер сечения обода шкивов (рис 5)

Для ремней сечения «Б»

b_р=14,0мм b=4.2мм;

h=10.8мм; l=19.0 мм;

f=12.5 мм; r=1.0мм

М=2

 

Размер обода ведущего шкива:

D_р=D₁=140мм;

D_l= D_р+2b=148.4 мм;

рис.5.

D_i=D_p-2h=118.4мм; b₁=17.0 мм

Размер обода ведомого шкива: D_р=D₂=315мм;

D_l=323,4мм; D_i=293,4мм; b₁=17.4 мм.

 

4. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ КОЛЕСАМИ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Исходные данные

Частота вращения вала шестерни (быстроходного вала редуктора) и вала колеса (тихоходного вала);

Мощность передаваемая шестерней.

Крутящий момент передаваемый шестерней;

Крутящий момент передаваемый колесом:

Для уменьшения динамики зубчатого зацепления за счет увеличения коэффициента перекрытия примем зубья колес косыми. Чтобы уменьшить величину осевых сил в зацеплении, угол наклона зубьев примем предварительно 10⁰. Расположение опор валов редуктора относительно зубчатого зацепления - симметричное, поэтому ширину колес можно увеличить. Примем коэффициент ширины где ширина колеса, а₂ - межосевое расстояние передачи.

Расчетные моменты на колесе

Коэффициенты долговечности

По п.4.2.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Где -коэффициент эквивалентности нагрузки;

При практически постоянной нагрузке

База напряжений для стали поэтому

Расчетные моменты.

Межосевое расстояние

Примем значение из ряда чисел, оканчивающихся на 0 и 5:

 

Исходные данные.

Крутящий момент на ведущей звездочке ; частота вращения звездочки

Требуемое передаточное число Примем цепь роликовую нормальной серии типа ПР, для которой скорость цепи не должна превышать 8 м/с.

Расположение передачи - вертикальное; компенсировать удлинение цепи из-за изнашивания перемещением звездочек нельзя, поэтому осуществим натяжение цепи дополнительной звездочкой, установив ее на ведомую (малонагруженную) ветвь. Смазывания цепи примем периодическое пластичной графитной смазкой. Конструктивно примем диаметр ведомой звездочки близким к диаметру барабана D _Б = 450мм.

Число зубьев звездочек

- число зубьев ведущей звездочки, - ведомой звездочки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Для тихоходных передач

Примем тогда Примем ближайшее целое число: . Фактическое передаточное число

Расчетный шаг цепи

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Примем по ГОСТ 13568-75 t=44,45мм. Диаметр ведомой звездочки

Что соответствует

Принимаем цепь ПР 44,45 – 172,4 ГОСТ 13568-75

 

 

(рис. 9)

толщина пластин S=5,8 мм, расстояние между осями симметрии цепей, диаметр ролика ; Площадь опорной поверхности шарнира

 

Быстроходный вал.

Выходной конец вала выполним коническим, чтобы обеспечить простые монтаж и демонтаж ведомого шкива. (рис. 12а)

рис 12.

Принимаем размер бы этим же диаметром выполнить шейку вала под подшипник качения и не создавать дополнительных концентраторов напряжений: d=

Конусность выходного вала 1:10, длинна конусного участка ; общая длинна l =58 мм, резьбовой конец М20х1,5, средний диаметр Выбираем шпонку глубина паза t=3,5 мм.

 

 

Диаметр окружности впадин зубьев шестерни наибольший диаметр вала под шестерню (рис. 13)

рис 13.

что меньше посадочного диаметра вала под подшипник : поэтому выполняем вал заодно с шестерней (вал-шестерня); материал сталь 40Х.

Рекомендуется принять Примем предварительно для опор вала радиальные однорядные шарикоподшипники легкой серии №207 ГОСТ 8338-75 : диаметр шариков заплечика на валу бурта в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

контакте с наружным кольцом Определим расстояние между стенками редуктора L:

Ширина бобышки

Где толщина стенки; δ=11мм.

диаметр описанной окружности головки болта; для болтов М12 по ГОСТ 7808-70

который должен быть больше катета шва К; К≈ 0,85 δ=9,35 мм; примем К=10 мм, а ∆₁=12 мм,

Окружная скорость на валу в месте установки контактного уплотнения

 

При скорости рекомендуют применять эластичные манжетные уплотнения из нитрильной резины со стальной пружиной.

В сквозную крышку подшипникового узла установим два манжетных уплотнения по ГОСТ 8752-79. На диаметр примем манжеты 1-35х58 шириной Зазор между подшипником и уплотнением бурта крышки зазор между неподвижной крышкой и вращающимся шкивом Ширина ступицы шкива Расстояние между осями симметрии подшипников:

ВД (от середины подшипника до середины ступицы шкива)

мм; Примем для расчетов

 

*Здесь и далее переданы размеры для

Тихоходный вал.

Примем материал вала – сталь 45.

Определим диаметр вала под зубчатым колесом ориентировочным расчетом по напряжениям кручения;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Где заниженное допускаемое напряжение кручения с учетом напряжения изгиба, величина которых не определена; для тихоходных валов ; примем По рекомендации

диаметр вала под подшипники рис. 14

 

Диаметр бурта на валу d_Б=d_k+2t; t=f+(2…3); для d_k=71мм радиус галтели вала r=2,5 мм . Примем r=2,5мм, f=3мм, t=5 мм,

Длинна ступицы колеса

примем

Вал вращается с небольшой частотой (

от зубчатого зацепления, на опоры действует и осевая сила . Поэтому вал установим на конических роликоподшипниках; предварительно выберем подшипники легкой серии 7209 (рис. 15):

, , , , , ,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

, ,

,

Расчетные параметры е=0,35, y=1,71.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Рис 15.

Определим координату точки Е, где приложена радиальная нагрузка

Установим подшипники на валу так чтобы торцы внутренних колей совпадали с внутренними плоскостями стенок. Тогда расстояния между точками Е и F

(рис.16)

мм

Для крепления крышек подшипников к корпусу примем болты по ГОСТ 7808-70. Для выбираем болты М10 Такие же болты принимаем

для крышек быстроходного вала всех крышек число болтов Толщину крышек примем равной диаметру болта

 

Тогда длинна болтов, крепящих крышки, +(1…1,2) Примем стандартную длину болта (болты М10х20). Расстояние от торца сквозной крышки до вращающегося торца ступицы ведущей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

звездочки примем

Диаметр вала для установки звездочки примем по ряду нормальных размеров равным 56 мм(ближайшее меньшее число за ) Упор звездочки обеспечим установкой распорной втулки ступицей и кольцом подшипника; Наружный диаметр втулки должен быть не больше

Ширина ступицы звездочки =85 мм. Наружный торец ступицы совместим с торцом зубьев первого ряда зубьев, тогда точка приложения радиальной нагрузки от цепной передачи отстоит от торца на 0,5В (ширина венца): В=22,86 мм (п. 5.8); 0,5В Расстояние КЕ

Торцевое крепление звездочки на валу осуществляется шайбой с двумя болтами М8х20. Для болты М6х12; для 70мм стопорение болтов выполним планкой

Быстроходный вал

Выбранные подшипники№207 имеют динамическую и статическую грузоподъемность C_r=20,1 kH; C_or=13,9 kH.

Силы зацепления (п.4.9):

рис 19

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Сила ременной передачи

Сосредоточенный изгибающий моментM

Определим реакции в горизонтальной плоскости:

Проверка

 

В вертикальной плоскости

Реакции в опорах:

На опору А действует радиальная сила и осевая сила

Эквивалентная динамическая нагрузка на опоре А:

;

Где V-коэффициент вращения; при неподвижном наружном кольце подшипника V=1;

X и Y- коэффициенты радиальной и осевой нагрузок; при отношении t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz-cs w:val="28"/><w:lang w:val="RU"/></w:rPr><m:t>;</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> отношение поэтому Y=1,85;

коэффициент безопасности, учитывающий динамические нагрузки на подшипник; по табл. 12.27 для спокойной нагрузки и кратковременных нагрузках до 150% примем ;

Температурный коэффициент; при температуре подшипникового узла менее 100 ⁰С =1.

На опору В действует только радиальная сила

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Величина больше на опоре В; для этого подшипника определим фактический ресурс:

час, что равно заданному ресурсу час*

Таким образом, выбранные подшипники №207 имеют требуемый ресурс.

Тихоходный вал

На рис. 20 показаны силы действующие на тихоходный вал:

Рис. 20

Расстояние между опорами расстояние (п.6.3) Сосредоточенный изгибающий момент

Определим реакции в горизонтальной плоскости

Направим предварительно реакции вверх.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Проверка 3,44≈2,54+0,79

 

Определим реакции в вертикальной плоскости.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Проверка: 8,5+6,88+7,95=23,33кН

Реакция в опоре Е;

 

Реакция в опоре F:

На подшипник опоры Е действует только радиальная нагрузка

Эквивалентная динамическая нагрузка на опоре Е

На подшипник опоры F действует радиальная сила и осевая сила

Для выбранных подшипников №7213 e=0,35; у=1,71 (п.6.3)

рис 22

Эквивалентная динамическая нагрузка на опору F

Х= что больше «e»;

Таким образом, определение фактического ресурса подшипников проводим по опоре Е, для которой

Выбранные подшипники имеют

час, что больше

Таким образом выбранные подшипники №7213 имеют требуемый ресурс.

Тихоходный вал

Диаметр установочных болтов: D₄=D_n+2,5d_б=89 мм,

По нормальному ряду чисел: D₄=90 мм.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

Рис 28.

Наружный диаметр: D₅≈d₆+2,2d_б=96,18; примем D₅=96 мм.

Размер примем равным диаметру упора наружного кольца подшипника (см. рис 15) D_б=100 мм. Наружный диаметр распорной втулки должен быть не больше Примем предварительно d₈=53 мм.

Окружная скорость в месте уплотнения:

При ≤0,6 м/с допускается установка войлочных колец.

Примем наружный диаметр втулки d₈=53 мм и кольцо с размерами b=6 мм. D=68мм, d=51мм

Размеры канавки в крышке

 

11.Смазывание узлов трения редуктора

Окружная скорость V_зац в зацеплении составляет около 0,78 м/с (п. 4.5); при скорости меньше 12 м/с применяют самый простой способ смазывания зубчатых колес- картерный (окунание зубьев колеса в масляную ванну).

 

Фактические контактные напряжения = 549 МПа(п.4.6), что меньше 600 МПа. По табл. 11.1 для скорости меньше 1 м/с примем кинематическую вязкость масла 38 с СТ. По табл. 11.2. выбираем индустриальное масло марки 40. Для увеличения ресурса зубчатой передачи примем масло редукторное с противоизносными присадками ИРП-40 ГОСТ 20799-75.

Для контроля верхнего и нижнего уровня масла в редукторе примем резьбовые пробки: для межосевого расстояния а=95 мм, выбираем пробки М10 [3 табл.II.3.18] Такую же пробку применим для спуска отработанного масла.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Проектирование механических передач: учебно-справочное

пособие для ВТУЗов / С.А. Чернавский и др. - 5-е издание, -М.:

Машиностроение, 1984, -560 с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей

машин: учебное пособие для машиностроительных ВУЗов - 4-е

издание, -М.: Машиностроение, 1985, -416 с.

3. Методические указания по выполнению курсового проекта для

студентов заочного отделения. ч.1 /Сверд. инж.-пед. ин-т, 1988, -

42 с.

4. Дунаев П.Ф. и др. Допуски и посадки. Обоснование выбора.

Учебное пособие для машиностроительных ВУЗов. –М.:

Высшая школа, 1984, -162 с.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП.ДМ.46.00.00.ПЗ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

ДМ 46.40.00 Редуктор

ДМ46.40.00.СБ Редуктор

ДМ46.20.00 Звездочка натяжения

ДМ46.20.00.00.СБ Звездочка натяжения

ДМ46.40.13 Вал тихоходный

ДМ46.40.17 Колесо зубчатое

ДМ46.40.22 Крышка сквозная 2 в.

ДМ46.21.12 Звездочка

 

 

Мощность на валу барабана