Срок службы приводного устройства

Содержание.

Введение

Аннотация

1. Разработка кинематической схемы машинного агрегата.

2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода.

3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений.

4. Расчет зубчатой передачи редуктора.

5. Расчет открытой передачи.

6. Расчет нагрузки валов редуктора.

7. Разработка чертежа общего вида редуктора.

8. Расчетная схема валов редуктора.

9. Проверочный расчет подшипников.

10. Разработка чертежа общего вида привода.

11. Проверочные расчеты.

12. Расчет технического уровня редуктора.

Список используемой литературы.

 

 

Введение

Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие тактико-технические и эксплуатационные показатели.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение вре­мени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности — основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших технических учебных заведений.

Большие возможности для совершенствования труда конструкторов дает применение ЭВМ, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать значительную часть процесса проектирования. Представленные в книге различные конструктивные решения можно использовать для создания графической базы данных, используемой при проектировании.

 

Аннотация

В данном курсовом проекте по деталям машин рассмотрен ленточный конвейер, также произведены необходимые расчеты цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора и открытой клиноременной передачи. Подобран необходимый материал деталей, отвечающий требованиям надежности и долговечности привода ленточного конвейера. Также разработаны необходимые чертежи редуктора привода механизма

 

 

 

 

1. РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МАШИННОГО АГРЕГАТА

Чертеж кинематической схемы

 

Поз.	Элементы схемы	Исходные данные	Знач
1	Двигатель	Тяговая сила ленты F,кН	3,5
2	Плоскоременная передача	Скорость тяговой цепи v, м/с	0,6
3	Цилиндрический редуктор	Шаг тяговой цепи Р, мм	100
4	Упругая муфта с торообразой оболочкой	Число зубьев звездочки z	7
5	Ведущие звездочки конвейера	Допускаемое отклонение скорости тяговой цепи δ, ℅	5
6	Тяговая цепь	Срок службы привода Lh, лет	4

 

 

РАСЧЕТ ОТКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ

Определение консольных сил.

 

Консольные силы в зацепление цилиндрической косозубой закрытой передачи.

Окружные силы в зацепление шестерни  Н:

 

;

 

где  - окружные силы в зацепление колеса, Н: .

Окружные силы в зацепление колеса  Н:

 

;

 

где  - вращающий момент на валу тихоходной передачи, Н м; .

 - диаметр ведомого шкива, мм; .

Радиальные силы в зацепление шестерни  Н:

 

;

 

где  - радиальные силы в зацепление колеса, Н:

Радиальные силы в зацепление колеса  Н:

 

;

 

где  - окружные силы в зацепление колеса, Н: .

 - действительная величина угла наклона зубьев для косозубых передач, в  градусах: , .

 - угол зацепления в цилиндрической косозубой закрытой передаче принят, в градусах: , .

Осевые силы в зацепление шестерни  Н:

 

 

где  - осевые силы в зацепление колеса, Н: .

Осевые силы в зацепление колеса  Н:

 

 

где  - окружные силы в зацепление колеса, Н: .

 - действительная величина угла наклона зубьев для косозубых передач, в градусах: , .

Консольные силы в клиноременной передачи:

 

 

где  - угол обхвата ремнём ведущего шкива в градусах: , .

 - силу предварительного натяжения клиновых ремней, Н; .

Консольные силы в муфте на тихоходном валу:

 

 

где  - вращающий момент на валу тихоходной передачи, Н м; .

 

 

 

 

             

 

7. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА РЕДУКТОРА

Выбор материала валов.

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.

Материал для вала шестерни и колеса сталь 40х с последующей термообработкой улучшение.

 

Предварительный выбор подшипников.

 

Выбираем подшипник для шестерни:

Тип подшипника: радиальный шариковый однорядный легкой   серии 206.

Данные подшипника:

 

Выбираем подшипник для колеса:

Тип подшипника: радиальный шариковый однорядный особо лёгкой серии 110.

Данные подшипника:

 

 

 

Полученные данные сведём в таблицу.

 

Таблица 5. Материал валов. Размеры ступеней. Подшипники.

Вал (материал – сталь).	Размеры ступеней, мм.				Подшипники.
					Типо размер.	, мм.	Динамическая грузоподъём -ность  кН.	Статистическая грузоподъём -ность  кН.
Быстроходный.	28	30	36	30	206		19,5	10
	36	48	-	18,5
Тихоходный.	42	50	60	50	110		21,6	13,2
	60	60	-	18,5

 

 

Вал - шестерни.

 

Вал – шестерни выполняется заодно с валом так как  и

 

Установка колёс на валах.

 

Для передачи вращающего момента применяем шпоночное соединение со следующей посадкой для цилиндрических косозубых колёс .

 

Выбор соединения.

 

Для соединения валов с деталью, передающими вращающий момент (колесо элементы открытых передач муфты) применяем призматическую шпонку изготовленную из чистотянутой стали с  (сталь 45). Длину шпонки выберем из стандартного ряда  с учётом то что она меньше длины ступицы насаживаемой детали на 5…10 мм.

На посадочных поверхностях вала и отверстия колеса создаём натяг для цилиндрической косозубой передачи .

 

Выбор муфт.

 

Муфты выбирают по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту который должен быть в пределах номинального:

 

 

где  — коэффициент режима нагрузки: .

 — вращающий момент на соответствующем валу редуктора, Нм:

 — номинальный момент муфты, Нм: .

Муфты упругие с торообразной оболочкой. Муфты получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Однако они имеют небольшую компенсирующую способность и при соединении несоосных валов оказывают большое силовое воздействие на валы и опоры, при этом резиновые втулки быстро выходят из строя.

Основные параметры, габаритные и присоединительные размеры муфт, допускаемые смешения осей валов приведены ниже:

 

Полумуфты изготовляют из чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412— 85) или стали 30Л (ГОСТ 977—88); материал пальцев — сталь 45 (ГОСТ 1050—88); материал упругих втулок — резина с пределом прочности или разрыве не менее 8 Н/мм².

Радиальная сила, вызванная радиальным смещением, определяется по соотношению

 

 

где  — радиальное смещение, мм; .

 — радиальная жесткость муфты, Н/мм, зависит от диаметра посадочного места полумуфты; .

Установка муфт на валах.

На цилиндрический конец вала полумуфту устанавливаем по следующей посадке:

При нереверсивной работе с умеренными толчками - .

 

Проверочный расчёт шпонок.

 

Условие прочности на зубчатом колесе:

 

 

где — окружная сила на колесе, Н; .

— площадь смятия, мм²; .

—допускаемое напряжение на смятие, Н/мм². При стальной ступице и спокойной нагрузке =110...190 Н/мм²; при колебаниях нагрузки  следует снижать на 20...25%; .

Площадь смятия , мм² определяется по формуле:

 

 

где  - стандартные размеры, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

 - рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм: .

Найдём рабочую длину шпонки:

 

 

где  - полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

Условие прочности на шкиву:

 

 

где — окружная сила на колесе, Н; .

— площадь смятия, мм²; .

—допускаемое напряжение на смятие, Н/мм². При чугунной ступице приведенные значения  снижать вдвое; .

Площадь смятия , мм² определяется по формуле:

 

 

где  - стандартные размеры, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

 - рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм: .

Найдём рабочую длину шпонки:

 

 

где  - полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

Условие прочности на полумуфте:

 

 

где — окружная сила на колесе, Н; .

— площадь смятия, мм²; .

—допускаемое напряжение на смятие, Н/мм². При стальной ступице и спокойной нагрузке =110...190 Н/мм²; при колебаниях нагрузки  следует снижать на 20...25%; .

Площадь смятия , мм² определяется по формуле:

 

 

где  - стандартные размеры, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

 - рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм: .

Найдём рабочую длину шпонки:

 

 

где  - полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке, мм: .

 - стандартные размеры, мм: .

 

Проверочный расчёт валов.

 

Определить напряжения в опасных сечениях тихоходного вала, Н/мм².

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклy, при котором амплитуда напряжений  равна расчетным напряжениям изгиба :

 

 

где — суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм; .

— осевой момент сопротивления сечения вала, мм³. Для определения  круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней: .

Найдём осевой момент сопротивления , мм³:

 

 

где  - диаметр вала под полумуфту, мм: .

 - ширина шпоночной канавки, мм: .

 - глубина шпоночной канавки, мм: .

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла  равна половине расчетных напряжений кручения :

 

 

где — крутящий момент, Нм; .

— полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³. Для определения  круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней: .

Найдём полярный момент , мм³:

 

 

где  - диаметр вала под полумуфту, мм: .

 - ширина шпоночной канавки, мм: .

 - глубина шпоночной канавки, мм: .

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

 

 

где — эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала: .

— коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения: .

— коэффициент влияния шероховатости: .

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²:

 

 

где — пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм²; .

— коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала: .

Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

 

где — пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²: .

    — нормальные напряжения, Н/мм²: .

— касательные напряжения, Н/мм²: .

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

 

 

где — коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям: .

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

 

где — общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении: .

— допускаемый коэффициент запаса прочности в опасном сечении при менее точной расчётной схеме: .

Определить напряжения в опасных сечениях быстроходного вала, Н/мм².

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклy, при котором амплитуда напряжений  равна расчетным напряжениям изгиба :

 

 

где — суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм; .

— осевой момент сопротивления сечения вала, мм³. Для определения  круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней: .

Найдём осевой момент сопротивления , мм³:

 

 

где  - диаметр вала под полумуфту, мм: .

 - ширина шпоночной канавки, мм: .

 - глубина шпоночной канавки, мм: .

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла  равна половине расчетных напряжений кручения :

 

 

где — крутящий момент, Нм; .

— полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³. Для определения  круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней: .

Найдём полярный момент , мм³:

 

 

где  - диаметр вала под полумуфту, мм: .

 - ширина шпоночной канавки, мм: .

 - глубина шпоночной канавки, мм: .

Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

 

 

где — эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала: .

— коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения: .

— коэффициент влияния шероховатости: .

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²:

 

 

где — пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм²; .

— коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала: .

Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

 

где — пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²: .

    — нормальные напряжения, Н/мм²: .

— касательные напряжения, Н/мм²: .

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

 

 

где — коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям: .

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

 

где — общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении: .

— допускаемый коэффициент запаса прочности в опасном сечении при менее точной расчётной схеме: .

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

 

1. Шейнблинт А. Е. «Курсовое проектирование деталей машин»: Учеб. Пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Калининград: Янтар. сказ, 2005. – 456 с.: ил., чёрт. – Б. ц.

2. Дунаев П. Ф. «Конструирование узлов и деталей машин»: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. П. Ф. Дунаев, О. П. Лёликов. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: издательский центр «Академия», 2004. – 496 с.

 

Содержание.

Введение

Аннотация

1. Разработка кинематической схемы машинного агрегата.

2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода.

3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений.

4. Расчет зубчатой передачи редуктора.

5. Расчет открытой передачи.

6. Расчет нагрузки валов редуктора.

7. Разработка чертежа общего вида редуктора.

8. Расчетная схема валов редуктора.

9. Проверочный расчет подшипников.

10. Разработка чертежа общего вида привода.

11. Проверочные расчеты.

12. Расчет технического уровня редуктора.

Список используемой литературы.

 

 

Введение

Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие тактико-технические и эксплуатационные показатели.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение вре­мени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности — основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших технических учебных заведений.

Большие возможности для совершенствования труда конструкторов дает применение ЭВМ, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать значительную часть процесса проектирования. Представленные в книге различные конструктивные решения можно использовать для создания графической базы данных, используемой при проектировании.

 

Аннотация