Привод с электробарабаном к ленточному конвейеру

Министерство образования и науки  Российской Федерации КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Детали машин»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «ДЕТАЛИ МАШИН»
Привод с электробарабаном к ленточному конвейеру
Задание №	Вариант №
	Студента гр.
	Руководитель проекта
Красноярск 2013

Содержание

Введение 3

Техническое задание. 4

1 Кинематический и силовой расчет. 5

1.1. Расчет частот вращения основных звеньев обеих планетарных передач. 5

1.2. Расчет относительных частот вращения сателлитов. 5

1.3. Расчет моментов, действующих на основные звенья обеих ступеней планетарных передач. 5

2 Проектировочный расчет диаметров зубчатых колес по критерию контактной выносливости активных поверхностей зубьев. 7

2.1. Эквивалентное время. 7

2.2. Расчет эквивалентного числа циклов. 7

2.3. Расчет коэффициента долговечности. 7

2.4. Расчет допускаемых напряжений. 7

2.5. Определение относительной ширины шестерни. 8

2.6. Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки в зацеплении a-g. 8

2.7. Расчет начального диаметра шестерни (центрального колеса a). 8

2.8. Расчет начального диаметра сателлита и центрального колеса. 9

3 Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора по критерию изгибной выносливости зубьев. Расчет тихоходной и быстроходной ступени. 10

3.1. Эквивалентное время . 10

3.2. Эквивалентные числа циклов нагружения колес. 10

3.3. Коэффициент долговечности. 10

3.4. Расчет допускаемых напряжений. 10

3.5. Подбор чисел зубьев. 10

3.6. Расчетный момент на шестерне(солнечном колесе). 11

3.7. Определение относительной ширины шестерни. 11

3.8. Величина коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине венцов и среди сателитов. 12

3.9. Делительный диаметр шестерни (солнечного колеса). 12

3.10. Предварительное значения модуля. 12

3.11. Корректировка числа зубьев. 12

3.12. Обоснование выбора марки стали и ее термообработки для колеса . 13

4 Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора из условия работоспособности подшипников сателлитов. 15

5 Проектировочный расчет валов. 21

6 Проверочный расчет вала быстроходной ступени. 22

4.1. Расчет сил действующих на вал. 22

7 Проверочный расчет шарикоподшипников быстроходного вала. 26

7.1. Расчет долговечности подшипника. 26

7.2. Расчет эквивалентной долговечности подшипника. 26

8 Расчет призматических и круглых шпонок. 28

8.1. Расчет призматических шпонок. 28

8.2. Расчет круглых шпонок (штифтов). 29

9 Расчет зубчатых муфт. 30

9.1. Выбор муфты для соединения вала быстроходной ступени с валом приводного механизма. 30

9.2. Выбор муфты для соединения с рабочим органом. 31

9.3. Выбор муфты для передачи крутящего момента от водила h₂ к колесу a₁. 31

10 Расчет фундаментных болтов. 33

10.1. Определение внешних нагрузок, действующих на болт, в групповом болтовом соединении. 33

10.2. Определения силы затяжки и расчетной осевой силы болта группового соединения. 33

10.3. Определение диаметра болта. 34

10.4. Проверочный расчет болтов на прочность. 35

11 Расчет КПД редуктора. 37

11.1. Расчет КПД быстроходной ступени. 37

11.2. Расчет КПД тихоходной ступени. 38

12 Расчет на нагрев и выбор смазки. 39

13 Выбор электродвигателя. 41

14 Проектировочный расчет основных параметров корпуса по критерию жесткости. 43

Список литературы 44

Введение

В машиностроении находят  широкое применение редукторы, механизмы, состоящие из зубчатых или червячных  передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащих для передачи мощности от двигателя к рабочей  машине. Кинематическая схема привода  может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепную или ременную передачу.

Назначение редуктора  — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента  ведомого вала по сравнению с валом  ведущим. Механизмы, служащие для повышения  угловой скорости, выполнены в  виде отдельных агрегатов, называют мультипликаторы.

Конструктивно редуктор состоит  из корпуса (литого), в котором помещаются элементы передачи — валы, подшипники и т.д.

Редуктор проектируют  либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту  на выходном валу) и передаточному  числу без указания конкретного  назначения.

Привод предполагается размещать  в закрытом, отапливаемом, вентилируемом  помещении, снабженным подводом трехфазного  переменного тока.

Привод к горизонтальному  валу состоит из планетарного редуктора  соединенный с электродвигателем  посредством компенсирующей муфты, а выходной вал редуктора соединен цепной передачей (типа ПР) с приводом.

Цепная передача расположена  под углом 40 градусов.

 

 

 

Техническое задание.

Техническое задание № 24, вариант 63.

В качестве задания выдана компоновочная схема редуктора, состоящего из двухрядного планетарного механизма с внешними зацеплениями.

 

Рисунок 1

 

Исходные данные.

Натяжение ветвей ленты конвейера: ,  .

Скорость ленты: .

Ширина ленты: .

Диаметр барабана: .

Ресурс редуктора: .

Марка стали колес  : 45.

Термообработка активных поверхностей их зубьев: Нитроцементация.

Гистограмма нагрузки (режим  III).

 

_{, ,}

  

1. Кинематический  и силовой расчет.

 

Находим параметр быстроходной ступени, из формулы для расчета общего передаточного отношения è .

1. Расчет частот вращения основных звеньев обеих  планетарных передач.

2. Расчет относительных  частот вращения сателлитов.

 

3. Расчет моментов, действующих на основные звенья обеих  ступеней планетарных передач.

 

Таблица 1

Величина	Тихоходная ступень		Быстроходная ступень
	Формула	Значение	Формула	Значение
	Задано	4,1		7,059
, об/мин		178,5		1438,5
, об/мин	неподвижно	0	неподвижно	0
, об/мин		35		178,5
, об/мин		143,5		1260
, об/мин		-35		-178,5
, об/мин		-92,581		-415,92
		-490,196		-60,827
		-2009,8		-429,369
		2500		490,196

 

2. Проектировочный расчет диаметров зубчатых колес  по критерию контактной выносливости активных поверхностей зубьев.

1. Эквивалентное время.

2. Расчет эквивалентного числа циклов.

3. Расчет коэффициента долговечности.

Для колес a и g твердость поверхности зубьев è , а твердость колеса b è

4. Расчет допускаемых  напряжений.

Твердость поверхности при  нитроцементации стали(25ХГМ) 57-63 HRC, для шестерни и колеса, по таблице 2.6[1]. Предел выносливости при цементации рассчитывается по формуле МПа. Рассчитывая по нижнему пределу твердости, получим

Коэффициент безопасности при  цементировании   

Допускаемые напряжения для  шестерни:

 

Допускаемые напряжения для  зацепления.

 

Расчетный момент на шестерне.

Передаточное число в  зацеплении a-g.

5. Определение относительной ширины шестерни.

6. Расчет коэффициента неравномерности распределения  нагрузки в зацеплении a-g.

Из рисунка 6.16, с 131[6] находим

7. Расчет начального диаметра шестерни (центрального колеса a).

 

8. Расчет начального диаметра сателлита и центрального колеса.

  

3. Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора по критерию изгибной выносливости зубьев. Расчет тихоходной и быстроходной ступени.

 

1. Эквивалентное время  .

2. Эквивалентные числа циклов нагружения колес.

3. Коэффициент долговечности.

                             

4. Расчет допускаемых  напряжений.

Твердость поверхности при  нитроцементации стали 25XГМ (57-63) HRC, следовательно

5. Подбор чисел  зубьев.

Для тихоходной принимаем  , тогда:

, округляем до целого, четного  числа  

;

Для быстроходной  принимаем  тогда:

, округляем до целого, четного  числа  

 

 

Величины коэффициентов  формы зубьев колес планетарного ряда.                                  

 

Величины отношений.

x

Выбираем 

6. Расчетный момент на шестерне(солнечном колесе).

7. Определение относительной ширины шестерни.

Величину относительной  ширины шестерни оставляем той же, что и в расчете на контактную прочность т.е.: .

8. Величина  коэффициента неравномерности распределения  нагрузки по ширине венцов и среди  сателитов.

 

Значение коэффициента.

По таблице 2.8[6] выбираем

9. Делительный диаметр шестерни (солнечного колеса).

10. Предварительное значения модуля.

   (cтр. 15[1])

11. Корректировка числа зубьев.

Значения параметров рассчитываемой планетарной ступени сведены в табл. 2.

Таблица 2

Величина	Тихоходная			Быстроходная
	Формула	Значение			Формула	Значение
		20				20
		31				61
		82				142
	Рис 2.23 [6]	4.067			Рис 2.23 [6]	4.067
	Рис 2.24 [6]	3.8			Рис 2.24 [6]	3.63
	Рис 2.23 [6]	3.6			Рис 2.23 [6]	3.6
			441.176				441.176
		330.882				330.882
		0.922*10-2				0,922*10-2
		1.148*10-2				1,097*10-2
		2.75				1.25
		55				25
		85.25				76.25
		225.5				177.5
		4.1				7.1
		29.0951				18.6531
		0.529				0,74612