Расчет привода к ленточному конвейеру

Определим число зубьев: шестерни  ;                                   

                                             колеса      = 165-33=132.

Определим фактическое передаточное число

                               

                             (24)

Определим фактическое межосевое расстояние и основные геометрические параметры косозубых передач

              

,                           (25)

диаметр делительный  - шестерни    =1,5*33/cos 8= 50;

                                          колеса = 1,5*132/cos 8=190;

диаметр вершин зубьев -  шестерни  =50+ 2*1,5=53;

                                            колеса  - = 190+2*1,5=193 ;

диаметр впадин зубьев -  шестерни  = 50-2,4*1,5=46,7;

                                           колеса - = 190 – 2,4*1,5=186,4;

ширина венца  - шестерни ;

                            колеса - = 0,3*125=37,5.     

 

Проверочный расчет по контактным напряжениям  выполняют по формуле

                ,                                 (26)

              

где - вспомогательный коэффициент, для косозубых передач ;

- коэффициент, учитывающий   распределение нагрузки между зубьями; для косозубых  передач ( =1,1) определяется по графику в зависимости от окружной скорости колес , м/с, и степени точности передачи.

 - коэффициент динамической нагрузки,  зависящей от  окружной скорости колес и степени точности передачи ( = 1,01);

- угловая скорость вала колеса  редуктора.

проверка на изгиб  косозубых колес выполняют по формуле:

                 

                              (27)

                           

                        

                                                   (28)

                       

где - модуль зацепления, мм;

      - ширина зубчатого венца колеса, мм;

        = 2,315*10³- окружная сила в зацеплении, Н;

      - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями,

зависит от степени точности косозубой передачи ( = 1):

  

;

Полученные результаты к задаче 4 представлены в таблице 7.

 

Таблица 7

Параметры зубчатой цилиндрической передачи, мм

Проектный расчет
Параметр		значение		параметр			значение
Межосевое расстояние,		125		Угол наклона зубьев			8
Модуль зацепления,		1,5		Диаметр делительный окружности: шестерни  колеса			50 190
Ширина зубчатого венца: шестерни  колеса		40,5 37,5
Число зубьев: шестерни  колеса		33 132		Диаметр окружности вершин: шестерни  колеса			53 193
Вид зубьев		косозубый		Диаметр окружности впадин: шестерни  колеса			46,4 186,4
Проверочный расчет
параметр			Допускаемое значение		Расчетное значение	Примечание, % отклонение и
Контактное напряжение			513,4		489	-4,8
Напряжение изгиба,			293,5		110	-61,7
			255,4		105	-57,5

 

 

 

 

 

2.5. Проектный  расчет валов (эскизная компоновка  редуктора)

 

Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней его зависят от установленных на вал деталей.

Проектный расчет ориентировочно определить геометрические размеры ступеней вала ее диаметр и длину .

Таблица 8

Определение размеров одноступенчатых  редукторов для быстроходных валов.

Ступень вала и ее параметры	Вал-шестерня цилиндрическая	Вал колеса
1-я – под элемент открытой  передачи или полумуфту	, где  - крутящий момент, равный вращающему моменту на валу, , - под шкив, - под шестерню и под полумуфту
2-я под уплотнение крышки  с отверстием и подшипник
3- я под шестерню, колесо	, при  При принять
4-я под подшипник	, =23-для шариковых подшипников,

 

Таблица 9

Определение размеров одноступенчатых  редукторов для тихоходных валов.

Ступень вала и ее параметры	Вал-шестерня цилиндрическая	Вал колеса
1-я – под элемент открытой  передачи или полумуфту	, где  - крутящий момент, равный вращающему моменту на валу, ,     - под шкив, - под шестерню и под полумуфту
2-я под уплотнение	Вал-шестерня цилиндрическая	Вал колеса
крышки с отверстием и подшипник
3- я под шестерню, колесо	, при  При принять
4-я под подшипник	, =18-для шариковых подшипников,

Для предотвращения задевания  поверхностей вращающихся колес  за внутренние стенки корпуса контур стенок провести с зазором  , такой же зазор предусмотреть между подшипниками и контуром стенок. При этом расстояние от оси  шестерни до внутренней поверхности корпуса  , где - диаметр наружного кольца подшипника быстроходного вала.Действительный контур корпуса редуктора зависит от его кинематической схемы, размеров деталей  передач способа транспортировки, смазки и т.п. и определяется при разработке конструктивной компоновки.

Результат решения задачи представим в виде таблицы 10.        

                                                                                                  Таблица 10

Вал	Размеры ступеней, мм				Подшипники
					Типоразмер	, мм	Динамическая грузоподъемность r, кН	Статическая грузоподъемность Сro, кН
Быстроходный	35	40	50	40	308	82800	41,0	22,4
	45,5	50	-	23
Тихоходный	40	45	55	45	209	72675	33,2	18,6
	52	56,25	-	18

 

 

2.6. Расчет параметров  зубчатого колеса (конструирование  зубчатого колеса)

 

 

Зубчатые колеса небольших  размеров изготовляют из круглого проката  или поковок, большие литьем или  составными.

Ступицу колес располагают симметрично относительно обода. Служит для соединения колеса с валом. Длина ступицы должна быть оптимальной  для обеспечения устойчивости колеса на валу и нарезания шпоночных пазов. Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть прочным и податливым. Жесткость обода обеспечивает его толщина. Диск соединяет ступицу и обод. Его толщина определяется в зависимости от способа изготовления колеса.

Таблица 11

Расчет элементов конструкции  цилиндрических зубчатых колес

Эле-мент колеса	Параметр	Способ получения заготовки
		штамповка мм
Обод	Диаметр
	Толщина
	Ширина	= 37,5
Ступи-ца	Диаметр внутренний	=55
	Диаметр наружный	85,25при шпоночном соединении  и с натягом
	Толщина	=16,5
	Длина	=71,5
Диск	Толщина Радиусы закруглений, уклон
	Диаметр отверстия Количество отверстий	-

 

Заключение

Таким образом, при проектирования привода к ленточному конвейеру, нами был выбран материал сталь  40Х. Марка стали 40Х представляет группу конструкционных легированных сталей. Достоинства, характерные для стали марки 40Х — очень высокий предел выносливости, после дополнительной термообработки — склонность к обезуглероживанию и короблению. 

Передаточное число привода равно 4. Исходя из этого значения, мы выбираем тип двигателя. Надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности. Из рассмотренных четырех вариантов типов двигателей, предпочтительнее второй: 4АМ100L4У3, u=15,1, n_nom=1430об/мин. Двигатели серии 4А – трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, открытых помещениях и т.д.

Допускаемое  контактное напряжения для колеса составило 513,4мПа, а допускаемое напряжение изгиба для колеса 255,4мПА, данные числа мы определяем по меньшему из получившихся значений, т.е. по мене прочным зубьям.

Межосевое расстояние составляет 125мм, при этом число зубьев шестерни равно 33, а число зубьев колеса 132.

Зубчатые колеса изготавливают  различными способами: круглый прокат, ковка, штамповка, литье, составные. В нашем случае наиболее целесообразно будет использовать штамповку, т.к . она имеет ряд преимуществ: снижается расход металла из-за отсутствия облоя, форма заготовки ближе к готовой детали, снижается себестоимость, экономия металла составляет от 10 до 30 %.

Список литературы

1. ГОСТ 2185-66 Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры.

2. ГОСТ 9563-60 Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули. 1

3. Дунаев, П. Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: учебное пособие / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов, 2007. —  560 с.

4.Дунаев,  П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов./ Дунаев П.Ф., Леликов О.П.- 8-е изд., - М.: Издательский центр "Академия", 2003. - 496 с.

5.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3т./  Анурьев В.И. - 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2001. - 920, 912 и 864 с.

6.Леликов, О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу "Деталей машин"./ Леликов О.П. - 2-е изд. испр. - М.: Машиностроение, 2004. - 440 с.