Проектирование привода цепного транспортёра (расчет редуктора)

Санкт–Петербургский Государственный Университет

сервиса и экономики

Федеральное Агенство по Образованию

Калужский филиал

Курсовой проект

по ОФСС

Проектирование привода цепного транспортёра (расчет редуктора)

выполнил:

студент Cемусев Е.А.

Сервис «230700»

Проверил:

__________

Калуга 2007 г.

Содержание

1. Выбор электродвигателя

2. Определение мощности, крутящего момента и частоты вращения каждого вала привода

3. Выбор материала и определение допускаемых напряжений

4. Расчёт червячной передачи

5. Определение диаметров валов

6. Выбор типа подшипников

7. Расчет тихоходного вала

8. Проверка подшипников качения тихоходного вала по динамической грузоподъемности

9. Выбор и расчёт шпоночных соединений

10. Подбор муфты

11. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников

Список использованной литературы

1. Выбор электродвигателя

Общий коэффициент полезного действия привода определяется по формуле:

,

где ==0,99 - коэффициент полезного действия муфты М1 и М2;

=0,8 - коэффициент полезного действия червячного редуктора;

=0,99 - коэффициент полезного действия подшипников.

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

кВт ,

где =4000 Н – окружное усилие на звездочках;

=0,75 м/с – скорость движения цепи;

=0,776 - коэффициент полезного действия привода цепного транспортера.

Частота вращения приводного вала определяется по формуле:

об/мин,

где =0,75 м/с – скорость движения цепи;

мм – диаметр звездочки,

где =125 мм – шаг зубьев звездочки;

z=9 – число зубьев звездочки

Общее передаточное число .

По стандартным значениям частоты вращения электродвигателя выбираем наименьшее общее передаточное число:

Следовательно, частота вращения электродвигателя =1500 об/мин.

Выбираем электродвигатель по каталогу. Принимаем двигатель IM 1081 АИР 100 LB4/1430: мощность =4 кВт, частота вращения =1430 об/мин, диаметр вала мм, длина выходного конца вала мм, высота от плиты до вала мм.

2. Определение мощности, крутящего момента и частоты вращения каждого вала привода

Мощности на валах привода определяют по формулам:

где - мощности на I , II , III валах , кВт;

==0,99 - коэффициент полезного действия муфты М1 и М2;

=0,99 - коэффициент полезного действия подшипников.

Частота вращения на валах определяется по формулам:

Где - частоты вращения на I, II, III валах привода, об/мин

=1430 об/мин - частоты вращения вала электродвигателя;

- передаточное отношение редуктора.

Момент на валах определяется по формулам:

где - моменты на I, II, III валах , Нм

Номер вала

P, кВт

n, об/мин

Т, Н м

I
II
III

3. Выбор материала и определение допускаемых напряжений

Выбор материала.

Ожидаемая скорость скольжения:

По таблице 1.1 из [2] с учетом Vск выбираем материал венца червячного колеса: Бр.ОЦС6-6-3 sв = 200(МПа), sт = 90(МПа), способ отливки – в металлическую форму.

Червяк принимаем Сталь45 закалённая HRC 45-50.

Расчет допускаемых напряжений.

Суммарное время работы передачи:

ч

где =5 лет – срок службы;

=0,3 – годовой коэффициент использования;

=0,3 – суточный коэффициент использования.

Суммарное число циклов перемены напряжений:

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость:

где - коэффициент приведения для расчетов на контактную выносливость ([2] табл. 2.2).

При расчете на изгибную выносливость:

где - коэффициент приведения для расчетов на изгибную выносливость

([2] табл. 2.2).

Допускаемые напряжения для расчета на контактную и изгибную выносливость:

МПа

МПа

где - предел выносливости;

- предел текучести.

Расчётные допускаемые напряжения:

МПа

МПа

где - коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала 1-ой группы ([2] рис. 2.3);

- коэффициент безопасности ([2] табл. 2.4).

Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок:

контактная прочность

МПа

изгибная прочность

МПа

Сравниваем предельные допускаемые напряжения и расчётные допускаемые напряжения:

4. Расчет червячной передачи

Значение коэффициента нагрузки:

Ориентировочное значение межосевого расстояния:

где Т2 – вращающий момент на валу червячного колеса, Нм.

Число зубьев червячного колеса:

Осевой модуль:

Предварительное значение коэффициента диаметра червяка:

Значение модуля и коэффициента диаметра согласуется по рекомендации ГОСТ 2144-76 (таблица 28 [2]) с целью уменьшения номенклатуры зуборезного инструмента. Принимаем m = 6,3 и q=14.

Уточняем межосевое расстояние:

Округляем его до ближайшего стандартного значения из ряда: …125;160;180…

Принимаем

Коэффициент смещения:

Начальный угол подъема червяка:

Размеры червяка.

Диаметр делительный:

Диаметр начальный:

Диаметр вершин витков:

Диаметр впадин витков:

Длина нарезной части:

Выбираем мм.

Размеры червячного колеса.

Диаметр делительный окружности колеса:

Диаметр вершин зубьев:

Диаметр колеса наибольший:

Диаметр впадин зубьев:

Ширина венца колеса:

Проверочный расчёт передачи на прочность.

Окружная скорость на червяке:

Скорость скольжения в зацеплении:

Уточняем :

где

- коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала 1-ой группы

Расчетное напряжение на рабочих поверхностях зубьев не превышает допускаемого, следовательно, ранее установленные параметры передачи можно принять:

КПД передачи.

где

- предельный угол трения

Силы в зацеплении.

Окружная сила на колесе (осевая на червяке):

Окружная сила на червяке (осевая на колесе):

Радиальная сила:

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.

Эквивалентное число зубьев колеса:

Коэффициент формы зуба колеса выбираем по таблице 31 [2]:

Напряжения изгиба в зубьях червячного колеса.

Условие прочности выполняется, так как sF<[s]F, следовательно, m и q были нами выбраны верно.

Тепловой расчёт.

Мощность на червяке:

Температура рабочая:

где - коэффициент, учитывающий отвод теплоты;

м2 - поверхность охлаждения корпуса;

- коэффициент теплоотдачи.

5. Определение диаметров валов

Диаметры различных участков валов редуктора определяют по формулам:

для быстроходного вала:

мм

Принимаем =38 мм.

мм

Принимаем =50 мм.

мм

Принимаем =60 мм.

для тихоходного вала:

мм

Из конструкторских соображений принимаем =56 мм.

мм

Принимаем =65 мм.

мм

Принимаем =75 мм.

Принимаем =75 мм.

6. Выбор типа подшипников

Для вала-червяка быстроходной ступени принимаем роликоподшипники конические однорядные средней серии с параметрами:

мм - внутренний диаметр подшипника

=110 мм