Привод цепного транспортера

Привод цепного транспортера

1.1 Нахождение мощности на выходе

РВЫХ = Т /10 3=63000,8/10 3=5.04кВт

1.2 Определение общего КПД привода

общ = 3зуб 3подш муфты,

где: зуб - КПД зубчатой передачи;

подш - КПД подшипников;

муфты - КПД муфты.

муфты = 0,98; зуб = 0,97; подш = 0,99;

общ = 0,973 0,993 0,98 = 0,867.

1.3 Определение требуемой мощности электродвигателя

1.4 Определение частоты вращения вала электродвигателя

nвх = nв u,

где: u = uбыстр uтих;

Из таблицы 1.2 [1] выбраны передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:

uтих = (2,5…5,6); uбыстр =8

nвх = nв u = 48 (2,5…5,6) 8= 960…1445 об/мин.

1.6 Определение действительного фактического передаточного числа

Uд = Uред = 20.1

2 Предварительный расчет валов

3.2 Промежуточный вал (расчёт на статическую прочность)

Изгибающий момент от осевых сил:

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

-суммарный изгибающий момент, где - коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

3.3 Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность)

Ft=8622 Н; Fr=3379.5 Н; Fa= 3446.2Н; Т=1002.75 Н·м

Fк=Сp·Д=5400·0,1=540 Н;

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

- суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Расчёт на сопротивление усталости:

Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения О.О.

,

[S]=1.5-2.5-допустимое значение коэф. Запаса прочности.

Напряжения в опасных сечениях

;

;

-коэффициенты снижения

предела выносливости;

-эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

-коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

-коэффициенты влияния качества поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

;

3.4 Приводной вал (расчёт на статическую прочность)

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

; ;

-суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Расчет сварного соединения:

Вид сварки: выбираем сварку ручную электродами повышенного качества.

Данный способ соединений применен в конструкции приводного вала, в частности сварных звездочек. В данном случае примененяются специальные втулки к которым привариваются звездочки, образуя единую конструкцию, что обеспечивает нам удобство сборки узла и простоту точения самого приводного вала при его изготовлении.

Имеем тавровое соединение угловыми швами.

Соединение рассчитывается по касательным напряжениям, опасное сечение находится по биссектрисе прямого угла.

= (Тз/2)/Wк ['],

где ['] - допускаемое напряжение при статической нагрузке для сварных швов. Определяется в долях от допускаемого напряжения растяжения соединяемых деталей;

Тз - вращающий момент на звездочке, Тз = 443,72 Нм;

Wк - момент сопротивления при кручении.

Для полого круглого сечения

Wк = (*D2*0,7*k)/4,

к - катет сварного шва, он находится в пределах 0,5*d k d ,

d - толщина меньшей из свариваемых заготовок, d = 8 мм;

к = 5мм;

Wк = 3,14*662*0,7*5/4 =14368,6 мм3;

Так как сварка ручная электродами повышенного качества, то

['] = 0,65*[]р,

[]р = т / S,

где S - коэффициент безопасности.

S = 1,35…1,6

В качестве материала используем сталь 3:

т = 220 МПа, S = 1,4.

Тогда []р =220/1,4 = 157,14 МПа,

['] = 0,65*157,14 = 102,14 МПа.

= (443,75*103/2)/14368,6 = 15,44 МПа.

Получили, что = 15,44 МПа ['] = 102,14 МПа.

4 Расчёт подшипников на долговечность

Быстроходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Промежуточный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Тихоходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=34 кН, Сr=56.0 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные

1213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=17.3 кН, Сr=31 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

5 Выбор смазки редуктора

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внут-ренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасы-вается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточ-ной смазке. Кроме того, заметно увеличиваются потери мощности на пере-мешивание масла, и повышается его температура.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэто-му требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окруж-ную скорость, затем по скорости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла.

По табл. 11.1 и 11.2 (П.Ф.Дунаев, О.П. Лелиликов) выбираем масло

И-Г-А-32 ТУ38-1001451-78.

В соосных редукторах при расположении валов в горизонтальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и тихоходной ступеней. Если глубина погружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазочное колесо.

Hmax=120мм, Hmin=70мм.

6 Проверка прочности шпоночного соединения

7 Расчёт соединения с натягом

Т=1002Н·м; Fa=3446.2Н; Ft=8622Н;

Вал-Ст45,

Шестерня-Ст40X,

1 Условие работоспособности

к - коэффициент по сцеплению;

-необходимое давление для обеспечения работоспособности;

Это давление будет создаваться натягом, который мы рассчитываем по формуле Ламе:

µ=0,3

Стандартную посадку подбираем по измеренному натягу, который будет отличаться от расчётного на величину

Проверим посадку по условию прочности:

посадка пригодна.

8 Подбор муфты

Муфта комбинированная(упругая и предохранительная) с разрушающимся элементом .

Предохранительная муфта отличается компактностью и высокой точностью срабатывания. Обычно применяется в тех случаях, когда по роду работы машины перегрузки могут возникнуть лишь случайно. Может работать только при строгой соосности валов. В качестве разрушающегося элемента обычно используют штифты, выполняемые из стали или из хрупких материалов (серый чугун ,бронза).В момент срабатывания штифт разрушается и предохранительная муфта разъединяет кинематическую цепь .Для удобства эксплуатации муфты в гнезде ставят комплект втулок вместе со штифтом. В этом случае сопряжение втулок с полумуфтами H7/js6, штифта с втулками H7/k6.Одну из полумуфт устанавливают при посадке Н7/f7,предусматривая по торцам минимальный зазор 0.05…0.10 мм .Чтобы торцы втулок не задевали друг за друга ,следует предусматривать зазор на 0.05…0.10 мм больший ,чем между торцами полумуфт.

Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424-75.

Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки.Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах (3 мм; 0.10…0,15 мм; 0,6/100 мм/мм ).

Материал полумуфт - чугун СЧ20.

Материал пальцев - сталь 45.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину - по напряжениям смятия на поверхности соприкасания втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распределены равномерно по длине втулки:

где z - число пальцев, z = 8. Рекомендуют принимать = 1,8...2 МПа.

Тогда

Пальцы муфты изготовляют из стали 45 и рассчитывают на изгиб:

Допускаемые напряжения изгиба , где - предел текучести материала пальцев, МПа. Зазор между полумуфтами С=6мм

9 Список используемой литературы

М.Н. Иванов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.

П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов - Конструирование узлов и деталей машин. М.: «Высшая школа», 1985.

Д.Н. Решетов - Детали машин. Атлас конструкций в двух частях. М.: «Машиностроение», 1992.