Расчет мех.передач
.pdf
Приложение 22 Титульный лист пояснительной записки курсового проекта
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра "Технология обработки материалов"
Пояснительная записка к курсовому проекту
по курсу: "Метрология, стандартизация и сертификация"
по теме: ПРИВОД К ЦЕПНОМУ КОНВЕЙЕРУ
1201.05.014.00.00.000ПЗ
по курсу: «Детали машин и основы проектирования»
151001.08.010.00.00.000ПЗ
Нормоконтролер |
Руководитель |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
" |
|
" |
|
2200085гг.. |
|
" |
|
" |
|
|
2200805г. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автор проекта студент группы
" |
|
" |
|
2200805г. |
|
|
|
||||
Проект защищен |
|||||
с оценкой |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
" |
" |
|
2 05 . |
||
|
|
|
|
2008г. |
|
|
|
|
|
||
Кыштым
220085
131
Приложение 23
5
15 
Аннотация
15
Быков И.Г. Привод к цепному конвейеру. Кыштым филиал ЮУрГУ., 151001 2008 КД - 342, 50 с, 20 илл.
Библиография литературы - 15 наименований 5 листов чертежей ф А1.
После разработки кинематической схемы привода произвдены расчеты механизмов входящих в привод: расчет и выбор электродвигателя, расчет быстроходной и тихоходной пар конического-цилиндрического редуктора, расчет валов по изгибающим и крутящим моментам, расчет валов на прочность, расчет и выбор подшипников качения, расчет цепной передачи, расчет и выбор муфты, соединяющей валы двигателя и редуктора.
Все расчеты выполнены с поясняющими схемами и представлены эскизы конструкции элементов механизмов.
После расчетов и определения параметров передач редуктора, муфты, исполнительного мехинизма произведена компановка редуктора и привода.
Согласно задания выполнена графическая часть проекта в соответствии с требованиями ЕСКД
3
20 5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
151001.08.010.00.00.000.ÏÇ |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Èçì. |
Ëèñò |
¹ докум. |
Подпись |
Äàòà |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Разраб. |
Быков И.Г. |
|
|
Привод к цепному |
Ëèò. |
Ëèñò |
|
Листов |
|
||||
|
|
|
|
|
Ïðîâ. |
|
Ахлюстина В.В. |
|
|
|
|
|
1 |
|
50 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конвейеру |
ЮУрГУ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Óòâ. |
|
Логунова Э.Р. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
кафедра ТОМ |
|
|||||||||
5 |
|
|
|
Н.контр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формат |
A4 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
132
|
|
|
|
|
Приложение 24 |
|
||
|
|
|
|
Содержание проекта |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание |
|
|
|
15 |
|
|
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1. Назначение привода |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
2. Расчет и выбор электродвигателя |
|
5 |
|
||
|
|
|
3. Разбивка передаточного числа по ступеням привода, определение |
|
|
|||
|
|
крутящих моментов на валах. |
|
6 |
|
|||
|
|
|
4. Расчет редуктора |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
4.1. Расчет быстроходной передачи |
|
8 |
|
||
|
|
|
4.1.1. Выбор материалов конических колес и допускаемых напряжений 9 |
|
||||
|
|
|
4.1.2. Расчет кинематических размеров конических колес |
|
10 |
|
||
20 |
20 |
4.1.3. Определение сил в конической передаче |
|
16 |
|
|||
|
|
|
4.1.4. Проверка зубьев на контактную прочность и на изгиб |
17 |
|
|||
|
|
|
4.2. Расчет тихоходной передачи |
|
18 |
|
||
|
|
|
4.2.1. Расчет кинематических размеров цилиндрических колес |
20 |
|
|||
|
|
|
4.2.2. Определение сил в цилиндрической передаче |
|
24 |
|
||
|
|
|
4.2.3. Проверка зубьев на контактную прочность и на изгиб |
|
25 |
|
||
|
|
|
4.3. Схема сил действующих в передачах |
|
27 |
|
||
|
|
|
4.4. Эскизная компановка редуктора |
|
28 |
|
||
|
äàòà |
|
4.5. Расчет валов |
|
|
29 |
|
|
|
|
4.5.1. Ориентировочный расчет валов |
|
30 |
|
|||
|
ï. è |
|
|
|
||||
|
|
4.5.2. Расчет валов по изгибающим и крутящим моментам |
31 |
|
||||
|
Ïîä |
|
4.5.3. Расчет валов на прочность |
|
36 |
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
äóáë. |
|
4.5. Расчет и выбор подшипников качения |
|
38 |
|
||
|
|
5. Расчет цепной передачи |
|
|
42 |
|
||
|
.¹ |
|
6. Расчет исполнительного механизма |
|
44 |
|
||
|
Èíâ |
|
7. Расчет и выбор муфты |
|
|
45 |
|
|
|
¹ |
|
8. Смазка редуктора и цепной передачи |
|
46 |
|
||
|
íâ. |
|
9. Конструирование рамы и расчет сварных соединений |
|
47 |
|
||
|
ì. è |
|
|
|
||||
|
|
10. Расчет и выбор крепежных изделий |
|
48 |
|
|||
|
Âçà |
|
|
|
||||
|
|
Заключение |
|
|
49 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
.è äàòà |
|
Литература |
|
|
50 |
|
|
|
|
Приложения: |
|
|
|
|
||
|
Ïîäï |
|
|
1. Графическая часть на 5 листах ф. А1 |
|
3 |
5 |
|
|
¹ ïîäë. |
|
|
|
151001.08.014.11.00.000 ÏÇ |
Ëèñò |
|
|
5 |
Èíâ. |
|
|
|
|
|||
Èçì. Ëèñò |
¹ докум. |
Ïîäï. Äàòà |
41 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Копировал |
Формат |
A4 |
|
|
|
|
|
|
133 |
|
|
|
Оглавление
|
Введение................................................................................................................... |
|
|
1. |
Основные этапы курсового проектирования........................................................ |
3 |
|
2. |
Расчет привода исполнительного механизма |
|
|
2.1. Расчет и выбор электродвигателя................................................................... |
5 |
||
2.2. Разбивка передаточного числа по ступеням.................................................. |
6 |
||
3. |
Мощности, моменты на валах привода................................................................ |
9 |
|
4. |
Ременные передачи............................................................................................... |
10 |
|
|
4.1. Расчет ременных передач.............................................................................. |
10 |
|
|
4.2. Расчет сил ременных передач....................................................................... |
12 |
|
|
4.3. Напряжения в ременных передачах.............................................................. |
14 |
|
5. |
Цепные передачи................................................................................................... |
16 |
|
|
5.1. Расчет цепных передач.................................................................................. |
16 |
|
|
5.2. Определение параметров звездочек............................................................. |
18 |
|
6. |
Зубчатые передачи.Выбор материалов зубчатых колес.................................... |
21 |
|
7. |
Расчет коническо-цилиндрического редуктора.................................................. |
24 |
|
|
7.1. Расчет конической передачи........................................................................ |
24 |
|
|
7.2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи.............................................. |
29 |
|
|
7.3. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям............................... |
36 |
|
|
7.4. Расчет сил в цилиндрической передаче...................................................... |
36 |
|
8. |
Расчет червячных передач.................................................................................... |
39 |
|
|
8.1. Выбор материалов червяка и колеса........................................................... |
39 |
|
|
8.2. Определение основных параметров червячной передачи......................... |
42 |
|
|
8.3. Тепловой расчет червячного редуктора...................................................... |
48 |
|
9. |
Ориентировочный расчет валов........................................................................... |
49 |
|
10. |
Расчет валов по эквивалентному моменту........................................................ |
49 |
|
|
10.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора.... |
52 |
|
|
10.2. Расчет промежуточного вала редуктора................................................... |
54 |
|
11. |
Расчет валов зубчато-червячного редуктора.................................................... |
56 |
|
|
11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора................... |
58 |
|
|
11.2. Расчет промежуточного вала редуктора................................................... |
60 |
|
|
11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора....................... |
62 |
|
12. |
Расчет валов на прочность................................................................................. |
63 |
|
13. |
Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо- |
|
|
цилиндрического редуктора.................................................................................... |
66 |
||
14. |
Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала |
|
|
зубчато-червячного редуктора................................................................................. |
72 |
||
15. |
Расчет шпоночных соединений.......................................................................... |
74 |
|
16. |
Конструирование элементов корпуса редуктора............................................. |
75 |
|
17. |
Смазочные устройства и уплотнения................................................................ |
78 |
|
18. |
Муфты................................................................................................................... |
79 |
|
|
|
18.1. Муфты глухие............................................................................................. |
80 |
|
|
134 |
|
18.1.1. Муфта втулочная.................................................................................. |
80 |
18.1.2. Муфта фланцевая.................................................................................. |
82 |
18.2. Муфты компенсирующие............................................................................ |
82 |
18.2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая................................................... |
83 |
18.2.2. Муфта упругая со звездочкой............................................................. |
84 |
18.2.3. Муфта с торообразной оболочкой...................................................... |
84 |
18.2.4. Муфта зубчатая..................................................................................... |
85 |
18.2.5. Муфта шарнирная................................................................................ |
86 |
18.3. Муфты управляемые.................................................................................... |
87 |
18.3.1. Муфта кулачковая................................................................................ |
87 |
18.3.2. Муфта фрикционная............................................................................ |
88 |
18.3.3. Конусная фрикционная муфта............................................................ |
90 |
18.3.4. Электромагнитная фрикционная муфта............................................ |
91 |
18.4. Муфты предохранительные самоуправляемые........................................ |
91 |
18.4.1. Муфта со срезным штифтом............................................................... |
91 |
18.4.2 . Муфта фрикционная многодисковая................................................. |
93 |
18.4.3. Муфта пружинно-шариковая.............................................................. |
94 |
18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая.............. |
95 |
18.4.5. Центробежная муфта (колодочная).................................................... |
97 |
18.4.6. Обгонная муфта.................................................................................... |
98 |
Библиографический список................................................................................... |
100 |
Приложения............................................................................................................. |
101 |
135
1. Цепные передачи
Цепные передачи (рис. 1) относятся к механическим передачам зацеплением с гибкой связью /3, 4, 6/.
d1 |
|
d2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a
Рис. 1. Схема цепной передачи
Достоинством цепных передач по сравнению с ременными, является отсутствие проскальзывания, и передача крутящего момента на значительные расстояния. Основной недостаток цепных передач – удлинение цепи из-за износа ее шарниров и применение натяжных устройств.
1.1. Расчет цепной передачи
Для расчета цепной передачи должны быть заданы: момент на валу ведущей
звездочки и частота вращения этого вала T3 , Н∙м, n3 , об/мин. Определить шаг зацепления цепи по формуле:
p ³ 2,83 Т3 ×103 КЭ ,
VZ1[ рц ]
где Т3 – вращающий момент на ведущей звездочке, равной вращающемуся моменту на тихоходном валу, Н м;
КЭ – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия ра-
боты передачи (табл. 2): K Э = K Д КС Кθ К рег КР .
Шаг цепи принимают равным ближайшему наименьшему значению шага по табл.1.
Определить количество зубьев звездочек. Число зубьев ведущей звездочки Z1 желательно должно быть нечетное число
Z 1 = 29 − 2 uц.п. ;
136
где uц.п. – передаточное число цепной передачи. Число зубьев ведомой звездочки
Z2 = Z1 uц.п. .
Допускаемое давление [ рц ] выбирается в зависимости от скорости цепи
или от частоты вращения ведущей звездочки, приложение 10. |
|
|
|
||||||||
ν м/с, |
0,1 |
0,4 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
8,0 |
10,0 |
|
||
[ рц ] , Н/мм2 |
32 |
28 |
25 |
21 |
17 |
14 |
12 |
10 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
Допускаемое давление в шарнирах цепи [ рц ] |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Шаг цепи p, мм |
|
Частота вращения ведущей звездочки n1, мин–1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 |
|
1200 |
|
1600 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
12,7; 15,875 |
35 |
31,5 |
28,5 |
26 |
24 |
22,5 |
|
21 |
|
18,5 |
|
19,05; 25,4 |
35 |
30 |
26 |
23,5 |
21 |
19 |
|
17,5 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31,75; 38,1 |
35 |
29 |
24 |
21 |
18,5 |
16,5 |
|
15 |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44,45; 50,8 |
35 |
26 |
21 |
17,5 |
15 |
– |
|
– |
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Значение коэффициентов в зависимости от условий работы
|
Коэффициент |
|
Условия работы передачи |
обозна- |
значение |
|
чение |
|
|
|
|
Динамичность |
Равномерная |
|
K Д |
1 |
|
нагрузки |
Переменная или толчкообразная |
1,2…1,5 |
|||
|
|||||
Регулировка |
Передвигающимися опорами |
|
1 |
||
межосевого |
Нажимными звездочками |
К рег |
0,8 |
||
расстояния |
Нерегулируемые передачи |
|
1,25 |
||
|
Наклон линии цен- |
θ = 0...40 |
Место |
1,15 |
|
Положение |
тров звездочек к гори- |
θ = 40...90 |
для фор- |
1,05 |
|
зонту, град |
|
мулы. Kв |
|
||
передачи |
|
|
|
|
|
|
θ ≤ 60 |
Kθ |
1 |
||
|
|
||||
|
|
θ > 60 |
1,25 |
||
|
|
|
|||
Способ |
Непрерывный |
|
|
0,8 |
|
Капельный |
|
КС |
1 |
||
смазывания |
|
||||
Периодический |
|
|
1,5 |
||
|
|
|
|||
Режим работы |
Односменный |
|
К Р |
1 |
|
Двухсменный |
|
1,25 |
|||
|
|
|
|||
|
137 |
|
|
|
|
Межосевое расстояние рекомендуется выбирать в пределах 30 – 50 шагов:
a = (30...50) р , |
ар |
= |
а |
– межосевое расстояние в шагах |
|
р |
|||||
|
|
|
|
1.2.Определение параметров звездочек
1)диаметр делительной окружности ведущей звездочки:
d д1 = р / sin 180 , мм;
Z1
2) диаметр делительной окружности ведомой звездочки:
d д2 = р / sin 180 , мм;
Z 2
3) диаметры окружностей выступов ведущей и ведомой звездочек:
|
|
Då = ð ( Ê + Ê |
Z 1 |
− 0,31 / λ ) , |
|||||||||||
где К = 0,7 – коэффициент высоты зуба; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
КZ – коэффициент числа зубьев, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
КZ 1 = ctg(180O / Z1 ) ; КZ 2 = ctg(180O |
/ Z 2 ) |
|
|
|
|
|
|||||||||
λ = р / d1 ; d1 – диаметр ролика шарнира цепи (табл. 3). |
|||||||||||||||
Dе1 = р(К + КZ1 − 0,31/ λ) ; |
Dе2 |
= р(К + КZ 2 |
− 0,31/ λ ) , мм; |
||||||||||||
4) диаметры окружностей впадин: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Di1 = d д1 − (d − 0,175 |
|
|
|
|
= d д2 |
− (d − 0,175 |
|
) , мм; |
|||||||
d д1 |
) ; |
Di 2 |
d д2 |
||||||||||||
Допускаемые предельные значения: |
|
|
|
= 80 р , мм; |
|||||||||||
аmin = 0,6(Dе1 |
+ Dе2 ) + (30 : 50) , мм; аmaх |
||||||||||||||
Определим длину цепи по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
l = 2à |
+ 0,5ZC ð |
2 ð 2 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
+ |
, |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
à |
|
|
|
|
|
|
где Z C = Z1 + Z 2 ; |
= |
Z 2 − Z1 |
|
число звеньев: lР = |
l |
. |
|||||||||
; |
|
||||||||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
2π |
|
|
|
|
|
р |
|||||||
После того как определили число звеньев нужно пересчитать длину цепи:
à |
|
= |
lð − 0,5ZC + |
(lð − 0,5ZC )2 + 8 2 |
|
Ð |
|
|
|
||
|
4 |
|
|||
|
|
|
|||
138
Проверить частоту вращения меньшей звездочки n1 , об/мин:
n1 ≤ [n1 ],
где n1 – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу
расположена меньшая звездочка); |
[n ] = 15×103 / ð – допускаемая частота вра- |
||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число ударов цепи о зубья звездочек U, c–1 . |
|
|
|||||||||||
|
|
|
U ≤ [U ], |
|
|
||||||||
где U = 4 Z 1 n1 /( 60 l ð ) – расчетное число ударов цепи; [U ] = 508 / p – |
|
до- |
|||||||||||
пускаемой число ударов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактическая скорость цепи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V = |
Z1 pn1 |
; |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
60 ×103 |
|
|
|
|
||||||
Окружная сила, передаваемая цепью Ft |
, Н; |
|
|
||||||||||
|
Ft |
= |
|
2Т3 |
= |
2T4 |
. |
|
|
||||
|
d d 1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
d d 2 |
|
|
||||
Проверка давления в шарнирах цепи. |
|
≤ [Ð], |
|
|
|||||||||
|
p |
|
= |
Ft KÝ |
|
|
|
||||||
|
ö |
|
|
|
|
||||||||
|
|
À |
ö |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где А = d b , мм2 – площадь проекции опорной поверхности шарнира, а d |
1 |
è b |
|||||||||||
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
– соответственно диметры валика и шарнира внутреннего звена цепи (берем из справочных материалов), мм;
Прочность цепи удовлетворяется соотношением S ³ [S ],
где [S] = 7,2 ...13,3 – допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых (втулочных), меньшие значения принимаются при меньшей частоте вращения звездочки, большие – при большей частоте;
S – расчетный коэффициент запаса прочности.
|
|
S = |
|
|
Fр |
|
|
|
|
|
|
F K |
Д |
+ F + F , |
|
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
t |
|
О |
V |
|
||
где Fp |
– |
разрушающая нагрузка (см. табл. 3), Н, зависит от шага цепи; Ft |
– ок- |
||||||
ружная сила, передаваемая цепью, Н; Ê |
Ä – |
коэффициент, учитывающий харак- |
|||||||
тер нагрузки; FO – предварительное натяжение цепи от провисания ветви, Н; |
|||||||||
|
|
|
FO = K f |
gaq , |
|
||||
где K f |
– |
коэффициент провисания; q , |
кг/м – |
масса цепи; g = 9,81 м/с2 – |
уско- |
||||
рение свободного падения; a – межосевое расстояние; |
|
||||||||
FV |
– |
натяжение цепи центробежных сил, Н; |
|
||||||
|
|
140 |
|
|
|
|
|||