Расчет и конструирование редуктора цепного конвейера

Редуктор – механизм для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины (органа). Значения частот вращения, угловых скоростей, мощностей и крутящих моментов на валах. Выбор материала валов. Параметры и размеры упругой втулочно-пальцевой муфты.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Курсовой проект по деталям машин

Тема: Расчет и конструирование редуктора цепного конвейера



Введение

Одной из ведущих позиций в экономике принадлежит машиностроению. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности -- основные задачи конструкторов-машиностроителей. В связи с этим важным является совершенствование конструкторской подготовки студентов.

Курсовой проект по дисциплине «Детали машин» направлен на приобретение студентами первых инженерных навыков по расчету и конструированию типовых деталей и узлов машин и механизмов, простейших механических приводов.

Курсовой проект по деталям машин представляет собой комплект графических и текстовых конструкторских документов, оформление которых производиться в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и других нормативных документов.

редуктор вал муфта двигатель



Описание устройства привода

Редуктором называется механизм, служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины (органа).

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники, муфты и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Корпус чаще всего выполняют литым чугунным, реже сварным - стальным. Валы монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

Спроектированный в настоящем курсовом проекте редуктор соответствует условиям технического задания.

Редуктор нереверсивный. Он может применяться в приводах быстроходных конвейеров, транспортеров, элеваторов, других рабочих машин.

В работе над курсовым проектом широко применялась стандартизация и унификация.

Корпус редуктора выполнен разъемным, литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79. Оси валов редуктора расположены в двух (горизонтальных) плоскостях. Благодаря разъему в плоскости осей валов обеспечивается наиболее удобная сборка редуктора.

Валы редуктора изготовляются из стали 40Х. Для опор валов используются подшипники качения.

Валы редуктора воспринимаю радиальную и осевую нагрузку, поэтому они опираются на пары шариковых радиальных и роликовых конических подшипников. Чтобы компенсировать удлинение вала при нагреве, а так же осевые перемещения предусмотрена установка вала червяка одним концом на плавающую опору.

Для свободного вращения шестерен предусмотрены подшипники качения.

Смазка зубчатых колес редуктора - картерная, т.е. посредством окунания зубчатых колес в масляную ванну на дне корпуса редуктора.

Для смазывания шариковых радиальных и роликовых конических подшипников применяются жидкие материалы. Смазывание происходит за счет смазывания зубчатых колес окунанием, разбрызгивания масла, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Для этого полость подшипника выполняется открытой внутрь корпуса.

Герметично закрытый корпус редуктора обеспечивает требования как техники безопасности, так и производственной санитарии.

Для ремонта редуктор отсоединяют от электродвигателя, снимая муфты. Затем с помощью подъемника транспортируют в нужное место. При этом обязательно нужно пользоваться предусмотренными для этого на крышке редуктора специальными петлями.

Для контроля за уровнем масла в корпусе редуктора установленмаслоуказатель, в виду малого перепада уровней масла и возможности удобного просмотра.

Выбор электродвигателя, разбивка общего передаточного отношения привода по ступеням, кинематический и силовой расчёты

Исходные данные:

Окружное усилие на звездочке=4000 Н.

Скорость цепи конвейера =0,6 м/с.

Шаг p=80.

Число зубьев z=10.

Расстояние между звездочками L=450 мм.

Высота от нулевой отметки до приводного вала Н=700 мм.

Частота вращения двигателя n=3000 об/мин.

Твердость зубчатых колес и червяков - НВ<350.

Кинематическая схема

Составляем кинематическую схему (рис.2.1)

1 - электродвигатель;

2, 3 - муфты;

I - вал электродвигателя;

II ,III - валы редуктора;

Z - звёздочка цепной передачи;

Z₁ - червяк;

Z₂ - червячное колесо;

Z₃, Z₄ - цилиндрические колёса;

Рис.2.1 Кинематическая схема

Для определения мощности электродвигателя, определим мощность на валу конвейера по формуле [8;с.5]



кВт

Принимая во внимание потери мощности в передачах и подшипниках привода, подсчитываем необходимую мощность вала электродвигателя.

По справочным таблицам определяем приблизительные значения КПД передач и подшипников [8;с.6,табл.1.1]:

а) Муфта соединительная

б) Червячная передача

в) Цилиндрическая передача (с опорами закрытая)

Таким образом, общий КПД редуктора будет:

.

Отсюда требуемая мощность на валу электродвигателя:

кВт.

Выбор электродвигателя

Для заданного значения мощности принимаем асинхронный электродвигатель с номинальной мощностью равной или несколько превышающей [14;с.390;П.1]: двигатель А112М2У3 ГОСТ 19523-81, для которого номинальная мощность кВт, синхронная частота вращения об/мин, скольжение .

Установочно - присоединительные размеры по ГОСТ P 51689 А112М: l₃₀=475, l₃₃=528, h₃₁=297, d₃₀= 218, l₁=80,l₂=50,l₁₀=140,l₁₁=244,l₃₃=70,d₁=32,d₂=24,d₁₀=12,b₁=10,b₂=8,b₁₀=190,b₁₁=230, b₃₁=83,h=112,h₅=35,h₆=27,h₁₀=12.

Частота вращения вала электродвигателя под нагрузкой [12;с.27]:

Выбор передаточных чисел

Определяем общее передаточное число привода и редуктора:

об/мин

Передаточные числа ступеней, рекомендуемые ГОСТ 2185-66 и согласно таблице 1.2 [9, с.7]:

а) червячной U_ч = 20;

б) цилиндрической .

Мощности на валах привода

Определение мощности на валах редуктора производится с помощью формулы:

;

где - мощность на расчетном валу, кВт;

- мощность на предыдущем валу, кВт;

- КПД передачи между двумя валами.

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

Результаты расчетов заносим в табл.2.1.

Частоты вращения валов

Частоты вращения валов определяются по формуле:

где n_i-частота вращения расчетного вала;

n_i-1 - частота вращения предыдущего вала;

U - передаточное отношение ступени.

мин^-1;

мин^-1;

мин^-1.

Результаты расчетов заносим в табл.2.1.



Угловые скорости валов

Угловые скорости валов определяются по формуле:

где _i- угловая скорость на расчетном валу, с^-1;

n_i- частота вращения расчетного вала, об/мин.

Результаты расчетов заносим в табл.2.1.

Крутящие моменты на валах привода

Крутящие моменты на валах привода определяются по формуле:

;

где - искомый крутящий момент на валу, Н·м;

P_i- мощность на валу, Вт;

n_i- частота вращения вала, об/мин.

Результаты расчетов заносим в табл.2.1.

Таблица 2.1 Значения частот вращения, угловых скоростей, мощност...