ЗМІСТ
| | Стор. |
| ВСТУП………………………………………………………………………….. | |
| 1 КІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДУ…………………………… | |
| 1.1 Вибір електродвигуна……………………………………………………… | |
| 1.2 Загальне передатне відношення приводу, розбивка його по ступенях.. | |
| 1.3 Визначення потужностей, крутних моментів на валах, їх частот обертання та кутових швидкостей…………………………………………… | |
| 2 РОЗРАХУНОК ПЕРЕДАЧ…………………………………………………. | |
| 2.1 Тихохідна ступінь редуктора…………………………………………….. | |
| 2.1.1 Вибір матеріалу, термообробки коліс і визначення допустимих напружень……………………………………………………………………… | |
| 2.1.2 Проектний розрахунок. Визначення геометричних параметрів зачеплення……………………………………………………………………… | |
| 2.1.3 Сили в зачепленні……………………………………………………….. | |
| 2.1.4 Перевірочний розрахунок. Перевірка умов контактної і згинальної витривалості зубців коліс, умов контактної і згинальної міцності зубців при піковому навантаженні…………………………………………………… | |
| 2.1.5 Конструкція елементів передачі……………………………………….. | |
| 2.2 Швидкохідна ступінь редуктора………………………………………… | |
| 2.2.1 Вибір матеріалу, термообробки коліс і визначення допустимих напружень………………………………………………………………………. | |
| 2.2 Проектний розрахунок. Визначення геометричних параметрів зачеплення……………………………………………………………………… | |
| 2.2.3 Сили в зачепленні……………………………………………………….. | |
| 2.2.4 Перевірочний розрахунок. Перевірка умов контактної і згинальної витривалості зубів коліс, умов контактної і згинальної міцності зубів при піковому навантаженні………. | |
| 2.2.5 Конструкція елементів передачі……………………………………….. | |
| 2.3 Відкрита клинопасова передача…………………………….. | |
| 2.3.1 Розрахунок за критеріями міцності…………………………………… | |
| 2.3.2 Визначення зусиль, що діють на вали | |
| 3 ЕСКІЗНА КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА………………………………… | |
| 3.1 Попередній розрахунок діаметрів валів………………………………… | |
| 3.2 Попередній вибір схем підшипникових вузлів, підбір підшипників кочення…………………………………………………………………………. | |
| 3.3 Розрахунок шпонкових з’єднань………………………………………… | |
| 3.4 Основні розміри корпусу редуктора (для редуктора з черв’ячною передачею – тепловий розрахунок)…………………………………………. | |
Стор.
| 4 ЕСКІЗНЕ КОМПОНУВАННЯ ПРИВОДУ……………………………….. |
| 4.1 Тихохідний вал……………………………………………………………. |
| 4.1.1 Побудова епюр згинальних і крутних моментів……………………… |
| 4.1.2 Розрахунок вала на опір пластичним деформаціям по перерізу, в якому виникає найбільше еквівалентне напруження……………………….. |
| 4.1.3 Розрахунок вала на опір втоми………………………………………… |
| 4.1.4 Розрахунок підшипників тихохідного валу…………………………… |
| 4.2 Проміжний вал (аналогічно)……………………………………………… |
| 4.3 Швидкохідний вал (аналогічно)…………………………………………. |
| 4.5 Вибір стандартних муфт………………………………………………….. |
| 4.6 Обґрунтування вибору способів змащування елементів приводу і призначення мастильних матеріалів…………………………………………. |
| 4.7 Обґрунтування конструкції рами (плити), вибір фундаментних болтів… 5. ПОПЕРЕДНІЙ РОЗРАХУНОК ВАЛІВ. ЕСКІЗНА КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА. ВИБІР ПІДШИПНИКІВ. РОЗМІРИ КОРПУСА РЕДУКТОРА 5.1. Вхідні дані………………………………………………………………. 5.2. Попереднє визначення діаметрів валів……………………………………. 5.2.1.Вибір матеріалу валів……………………………………………………….. 5.2.2.Швидкохідний вал…………………………………………………………… 5.2.3.Тихохідний вал…………………………………………………………………. 5.3. Попередній вибір підшипників………………………………………………. 5.4. Розрахункові розміри…..………………………………………………….. 5.5. Підбір муфти..…………………………………………………………… 5.5.1. Вибір муфти…………………………………………………………………… 5.5.2. Перевірочний розрахунок муфти……………………………………………… 5.6. Визначення реакцій опор. Побудова епюр моментів. Перевірочний розрахунок підшипників……………………………………………………………. 5.6.1. Швидкохідний вал…………………………………………………………… 5.6.1.1.Вхідні дані…………………………………………………………… 5.6.1.2.Визначення реакцій опор швидкохідного валу…………………… 5.6.1.3.Перевірочний розрахунок підшипників кочення………………… 5.6.1.4.Розрахунок згинальних моментів та побудова епюр навантажень швидкохідного валу……………………………………………………………… 5.6.2. Тихохідний вал………………………………………………………………. 5.6.2.1.Вхідні дані ……………………………………………………………. 5.6.2.2.Визначення реакцій опор тихохідного валу………………………… 5.6.2.3.Перевірочний розрахунок підшипників кочення…………………… 5.6.2.4.Розрахунок згинальних моментів та побудова епюр навантажень тихохідного валу …………………………………………………………………… 6. ПЕРЕВІРОЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВАЛІВ НА МІЦНІСТЬ……………….. 6.1. Вибір матеріалу валів…………………………………………………. 6.2. Перевірка валів на міцність з врахуванням концентраторів……….. 7. КОНСТРУКЦІЯ І ЕКСПЛУАТАЦІЯ УСТАНОВКИ……………………… 7.1. Конструктивні розміри редуктора та елементи кріплення……………….. 7.1.2. Змащення підшипників ……………………………………………… 7.1.3. Розміри оглядового вікна…………………………………………….. 7.1.4. Вибір зливної пробки………………………………………………….. 8. СКЛАДАННЯ РЕДУКТОРА…………………………………………………. 9. ВИСНОВОК…………………………………………………………… 10. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………….. ДОДАТКИ……………………………………………………………………… |
| |
| |
ВСТУП
1 КІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДУ
Вхідними даними для кінематичного розрахунку приводу стрічкового конвеєра є: тягове зусилля на валу барабану Fвих=2кН; швидкість руху стрічки конвеєра V=1,3м/с; діаметр барабану D=0,3м; ресурс роботи приводу L = 7років, тип приводу нереверсивний; випуск дрібносерійний.
Схема приводу стрічкового конвеєра
1.1. Вибір електродвигуна
Визначаємо потужність на вихідному валу приводу:
Визначаємо частоту обертання ведучого барабана:
Визначаємо загальне ККД привода:
,де
– ККД пружної муфти; 
- ККД відкритої клинопасової передачі; 
- ККД клинопасової передачі; 
- ККД пари підшипників.
Визначаємо розрахункову потужність електродвигуна:
За даними ГОСТ 19523-81 отриманій розрахунковій потужності відповідають чотири марки трифазних асинхронних електродвигунів з найближчим значенням -
, які відрізняються асинхронною частотою обертання. Враховуючи величину вихідної частоти обертання 
та число ступенів приводу, вибираємо двигун серії 4А марки 112MB8 з та частотою обертання nдв=700хв-1. Відношення пускового моменту до номінального 
.1.2. Загальне передатне відношення приводу, розбивка його по ступенях
Визначаємо загальне передатне число приводу:
Призначаємо передатне число клинопасової передачі з рекомендованих значень:
Тоді передатне число одноступінчастого редуктора дорівнює:
1.3. Визначення потужностей, крутних моментів на валах, їх частот обертання та кутових швидкостей
Визначаємо потужності на валах приводу
Розрахункова потужність електродвигуна -
;Потужність на швидкохідному валу редуктора дорівнює:
2,76 кВтПотужність на тихохідному валу редуктора дорівнює:
кВтПотужність на валу барабану дорівнює:
кВтВизначаємо частоти обертання на валах
Частота обертання валу електродвигуна - nдв=700хв-1
Частота обертання швидкохідного валу редуктора дорівнює:
Частота обертання тихохідного валу редуктора дорівнює:
Частота обертання барабана дорівнює:
Визначаємо кутові швидкості на валах редуктора
Кутова швидкість валу двигуна дорівнює:
Кутова швидкість швидкохідного валу редуктора
Кутова швидкість тихохідного валу дорівнює:
Кутова швидкість барабану дорівнює:
Визначаємо крутні моменти на валах
Розрахунковий крутний момент на валу електродвигуна дорівнює:
Крутний момент на швидкохідному валу редуктора дорівнює:
Крутний момент на тихохідному валу редуктора дорівнює:
Крутний момент барабану редуктора дорівнює:
Перевірка:
2. РОЗРАХУНОК ПЕРЕДАЧ
Привід стрічкового конвеєру складається з одноступінчастого циліндричного зубчастого косозубого редуктора та відкритої клинопасової передачі.
2.1. Тихохідна ступінь редуктора
Вихідними даними для розрахунку косозубої зубчастої передачі є: частота обертання валу шестерні
; частота обертання валу колеса 
; кутова швидкість 
; крутний момент на валу шестерні 
; крутний момент на валу колеса 
; передатне число 
; випуск – дрібносерійний; тип приводу – нереверсивний; строк служби – 7 років, графік навантаження.Графік навантаження приводу
Річний коефіцієнт роботи Крічн.=0,85; добовий коефіцієнт роботи Кдоб.=0,6
Основні розрахункові залежності для визначення контактної міцності активних поверхонь зубців та міцності зубців при згині евольвентних циліндричних зубчастих коліс встановлює міждержавний стандарт ГОСТ 21354-87.
2.1.1 Вибір матеріалу, термообробки коліс і визначення допустимих напружень
В умовах індивідуального та дрібносерійного виробництва для редукторів загального призначення та в багатьох випадках, коли потрібно забезпечити високу надійність роботи протягом тривалого часу при відносно невисокій вартості виготовлення і експлуатації, остаточною термообробкою заготовки колеса є поліпшення, тобто гартування з високою відпусткою (500...600°С), що забезпечує оптимальне поєднання всіх механічних властивостей сталей при твердості НВ=220...350. При такій твердості надійно забезпечується нарізка зубців з високою точністю і частотою поверхні зубів і ніякої додаткової обробки не потрібно. В таких передачах спостерігається приробка зубців, коли з часом
активна поверхня зубців обминається, притирається, тобто відбувається як би додаткова доводочна їх обробка.
Вибираємо за таблицею механічних характеристик сталей матеріал та вид термообробки для шестерні і колеса, враховуючи, що поверхнева твердість шестерні має перевищувати твердість колеса:
матеріал шестерні – сталь 40Х, термообробка - поліпшення; σв=850МПа; σт=550МПа; НВ=230…260;
матеріал колеса – сталь 45, термообробка – поліпшення; σв=775МПа; σт=450МПа; НВ=210…230.
Визначаємо допустимі контактні напруження:
,де
- тривале контактне напруження, МПа; 
– коефіцієнт довговічності.
де
- границя витривалості, МПа; 
=1,1 - коефіцієнт безпеки (для нормалізованих і поліпшених зубців).Для вуглецевої та легованої сталі з середньою поверхневою твердістю зубців НВ≤350 та термообробкою - поліпшення границі витривалості для шестерні і колеса дорівнюють відповідно:
Звідси:
; 
,де
- базове число циклів зміни напружень; 
- еквівалентне число циклів зміни напружень.
циклів 
циклів Для визначення еквівалентного числа циклів розраховуємо добовий час роботи приводу
, еквівалентні добовий час роботи приводу 
та час роботи за весь строк служби приводу
згідно графіка навантаження.
,де
– добовий час; 
– номінальний крутний момент; 
– крутні моменти, що змінюються протягом доби; 
= 0,45- добовий коефіцієнт роботи приводу (див. графік навантаження).
,де
- строк служби приводу 
– річний коефіцієнт роботи приводу
год.
При
> приймають 
.Звідси:
; 
Для косозубої передачі допустиме контактне напруження розраховується за формулою:
Перевіряємо умову:
Умова виконується.
Визначаємо допустимі напруження згину:
,де
– границя витривалості зубців при згині; 
- коефіцієнт довговічності при згині; 
=1 (для нереверсивної передачі) - коефіцієнт, що враховує вплив двостороннього прикладання навантаження; 
=1,7 – коефіцієнт безпеки.Для вуглецевих та легованих сталей границі витривалості для зубців шестерні і колеса відповідно дорівнюють:
Коефіцієнт довговічності при згині:
,де
- базове число циклів при згині; 
– еквівалентне число циклів при згині Враховуючи те, що за попередніми аналогічними розрахунками еквівалентне число циклів було значно більше за базове, приймаємо
=1.Тоді:
Визначаємо допустимі напруження при короткочасних перевантаженнях (під час пуску електродвигуна)
Допустимі контактні напруження для колеса:
Допустимі напруження згину відповідно для шестерні і колеса:
1 2 3 4 5 6