Проектирование привода к ленточному транспортёру

Смазка подшипников:

На промежуточном и тихоходном валах смазка подшипника осуществляться методом разбрызгивания. Смазка подшипников на быстроходном валу осуществляется пластинчатой смазкой. Полость подшипника, расположенного ближе всего к конической шестерне, закрываем со стороны шестерни мазеудерживающим кольцом. Пластинчатая смазка солидол жировой ГОСТ 1033-79.

4.5 Конструирование корпуса и деталей редуктора

Конструирование корпуса редуктора

Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передачи.

Толщина стенки корпуса редуктора и наружных ребер жесткости:

д = 0.025 a w +3,

где a w - межосевое расстояние на цилиндрической передаче, a w =200 мм,

д = 0.025 200 + 3 = 8 мм,

Принимаем толщину стенки редуктора д = 8 мм;

Толщина стенки крышки корпуса:

д1 = 0.02 a w +3= 7 мм;

Примем толщину стенки крышки корпуса д1 = 8 мм.

Высоту ребер принимаем:

hp 5д,

Из конструкторских соображений примем hp = 24 мм;

Плоскости стенок, встречающиеся под прямым или тупым углом, сопрягаем радиусом r и R:

r = 0.5д,

r = 0.58 = 4 мм;

R = 1.5д,

R = 1.58 = 12 мм;

Опорные платики при неточном литье могут быть смещены. Поэтому размеры сторон опорных платиков увеличиваем относительно размеров опорных поверхностей прикрепляемых деталей на величину С = 2 мм;

Обрабатываемые поверхности корпусных деталей, выполняем в виде платиков, высоту которых принимаем:

h = 0.5д,

h = 0.58 = 2 мм;

Толщина фланца крышки редуктора:

b1 = 1.5д1;

b1 = 1.58 = 12 мм;

Толщина фланца корпуса редуктора:

b = 1.5д;

b = 1.58 = 12 мм;

Ширина фланца корпуса редуктора:

l = 4д;

l = 48 = 32 мм;

Ширина фланца крышки редуктора примем l1 = l = 32 мм;

Рассчитываем диаметр фундаментных болтов, соединяющих редуктор с рамой:

d1 = (0.03…0.036) a w + 12;

d1 = 20 мм;

Согласно ГОСТ 7787-70 выбираем болт М20. Крепления корпуса редуктора к раме осуществим с помощью 4 фундаментных болтов.

Диаметр болтов у бобышек подшипников:

d2 = (0.7…0.75) d1;

d2 = 15 мм; принимаем d2 = 14 мм

Согласно ГОСТ 7787-70 выбираем болт М14х110.66.029. Число болтов 4.

Диаметр болтов, соединяющих корпуса с крышкой по периметру соединения:

d3 = (0.5…0.6) d1;

d3 = 9 мм;

Согласно ГОСТ 7798-70 выбираем болт М8-10gх35.66.029. Число болтов 4. Наименьший зазор между движущимися элементами редуктора:

Х = (1?1,2)д; Х = 110 = 10 мм;

Диаметр сквозного отверстия проушины:

d = 3д1; d = 38 = 24 мм;

Толщина проушины:

S = 2д1; S = 28 = 16 мм;

Для герметизации подшипниковых узлов, осевой фиксации и восприятия осевых нагрузок установим крышки подшипников. В зависимости от внешнего диаметра подшипников конструируем 2 торцевые крышки под манжетное уплотнение и 3 глухие и выбираем число болтов крепления их к крышкам. Под крышки устанавливаем поронитовые прокладки. В крышки, установленные на быстроходном и тихоходном валах, устанавливаем манжеты в соответствии с ГОСТ 8752-79 манжета 1.1-36х58-1; манжета 1.1-55х80-1 соответственно.

Толщина стенки стакана: д = 9.2 мм, толщина фланца д1 = 8 мм, диаметры фланца и расположения болтов, а также их количество соответствует крышке подшипникого узла на быстроходном валу.

Конструирование крышки смотрового люка

Смотровой люк делается по возможности больших размеров из стального листа: ширина люка В = 80 мм, длина L = 150 мм, толщина: д =5 мм. Крышку смотрового люка к крышке редуктора крепим 4 винтами М12х8.5.48 ГОСТ 7798-70. Под крышку ложится прокладка толщиной 1 мм.

Фиксацию крышки редуктора относительно корпуса производим двумя коническими штифтами 6h6х30 ГОСТ 3129-70.

Конструирование зубчатых колес

Быстроходная ступень:

Коническая шестерня выполняется как единое целое с валом, dшес < 2·d3;

Под коническое колесо (d3 = 40 мм) выбираем призматическую шпонку 12x8x20 ГОСТ 23360-78.

Колесо изготовляется штамповкой, так как dae > 120 мм.

Обод:

- толщина: S = 2.5me+2 = 2.53.68 + 2 = 11.2 мм;

- ширина: b0 = S = 11.2 мм;

Ступица:

- внутренний диаметр d = d3 = 40 мм;

- наружный диаметр: dст = 1.5540 = 62 мм;

- толщина: ст = 0.3d = 0.340 = 12 мм;

- длина: lст = (1.2?1.5) d мм = 1.3 40 = 52 мм;

Диск:

- толщина: C = 0.5(S + ст) = 0.5(11.2 + 12) = 11.6 мм

Тихоходная ступень:

Под цилиндрическую шестерню ставим призматическую шпонку 12x8x20 ГОСТ 23360-78. Цилиндрическую шестерню делаем целиковой.

Под цилиндрическое колесо (d3 = 60 мм) выбираем призматическую шпонку 18x11x28 ГОСТ 23360-78.

Обод:

- толщина: S = 2.2m + 0.05b2 = 2.22.5 + 0.0563 = 8.65 мм;

(примем S = 11 мм).

- ширина: b2 = 63 мм;

Ступица:

- внутренний диаметр d = d3 = 60 мм;

- наружный диаметр: dст = 1.5560 = 93 мм (примем dст = 95 мм);

- толщина: ст = 0.3d = 0.360 = 18 мм;

- длина: примем lст = 63 мм;

Диск:

- толщина: C = 0.5(S + ст) = 0.5(11 + 21) = 16 мм (примем С = 16 мм);

- радиусы закруглений: R = 5мм;

4.6 Определение технического уровня редуктора

Критерий технического уровня редуктора определяется формулой:

г = m/Ттих;

где m - масса редуктора, кг;

Ттих - вращающий момент на тихоходном валу

m = V10-9;

где - коэффициент заполнения;

- плотность чугуна, = 7400 кг/м3;

V - условный объем редуктора, м3

ц.п. = 0.35, к.п. = 0.45 [Л1. рис. 12.1], [Л1. рис. 12.2];

=(ц.п + к.п)/2 =(0.35 + 0.45)/2 = 0.4;

V = LBH;

V = 642.5404.39392.74 = 102.04106 мм3;

m = 0.47400102.04106 10-9 = 302.04 кг.

г = 302.04 /493.68 = 0.6 кг/Нм.

Таблица 3 - Технический уровень редуктора

Тип редуктора	Масса m, кг	Момент Т2, Нм	г	Вывод
Коническо-Цилиндрический	302.04	493.68	0.6	Технический уровень редуктора низкий. Редуктор морально устарел.

5. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

5.1 Проверка шпоночных соединений

Проверим подобранные в пункте 4.5 призматические шпонки на смятие и на срез.

Шпоночные соединения на промежуточном валу:

Проверим призматические шпонки 12x8x20 ГОСТ 23360-78 предназначенные для соединения конического колеса и цилиндрической шестерни с валом.

Проверочный расчет шпонки на смятие:

усм = 2Т103 /d(h/2)lшп [у]см,

где Т - крутящий момент на валу колеса, Т3 = 129.82 Нм,

d - диаметр вала, мм,

h - высота шпонки, мм,

lшп - длина шпонки, мм,

[у]см - допускаемое напряжение на смятие, для среднего режима работы [у]см = 150 Н/мм2;

усм = 2129.82103/40(8/2)20 = 81.14 МПа,

усм < [у]см,

81.14 150,

Условия прочности на смятие выполняется.

Проверочный расчет шпонки на срез:

фср = 2Т103 /dblшп [ф]ср,

где b - ширина шпонки, мм,

[ф]ср - допускаемое напряжение на срез, [ф]ср = 100 Н/мм2;

фср = 2129.82103/401220 = 27.04 МПа, фср < [ф]ср,

27.04 100,

Условия на смятие и срез выполняются, значит шпонки подобраны верно.

Шпоночные соединения на тихоходном валу:

Проверим призматическую шпонку 18x11x28 ГОСТ 23360-78, предназначенную для соединения цилиндрического колеса с валом. Расчет производим, как и для шпонки под коническое колесо.

Проверочный расчет шпонки на смятие:

усм = 2Т103 /d(h/2)lшп [у]см,

где Т - крутящий момент на валу колеса, Т4 = 493.68 Нм,

усм = 2493.68103/60(11/2)28 = 106.86 МПа,

усм < [у]см,

106.86 150,

Условия прочности на смятие выполняется.

Проверочный расчет шпонки на срез:

фср = 2Т103 /dblшп [ф]ср,

фср = 2493.68103/601828 = 32.65 МПа,

фср < [ф]ср,

32.65 100,

Условия на смятие и срез выполняются, значит шпонка подобрана верно.

Проверим призматическую шпонку 14x9x40 ГОСТ 23360-78 предназначенную для соединения полумуфты с валом. Расчет производим, как и для шпонки под коническое колесо.

Проверочный расчет шпонки на смятие:

усм = 2Т103 /d(h/2)lшп [у]см,

где Т - крутящий момент на 4-ом валу, Т4 = 493.68 Нм,

усм = 2493.68103/50(9/2)40 = 109.71 МПа,

усм < [у]см,

109.71 150,

Условия прочности на смятие выполняется.

Проверочный расчет шпонки на срез:

фср = 2Т103 /dblшп [ф]ср,

фср = 2493.68103/501440 = 35.26 МПа,

фср < [ф]ср,

35.26 100,

Условия на смятие и срез выполняются, значит шпонка подобрана верно.

Шпоночные соединения на быстроходном валу:

Проверим призматическую шпонку 10х8x20 ГОСТ 23360-78, предназначенную для соединения шкива открытой передачи с валом. Расчет производим, как и для шпонки под коническое колесо.

Проверочный расчет шпонки на смятие:

усм = 2Т103 /d(h/2)lшп [у]см,

где Т - крутящий момент на 2-ом валу, Т2 = 54.64 Нм,

усм = 254.64103/31(8/2)20 = 44.06 МПа,

усм < [у]см,

44.06 150,

Условия прочности на смятие выполняется.

Проверочный расчет шпонки на срез:

фср = 2Т103 /dblшп [ф]ср,

фср = 254.64103/311020 = 17.62 МПа,

фср < [ф]ср,

17.62 100,

Условия на смятие и срез выполняются, значит шпонка подобрана верно.

5.2 Подбор и проверочный расчет зубчатой муфты

Для соединения тихоходного вала с валом барабана применяем зубчатую муфту с внутренним диаметром , длиной полумуфты .

Проверим зубья муфты на смятие:

где - допускаемое напряжение смятие, ,

- диаметр делительной окружности, мм;

- число зубьев, ;

- модуль, ;

к - коэффициент динамичности, к = 1.1;

- крутящий момент на тихоходном валу, Т4= 493.68 Нм,

b - длина зуба, мм,

b = цАаw, аw = = 75 мм, b = 0.475 = 30 мм,

;

Зубчатая муфта удовлетворяет условиям прочности, а значит, может применяться для соединения данных валов.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАМЫ ПРИВОДА

Для обеспечения правильного положения узлов привода используем сварную опорную конструкцию - раму.

Высоту рамы определяем по формуле

,

где - приведенная длина, ;

Из сортамента выбираем швеллер № 8 ГОСТ 8240 - 72.

Внутри рамы для придания жесткости добавляем к поперечным швеллерам два параллельно расположенных швеллера, которые также являются дополнительными опорами для редуктора и электродвигателя.

Рама состоит из двух продольно расположенных раздельно швеллеров и приваренных к ним четырех поперечно расположенных швеллеров.

Для крепления рамы к полу цеха используем 8 фундаментных болтов диаметром . Фундаментные болты устанавливают в скважины, просверленные в полу цеха твердосплавным или алмазным инструментом.

По ГОСТ 24379.1 - 80 подбираем фундаментный изогнутый болт.

Болты закрепляют в скважине цементным раствором при вибропогружении в него шпильки болта или путем утрамбовывания сырого цементного порошка.

ВЫВОДЫ

В ходе данного проекта разработали привод двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора. Была разработана конструкция редуктора, передаточное отношение которого , подобран электродвигатель 4АМ100L4У3 мощностью с частотой вращения .

Рассчитали открытую ременную передачу для соединения шкива электродвигателя и шкива, установленного на быстроходном валу редуктора. Подобрана зубчатая муфта для передачи движения от тихоходного вала редуктора к валу барабана конвейера. При проверочном расчете определили силы действующие в зацеплении и реакции в опорах подшипников. Спроектированы и подобраны детали редуктора: валы, зубчатые колеса, подшипники; проведен их проверочный расчет на прочность и изгиб, подобран материал деталей. Выбраны посадки, смазочные материалы, предусмотрена стабилизация давления в редукторе посредством отдушины. Технический уровень редуктора низкий; редуктор морально устарел.

Графическая часть включает в себя сборочный чертеж редуктора и общий вид привода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.- М.: Высш. шк., 1991 - 383 с.: ил.

2. Расчет передач с гибкой связью. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям. Череповец: ЧГУ: 2000 - 28 с.

3. Расчет зубчатых передач. Задания и указания к практическим занятиям. Часть 2. Учебно-методическое пособие. - Череповец: ЧГУ, 1997. - 28 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т.- М.: Машиностроение, 2001.

5. Расчет валов. Подбор и проверка подшипников. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям. Череповец: ЧГУ: 2000 - 22 с.

6. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: учебн. пособие - Мн.: УП “Технопринт”, 2002 - 290 с.

7. Расчет соединений. Задания и указания к практическим занятиям. Часть 3. Учебно-методическое пособие. - Череповец: ЧГУ, 1997. - 28 с.

8. Проектирование рам и плит. Учебно-методическое пособие для курсового проектирования. - Череповец: ЧГУ: 2005 - 25 с.

Размещено на Allbest.ru