Привод цепного конвейера

Исходные данные:

вращающий момент на валу - ;

посадочный диаметр вала под шпонку .

Для соединения вала с деталями, передающими вращение, часто применяют призматические шпонки из стали, имеющей , например, из сталей 45, Ст6.

Выбираем шпонки призматические врезные с плоскими торцами по ГОСТ 23360-78 (см.[4] стр. 171, таблица 8.10.).

Для соединения быстроходного вала с полумуфтой используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза полумуфты .

Проверяем шпонку на смятие:

Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т.е. должно удовлетворять условию:

где ;

;

где

Получим:

Данное условие выполняется.

Проверяем шпонку на срез:

где ;

Получим:

Т.к. проверка на срез выполняется с большим запасом, в дальнейшем производить её не будем.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

2.7.2 Подбор и проверка шпонок для 1-го промежуточного вала

Исходные данные:

вращающий момент на валу - ;

посадочный диаметр вала под шпонку .

Для соединения вала с шестерней используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза ступицы .

Длина шпонки

Проверяем шпонку на смятие:

где ;

;

Следовательно:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

Для соединения вала с колесом используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза ступицы .

Длина шпонки

Проверяем шпонку на смятие:

где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

2.7.3 Подбор и проверка шпонок для 2-го промежуточного вала

Исходные данные:

вращающий момент на валу - ;

посадочный диаметр вала под шпонку .

Для соединения вала с шестерней используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза ступицы .

Длина ступицы шестерни

Длина шпонки

Проверяем шпонку на смятие:

где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

Для соединения вала с колесом используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза ступицы .

Длина ступицы колеса

Длина шпонки принимаем по ГОСТ

Проверяем шпонку на смятие:

где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

2.7.4 Подбор и проверка шпонок для тихоходного вала

Исходные данные:

вращающий момент на валу - ;

посадочный диаметр вала под шпонку:

соединение вал - шестерня ,

соединение вал - полумуфта .

Выбираем шпонки призматические врезные с плоскими торцами по ГОСТ 23360-78 (см. [4] стр. 171, таблица 8.10.).

Для соединения тихоходного вала с полумуфтой используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза полумуфты .

Длина ступицы вала

Длина шпонки принимаем по ГОСТ

Проверяем шпонку на смятие:



где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

Для соединения тихоходного вала с шестернёй используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза полумуфты .

Длина ступицы шестерни

Длина шпонки .

Проверяем шпонку на смятие:

где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

Принимаем шпонку по ГОСТ 23360-78.

2.8 Конструирование корпуса и крышки редуктора

Конструирование корпуса и крышки редуктора выполняем по рекомендациям из [4] стр. 238.

В качестве материала корпуса выбираем серый чугун СЧ 10.

Толщина стенки корпуса редуктора:

Толщина стенки крышки редуктора:

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

Толщина нижнего пояса (фланца) корпуса:

Толщина нижнего пояса корпуса:

Толщина рёбер основания корпуса:

Диаметр фундаментальных болтов:

В соответствии со стандартом принимаем .

Остальные параметры назначаем, исходя из особенностей редуктора.

2.9 Выбор смазки для зубчатых передач и подшипников качения

Т.к. рассматриваемый редуктор является вертикальным трёхступенчатым, картерное смазывание применить невозможно, поэтому используем струйную циркуляционную смазку.

Масло подаётся под давлением в зону зацепления на быстроходную ступень и в подшипники через щелевое сопло, затем, стекая, смазывает зубья промежуточной и тихоходной пары и соответствующие подшипники и далее попадает в корпус редуктора откуда поступает в отстойник. В отстойнике масло охлаждается и через фильтр, насос и распределительное устройство вновь подаётся к смазываемым агрегатам.

Исходя из контактного давления в зубьях и окружной скорости колёс, назначаем кинематическую вязкость и выбираем в качестве смазки индустриальное масло И-30А (см. [4], стр. 253, таблица 10.10).

2.10. Назначение и выбор посадок сопрягаемых деталей

Для соединения вала и ступицы, а также концевых участков валов с полумуфтой применяем переходную посадку .

Отклонения вала на участках крепления подшипников качения принимаем по полю допуска .

Отклонения отверстий в корпусе редуктора принимаем по полю допуска .

3. Проектирование приводного вала

3.1 Назначение материала и вида упрочняющей обработки

В качестве материала для приводного вала выбираем сталь СТ5 без термообработки.

3.2 Проектный расчёт вала

Исходные данные:

крутящий момент на валу

Проектный расчёт приводного вала выполняем аналогично предыдущим расчётам валов.

Диаметр концевого участка назначаем исходя из того, что приводной вал соединён с тихоходным посредством муфты. Следовательно, диаметр концевого участка приводного вала равен диаметру концевого участка тихоходного вала.

Ориентировочно определяем диаметр вала под подшипник.

Принимаем радиус галтели переходного участка (см.[1] стр. 115).

Диаметр под подшипник определяем по зависимости:

Округляем полученное значение до стандартной величины и получаем:

Определяем диаметр вала под тяговую звёздочку.

Принимаем радиус галтели переходного участка (см.[1] стр. 115).

Диаметр под звёздочку определяем по зависимости:

Округляя полученное значение, получаем:

Предварительно принимаем подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный № 1214.

Параметры подшипника: , , , ,

динамическая грузоподъёмность , статическая грузоподъёмность (см. [4] стр. 395).

Выполняем эскиз вала.

3.3 Разработка конструкции вала

Исходные данные:

шаг цепи ,

число зубьев звёздочки .

Определяем параметры тяговой звёздочки:

Длина ступицы звёздочки

;

Диаметр делительной окружности

;

Диаметр обода (наибольший)

где - ширина пластины цепи (см. [3] стр. 215, таблица 7.11).

Следовательно,

;

Ширина основания зуба звёздочки

где - расстояние между внутренними пластинами цепи (см. [3] стр. 215, таблица 7.11).

Следовательно,

Ширина вершины зуба звёздочки

Радиус впадин зубьев

(см. [3] стр. 216, таблица 7.12);

3.4 Проверочный расчёт вала

Проверочный расчёт выполняем только на изгибную прочность.

1) Определяем значения поперечных сил и изгибающих моментов, действующих на вал, и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Для построения эпюр изгибающих моментов необходимо определить следующие параметры:

I) длина концевого участка вала (под полумуфту)

где - длина участка вала под полумуфту. Согласно [4] стр. 278 принимаем .

Следовательно, получим:

II) длина опор вала

III) сила (дополнительная сила, нагружающая вал вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов).

Согласно [2] стр. 298 принимаем .

Строим эпюру изгибающих моментов.

Реакции опор:

Изгибающие моменты:

Проверяем сечение вала на изгибную прочность.

где - максимальный изгибающий момент.

В нашем случае .

- момент сопротивления сечения изгибу.

Следовательно,

Выполним проверку на смятие для шпонки, соединяющей приводной вал и тяговую звёздочку.

Исходные данные:

вращающий момент на валу - ;

посадочный диаметр вала под шпонку .

Для соединения приводного вала с тяговой звёздочкой используем шпонку со следующими параметрами: сечение шпонки () , глубина паза вала , глубина паза ступицы .

Длина ступицы звёздочки

Длина шпонки

где ;

;

Получим:

Данное условие выполняется.

3.5 Подбор и проверка подшипников качения

Исходные данные:

диаметр вала под подшипник - ;

частота вращения вала ;

реакции опор:

;

.

В пункте 3.2 предварительно были выбраны шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники №1214. Проверим их по динамической грузоподъёмности.

Согласно пункту 2.4.6.

Следовательно, определяем :

Определяем эквивалентную нагрузку :

где - коэффициент вращения (т.к. вращается внутренне кольцо );

- коэффициент безопасности (принимаем );

- температурный коэффициент (т.к. принимаем ).

Проверяем наиболее нагруженную опору А:

Получаем: , , .

Следовательно

Определяем расчётную динамическую грузоподъёмность и сравниваем её с заданной:

Выбранный подшипник подходит.

4. Подбор и проверка муфты

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчётного вращающего момента.

4.1 Муфта, соединяющая быстроходный вал с валом электродвигателя

Исходные данные:

крутящий момент на валу двигателя - ;

диаметр под полумуфту - ;

коэффициент динамичности - .

Расчётный вращающий момент определяют по зависимости:

Получим:

Согласно полученным данным, из [4] стр. 278, таблица 11.5 выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую (по ГОСТ 21424 - 75).

Параметры муфты: длина , наружный диаметр .

Данная муфта является стандартным изделием, поэтому проверку проводить не нужно.

4.2 Муфта, соединяющая тихоходный вал с приводным валом

Исходные данные:

крутящий момент на валу двигателя - ;

диаметр под полумуфту - ;

коэффициент динамичности - .

Получим:

Согласно полученным данным, из [4] стр. 278, таблица 11.5 выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую (по ГОСТ 21424 - 75).

Параметры муфты: длина , наружный диаметр .

Данная муфта является стандартным изделием, поэтому проверку проводить не нужно.

Список используемой литературы

1. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для машиностроительных спец. техникумов. - М.: Высшая школа, 1984. - 336 с., ил.

2. Иванов М. Н. Детали машин: Учебник для студентов высших технических учебных заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: высшая школа., 1991. - 338 с.

3. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М., «Высшая школа», 1975. - 551 с., ил.

4. Чернавский С. А., Боков К. Н. ,и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных спец. техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 416 с., ил.

5. Чернавский С. А., Слесарев Г. А., и др. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов, 5 - е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с., ил.

6. Детали машин: Атлас конструкций, под ред. Решетова Д.Н., М., 1979.

Размещено на Allbest.ru