Проектирование привода цепного конвейера

Уточненный расчет заключается в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных участков путем их корректировки с требуемыми (допустимыми) значениями [s]. Прочность поддерживается на уровне S≥[s].
Рассчитаем вероятные опасные части каждого из валов.
Приводной вал.
Материал вала такой же, как и шестерни (шестерня изготавливается одновременно с валом), т.е. сталь 45, термообработка является улучшением. Согласно таблице (3.3), при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае da1=28 мм) среднее значение составляет σв=780 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

При d=28 мм; b=10 мм; t1=4 мм по табл. (8.5)


Принимаем kτ=1,68 по табл.(8.5), ετ≈0,82 по табл.(8.8) и ψτ≈0,1


ГОСТ 16162 -78 говорит, что конструкция редукторов предусматривает возможность определения консольной радиальной нагрузки, расположенной в центре посадочной части вала. Величина этой нагрузки должна быть для одноступенчатых редукторов на быстроходных валах
при 25(103 Н(мм <ТБ<250(103 Н(мм.
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты ɭ=35 мм (муфта УПВ для валов диаметром 28 мм), получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям


Результирующий коэффициент запаса прочности


Это близко к запасному коэффициенту st= 9,85. Это небольшое расхождение указывает на то, что консольные части валов, рассчитанные по крутящему моменту и соответствующие отверстиям стандартных полумуфт, долговечны, а нагрузка на консоль не вызывает существенных изменений. Следует также сказать, что фактическое расхождение будет еще меньше, поскольку посадочная часть вала обычно короче длины половины муфты, что снижает величину изгибающего момента и нормального давления.
Ведомый вал.
Материал вала – сталь 45 нормализованная; σв=570 МПа табл.(3.3)
Пределы выносливости σ-1=0,43(570=246 МПа и τ-1=0,58(246=142 МПа.
Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки табл.(8.5): kσ=1,59 и kτ=1,49; масштабные факторы εσ=0,795; ετ=0,68 табл.(8.8); коэффициенты ψσ≈0,15 и ψτ≈0,1
Крутящий момент Т2 =387,928(103 Н(мм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости.
Мʹ=Rx3ɭ2 = -269,42(78 = -21,01(103 Н(мм;
Изгибающий момент в вертикальной плоскости

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А

Момент сопротивления кручения (d =55 мм; b=14 мм; t1=4 мм)


Момент сопротивления изгиба табл. (8.5)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений изгиба
среднее напряжение σm=0.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А

Сечение Б-Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки по табл. (8.5): ;
.
Изгибающий момент (положим х1=60 мм)

Момент сопротивления сечения при b=14 мм и t1=4 мм

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

Момент сопротивления кручению сечения нетто

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности


Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б


3.4.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов
Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения.
Сила приходящаяся на один винт
Fв = 0,5DY = 0,5∙633 =317 H
Принимаем коэффициент затяжки Кз = 1,5 – постоянная нагрузка, коэффици-ент основной нагрузки х=0,3 – для соединения чугунных деталей без про-кладки.
Механические характеристики материала винтов: для стали 30 предел проч-ности σв = 500 МПа, предел текучести σт = 300 МПа; допускаемое напряже-ние:
[σ] = 0,25σт = 0,25∙300 = 75 МПа.
Расчетная сила затяжки винтов
Fp = [Kз(1 – х) + х]Fв = [1,5(1 – 0,3) + 0,3]317 = 428 H
Определяем площадь опасного сечения винта
А = πdp2/4 = π(d2 – 0,94p)2/4 = π(12 – 0,94∙1,75)2/4 = 84 мм2
Эквивалентное напряжение
σэкв = 1,3Fp/A = 1,3∙428/84 = 7 МПа < [σ] = 75 МПа
3.4.3 Проверочный расчет шпонок
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 табл.(8.9)
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности

(8.22)
Допустимое напряжение смятия при стальной ступице
Ведущий вал: d=28 мм; b× h=10×5 мм; t1=4 мм; длина шпонки ɭ=35 мм; момент на ведущем валу Т1=89,752(103 Н(мм;

Ведомый вал.
Из двух шпонок под зубчатым колесом и под звёздочкой более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под звездочкой: d=48 мм; b×h =14×6 мм; t1=4 мм; длина шпонки ɭ=70 мм (при длине ступицы звёздочки 80 мм); момент Т2=387,928(103 Н(мм;

Условие σсм˂[σсм] выполнено.
3.5 Расчет технического уровня редуктора
Условный объем редуктора
V = LBH = 380∙200∙426 = 16,7∙106 мм3
L = 380 мм – высота редуктора;
В = 200 мм – ширина редуктора;
Н = 426 мм – длнна редуктора.
Масса редуктора
m = φρV∙10-9 = 0,45∙7300∙16,7∙106∙10-9 = 55 кг
где φ = 0,45 – коэффициент заполнения редуктора
ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна.
Критерий технического уровня редуктора
γ = m/T2 = 55/150,4 = 0,36
При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

3.6 Сборка редуктора
Перед сборкой внутренняя полость корпуса коробки передач тщательно очищается и покрывается маслостойкой краской.
Сборка производится в соответствии со сборочным чертежом коробки передач, начиная с узлов вала:
на приводном валу установлены маслозакрепительные кольца и шарикоподшипники, предварительно разогретые в масле до 80-100°C;
в ведомый вал вставляется шпонка размером 14 × 10 × 70 мм и зубчатое колесо до упора вдавливается в буртик вала; затем надевается распорная втулка, маслозакрепительные кольца и устанавливаются предварительно разогретые в масле шарикоподшипники.
Собранные валы помещают в основание корпуса коробки передач и надевают на крышку корпуса, предварительно покрыв поверхности соединения крышки и корпуса спиртовым лаком. Для выравнивания установите крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затяните болты крепления крышки к корпусу.
После этого на ведомый вал надевается распорное кольцо, в подшипниковые камеры заливается пластичная смазка, для регулировки устанавливаются крышки подшипников с набором металлических прокладок.
Перед установкой сквозных крышек в пазы помещаются войлочные уплотнители, пропитанные горячим маслом. Проверните, поворачивая валы, чтобы подшипники не заклинило (валы необходимо поворачивать вручную), и закрепите крышки винтами.
Далее в шпоночный паз на конце ведомого вала вставляется шпонка, устанавливается звездочка и фиксируется торцевым креплением; торцевой крепежный винт стопорится специальной планкой.
Затем вкручивается пробка маслозаборника с прокладкой и штоковым индикатором масла.
В корпус заливается масло, а смотровое отверстие закрывается крышкой с прокладкой из технического картона; крышка прикручивается болтами.
Собранный редуктор прокатывается и тестируется на стенде в соответствии с программой, установленной техническими условиями.

Заключение
В ходе выполнения курсового проекта расчитан одноступенчатый цилиндрический редуктор, приобретены навыки курсового прoектирования по расчету деталей машин.



Список использованных источников
1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.–М.: Высш. шк., 1991.–432 с.
2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболевская. М.: Энергоатомиздат, 1982. 504 с.
2. Курсовое проектировании деталей машин. /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.
3. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980.
4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М.:Высш.шк.,1990.
5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.:Высш. шк., 2002.
6. Альбом деталей машин.М.Машиностроение, 1988 г.126 с
7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.:Машиностроение, 1978.
8. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение, 1988.
9. Курсовое проектирование деталей машин. Выпуск 1987. Автор: Чернавский С.А. Ицкович Г.М.
10. Справочник технолога-машиностроителя. Автор: Анурьев М.И. Выпуск 1980








СМК Ф 8.2.4-01-08
минобрнауки россии
Департамент образования Вологодской области
образовательное учреждение профессионального образования
« Череповецкий металлургический колледж»
































Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2



Разраб.

.Зайцев

Провер.

Богодаева





Н. Контр.



Утв.



Привода цепного
Конвейера
Пояснительная записка

Лит.

Листов






Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ДМ 01.01.000 ПЗ