.RU

§ 12.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА - С. А. Чернавский Рецензент канд техн наук


§ 12.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА

^ С ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОСОЗУБЫМ РЕДУКТОРОМ И ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ


ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ


Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилинд­рический косозубый редуктор и цепную передачу для привода к ленточному конвейеру (рис. 12.1).

Полезная сила, передаваемая лентой конвейера, Fл = = 8,55 кН; скорость ленты vл = 1,3 м/с; диаметр приводного барабана Dб = 400 мм. Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа односменная; валы уста­новлены на подшипниках качения.

Формулы для расчета зубчатых колес см. гл. III, цепной передачи - гл. VII, валов — гл. VIII, подшипников – гл. IX.





^ РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ


I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет (рис. 12.2)


По табл. 1.1 примем:

КПД пары цилиндрических зубчатых колес 1 = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников клчеиия, 2 = 0,99; КПД открытой цепной передачи 3 = 0,92; КПД, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, 4 = 0,99.

Обший КПД привода


 = 12234 = 0,98  0,992  0,92  0,99 = 0,875


Мощность на валу барабана Pб = Fл vл = 8,55 . 1,3 = 11,1 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя





Угловая скорость барабана




Частота вращения барабана







В табл. П.1 (см. приложение) по требуемой мощности Ртр = 12,7 кВт с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи (см. §1.3, гл. I, возможные значения частных передаточных отношений для цилиндрического зубчатого редуктора iр = 36 и для цепной передачи iп = 36, iобщ = iр iп = 9  36), выбираем электродвига­тель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обду­ваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А 160 М6 УЗ, с параметрами Рдв = 15,0 кВт и скольжением 2,6% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения пдв = 1000 — 26 = 974




об/мин, а угловая скорость дв


Проверим общее передаточное отношение:



что можно признать приемлемым, так как оно находится между 9 и 36 (большее значение принимать не рекомендуют).

Частные передаточные числа (они равны передаточным от­ношениям)

можно принять: для редуктора по ГОСТ 2185-66 ир = 5; для цепной




передачи


Частоты вращения и угловые скорости иалов редуктора и приводного барабана:


Вал В





Вал С





Вал А






Вращающие моменты:

На валу шестерни



на валу колеса




^ II. Расчет зубчатых колес редуктора


Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механи­ческими характеристиками (см. гл. III, табл. 3.3); для шестерни сталь 45, термическая обработка — улучшение, твердость НВ 230; для колеса - сталь 45, термическая обработка -улучшение, но твердость на 30 единиц ниже — НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения [формула (3.9)]





где Н lim b – предел контактной выносливости при базовом числе циклов

По табл. 3.2 гл.  для углеродистых сталей с твер­достью поверхностей зубьев менее ^ НВ 350 и термической об­работкой (улучшением)


Н lim b = 2 НВ + 70


КHL — коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают КHL = 1; коэффициент безопасности SH = 1,10.

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение по формуле (3.10) гл. .

[н] = 0,45 ([н1] + [н2]);




для шестерни 482 МПа



для колеса  428 МПа.


Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение


[н] = 0,45 (482 + 428) = 410 МПа.


Требуемое условие [н]  1,23 [н2 ] выполнено.

Коэффициент КН, несмотря на симметричное расположение колес относительно опор (см. рис. 12.2), примем выше реко­мендуемого для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную дефор­мацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Прини­маем предварительно по табл. 3.1, как в случае несимместричного расположения колес, значение КН = 1,25.

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосе-




вому расстоянию


Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле (3.7) гл. III




где для косозубых колес Ка = 43, а передаточное число нашего редуктора и = ир = 5.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 aw = 200 мм.

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

тп = (0,01  0,02) aw = (0,01  0,02) 200 = 2  4 мм;

принимаем по ГОСТ 9563 — 60* тп = 2,5 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев  = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса [см. формулу (3.16):





Принимаем z1 = 26; тогда z2 = z1и = 26 . 5 = 130.

Уточненное значение утла наклона зубьев




Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные






Проверка


диаметры вершин зубьев:




ширина колеса b2 = baaw = 0,4 . 200 = 80 мм:

ширина шестерни b1 = b2 + 5 мм = 85 мм.

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:





Окружная скорость колес и степень точности передачи





При тaкой скорости для косозубых колес следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки




Значения Кн даны в табл. 3.5; при bd = 1,275, твердости НВ  350 и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи Кн  1,155.

По табл. 3.4 гл. III при v = 3,38 м/с и 8-й степени точ­ности КН   1,08. По табл. 3.6 для косозубых колес при v  5 м/с имеем КН v = 1,0. Таким образом, КН = 1,155 х 1,08 х 1,0 = 1,245.

Проверка контактных напряжений по формуле (3.6):




С

илы, действующие в зацеплении [формулы (8.3) и (8,4) гл. VIII]:


окружная




радиальная


осевая Fa = Ft tg = 3750 tg 12°50' = 830 H.

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле (3.25):




З

десь коэффициент нагрузки КF = КF КFv. По табл. 3.7. при bd = 1,275, твердости НВ  350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор KF = 1,33. По табл. 3.8 КFv = 1,3. Таким образом, коэффициент Kf = 1,33 . 1,3 = 1,73; YF — коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев zv [см. гл. III, пояснения к формуле (3.25)]:


у шестерни




у колеса





Допускаемое напряжение по формуле (3.24)





По табл. 3.9. для стали 45 улучшенной при твердости НВ  350 0F lim b = 1,8 НВ.

Для шестерни 0F lim b = 1,8 . 200 = 360 МПа. SF = SF SF - коэффициент безопасности см. пояснения к формуле (3.24), где SF = 1,75 (по табл. 3.9), SF = 1 (для поковок и штамповок). Следовательно, SF = 1,75.

Долпускаемые напряжения




для шестерни




для колеса




Находим отношения




для шестерни




для колеса


Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для котоорого найденное отношение меньше.

Определяем коэффициенты Y и KF см. гл. , пояснения к формуле (3.25):




для средних значений коэффициента торцового перекрытия  = 1,5 и 8-й степени точности KF = 0,92.

Проверяем прочность зуба колеса по формуле (3.25):







Условие прочности выполнено.


^ III. Предварительный расчет валов редуктора


Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал:

диаметр выходного конца при допускаемом напряжения [к] = 25 МПа по формуле. (8.16) гл. VIII




Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электро­двигателя (см. рис. 12.1), то необходимо согласовать диаметры ротора dдв и вала dв1. Иногда принимают dв1 = dдв. Некоторые муфты, например УВП (см. гл. XI), могут соединять валы разных диаметров в пределах одного номинального момента. У подобранного электродвигателя (см. табл. П2) диаметр вала может быть 42 или 48 мм. Примем dдв = 42 мм. Выбираем МУВП по ГОСТ 21424 — 75 с расточками полумуфт под dдв = 42 мм и dв1 = 32 мм (рис. 12.3). Примем под подшипни­ками dп1 = 40 мм. Шестерню выполним за одно целое с валом (см. рис. 10.6). Иногда вал электродвигателя не соединяется не­посредственно с ведущим валом редуктора, а между ними имеется ременная или цепная передача (рис. 12.4).






Ведомый вал (рис. 12.5). Учитывая влияние изгиба вала от натяжения цепи, принимаем [к] = 20 МПа.

Диаметр выходного конца вала






Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда [см. гл. VIII, пояснения к формуле (8.16)]: dв2 = 55 мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем dв2 = 60 мм, под зубчатым колесом dв2 = 65 мм.

Диаметры остальных участков валов назначают исходя нз конструктивных соображений при компоновке редуктора.


^ IV. Конструктивные размеры шестерни и колеса


Шестерню выполняем за одно целое с валом (см. рис. 10.6. а); ее размеры определены выше: d1 = 66,66 мм; dв1 = 71,66 мм; b1 = 85 мм.

Колесо кованое (см. гл. X, рис. 10.2,а и табл. 10.1): d2 = 333,34 мм: dа2 = 338,34 мм; b2 = 80 мм

Диаметр ступицы dст = l,6 dк2 = 1,6 . 65 = 100 мм; длина сту­пицы lст = = (1,21,5) dк2 = (1,2  1,5) . 65 = 78  98 мм, принимаем lст = 80 мм.

Толщина oбода о = (2,54) тп = (2,54) . 2,5 = 6,25  10 мм, принимаем о = 10 мм.

Толщина диска С = 0,3 b2 = 0,3 . 80 = 24 мм.


^ V. Конструктивные размеры корпуса редуктора

(см. рис. 10.18 и табл. 10.2 и 10.3)


Толщина стенок корпуса и крышки: = 0,025а + 1 = 0,025  200 + 1 =6 мм, принимаем  = 8 мм: 1 = 0,02а + 1 = 0,02  200 + 1=5 мм, принимаем 1 = 8 мм.

Толщина фланцев поясов корпуса к крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки


b = 1,5 = 1,5  8 = 12 мм; b1 = 1,51 = 1,5  8 = 12 мм


нижнего пояса корпуса


р = 2,35 = 2,35  8 = 19 мм; принимаем р = 20 мм.


Диаметр болтов: фундаментных d1 = (0,030,036)а + 12 = (0,030,36) 200 + 12 = 18  19,2 мм; принимаем болты с резьбой М20;

крепящих крышку к корпусу у подшипников d2 = (0,7  0,75) d1 = (0,7  0,75) 20 = 1415 мм; принимаем болты с резьбой М16;

соединяющий крышку с корпусом d3 = (0,50,6) d1 = (0,5  0,6) 20 = 1012 мм; принимаем болты с резьбой M12.


^ VI. Расчет цепной передачи


Выбираем приводную роликовую однорядную цепь (см. гл. VII. табл. 7.15).

Вращающий момент на ведущей звездочке


Т3 = Т2 = 625  103 Н.мм


Передаточное число было принято ранее


иц = 3,14


Число зубьев: ведущей звездочки [см. с. 148]


z3 = 31 - 2 иц = 31 – 2 . 3,14  25;


ведомой звездочки


z4 = z3 иц = 25 . 3,14 – 78,3.


Принимаем

z3 = 25 и z4 = 78.


Тогда фактическое



Отклонение




Расчетный коэффициент нагрузки см. гл. VII, формулу (7.38) и пояснения к ней.

Кэ = kдkаkнkрkсмkп = 1  1  1  1  1,25  1  1 = 1,25,


где kд = 1 – динамический коэффициент при спокойной нагрузке (передача к ленточному конвейеру); kа = 1 учитывает влияние межосевого расстояния kа = 1 при ац  (3060)t; kн = 1 – учитывает влияние угла наклона линии центров (kн = 1, если этот угол не превышает 60о; в данном примере  = 45о, см. рис. 12.1); kр учитывает способ регулирования натяжения цепи; kр = 1,25 при периодическом регилировании натяжения цепи; kсм = 1 при непрерывной смазке; kп учитывает продолжительность работы в сутки, при односменной работе kп = 1.




Для определения шага цепи по формуле (7.38) гл. VII надо знать допускаемое давление р в шарнирах цепи. В табл. 7.18 допускаемое давление р задано в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шага t. Поэтому для расчета по формуле (7.38) величиной р следует задаваться ориентировоч-


но. Ведущая звездочка имеет частоту вращения


Среднее значение допускаемого давления при п  200 об/мин р = 23 МПа.

Шаг однорядной цепи (т = 1)




Подбираем по табл. 7.15. цепь ПР-31, 75-88, 50 по ГОСТ 13568-75, имеющую t = 31,75 мм; разрушающую нагрузку Q  88,5 кН; массу q = 3,8 кг/м; Аоп = 262 мм2.

Скорость цепи



Окружная сила





Давление в шарнире проверяем по формуле (7.39)





Уточняем по табл. 7.18 допускаемое давление [р] = 22 [1 + 0,01 (z3 - 17)] = = 22 [1 + 0,0,1 (25 - 17)] = 23,76 МПа. Условие р < [р] выполнено. В этой формуле 22 МПа — табличное значение допускаемого давления по табл. 7.18 при п = 200 об/мин и t = 31,75 мм.

Определяем число звеньев цепи по формуле (7.36)






где ; z = z3 + z4 = 25 +78 = 103.




Тогда




Округляем до четного числа Lt = 152.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по фор­муле (7.37)





Для свободного провисания цепи предусматриваем возмож­ность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 1562  0,004  6 мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звездочек [см. формулу (7.34)]




Определяем диаметры наружных окружностей звездочек [см. формулу (7.35)]




где d1 = 19,05 mm — диаметр ролика цепи (см. табл. 7.15);





Силы, действующие на цепь:

окружная Ftц = 4950 Н — определена выше;

от центробежных сил Fv = qv2 = 3,8 • 2,562  25 Н, где q — = 3,8 кг/м по табл. 7.15;

от провисания Ff = 9,81 kf qaц = 9,81 • 1,5  3,8  1,562 = 88 Н, где kf = 1,5 при угле наклона передачи 45°.

Расчетная нагрузка на валы


FB = Ftц + 2Ff = 4950 + 2 • 88 = 5126 Н.


Проверяем коэффициент запаса прочности цепи [по форму­ле (7.40)]




Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]  9,4 (см. табл. 7.19); следовательно, условие s > [s] выпол­нено.

Размеры ведущей звездочки:

ступица звездочки dст = 1,6 . 55 = 88 мм; lст = (1,21,6) 55 = 6688 мм; принимаем lст = 85 мм;

толщина диска звездочки 0,93Ввн = 0,93 • 19,05  18 мм, где Ввн — расстояние между пластинками внутреннего звена (см. табл. 7.15).

Аналогично определяют размеры ведомой звездочки.


-45-ekonomika-razvitogo-socializma-kosulina-l-g-istoriya-rossii-xx-vek-ucheb-kn-dlya-9-kl-obsheobrazovat-uchrezhdenij.html
-45-metallizator-spravochnik-rabot-i-professij-rabochih.html
-46-47--a-a-yalbulganov-finansovij-kontrol.html
-46-tendencii-razvitiya-iskusstva-i-hudozhestvennoj-literaturi-vsemirnaya-istoriya-xx-vek-uchebnik-dlya-shkolnikov-1011-klassov.html
-48-nacionalnij-rinok-i-mehanizm-ustanovleniya-ravnovesiya-mezhdu-sprosom-i-predlozheniem.html
-49-defektoskopist-po-magnitnomu-kontrolyu-v-red-postanovlenij-goskomtruda-sssr-i-sekretariata-vcsps-ot-10.html
  • tasks.bystrickaya.ru/2410-odnokratnoe-vklyuchenie-rezhima-ne-bespokoit-one-time-dnd-rukovodstvo-po-programmirovaniyu-soderzhanie-istoriya-izmenenij.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/variant-ii-metodicheskie-rekomendacii-po-organizacii-samostoyatelnoj-raboti-studentov-zaochnogo-otdeleniya.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/rossiya-v-nashem-serdce-stranica-4.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sagindikova-zhanar-berikbolovna-trtb-iin-mektep-oushilarin-aza-etnopedagogikasi-raldari-arili-adamgershlkke-trbieleu.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-soblyudeniyu-edinogo-rechevogo-rezhima-v-uo-polockij-torgovo-tehnologicheskij-kolledzh.html
  • report.bystrickaya.ru/iskusstvennoe-dihanie-metodicheskie-rekomendacii-naseleniyu-gorodskogo-okruga-samara-po-pravilam-povedeniya-v-chrezvichajnih.html
  • esse.bystrickaya.ru/protivodejstvie-korrupcii-v-ispolnitelnih-organah-gosudarstvennoj-vlasti-yamalo-neneckogo-avtonomnogo-okruga-na-2009-2011-godi-stranica-4.html
  • knigi.bystrickaya.ru/spisok-sovetov-utverzhdennih-prikazami-rosobrnadzora-v-2009-2011-gg-stranica-7.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/programmno-metodicheskoe-obespechenie-plana-vneurochnoj-deyatelnosti-obrazovatelnaya-programma-municipalnogo-byudzhetnogo.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/55programma-kursa-okruzhayushij-mir-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-umk-perspektivnaya-nachalnaya-shkola.html
  • education.bystrickaya.ru/-ekonomiya-energoresursov-potencial-dlya-razvitiya-informacionnij-byulleten-mestnogo-samoupravleniya-izdaetsya.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/programma-uchebnoj-disciplini-ekonomika-dlya-podgotovki-specialistov-po-neekonomicheskim-specialnostyam-trudoemkost-90-ch.html
  • assessments.bystrickaya.ru/dzhosh-makdauell-stranica-19.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rasprostranennost-kureniya-i-ee-dinamika-za-poslednie-godi.html
  • reading.bystrickaya.ru/korrekcii-shkolnoj-programmi-dopolnitelnih-istochnikov-informacii-regionalnogo-komponenta-igri-na-urokah-anglijskogo-yazika.html
  • tasks.bystrickaya.ru/3-strategicheskie-napravleniya-deyatelnosti-strategicheskie-celi-razvitiya-ministerstva-kulturi-i-informacii-i-klyuchevie-celevie-indikatori.html
  • lesson.bystrickaya.ru/polit-liderstvo.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zimnij-sankt-peterburg-sankt-peterburg-ekskursionnie-sbornie-turi.html
  • notebook.bystrickaya.ru/ilimi-zhne-pedagogikali-profildk-mamandiini-magistraturaa-tsuge-arnalan-keshend-emtihanini-badarlamasi-men-tapsirmalari.html
  • testyi.bystrickaya.ru/administrativnie-reglamenti-i-standarti-gosudarstvennih-uslug-stranica-10.html
  • notebook.bystrickaya.ru/instrukciya-po-dvizheniyu-poezdov-i-manevrovoj-rabote-na-zheleznih-dorogah-ukraini-s-izmeneniyami-soglasno-prikaza-ministerstva-transporta-i-svyazi-ukraini-584-ot-11-08-2010.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/apostolskoe-puteshestvie-petra-931-43-uchebnoe-posobie-dlya-studentov-3-klassa-sergiev-posad.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/soderzhanie-programmi-i-organizacionno-metodicheskij-razdel-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-russkij.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vas-predlozhil-ogradit-sudej-ot-pravoohranitelnih-organov-kommersant-gazeta-moskva-irina-granik-anastasiya-gorshkova07-12-2011-7.html
  • education.bystrickaya.ru/36-e-rezerfordu-19-oktyabrya-1936-moskva-kniga-predstavlyaet-interes-dlya-vseh-kto-interesuetsya-istoriej-stanovleniya.html
  • doklad.bystrickaya.ru/v-etap-sozdanie-edinogo-annotirovannogo-elektronnogo-kataloga-na-vse-mediaresursi.html
  • predmet.bystrickaya.ru/soderzhanie-otveta-uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-1-kursa-fakulteta-prava.html
  • letter.bystrickaya.ru/o-a-lucenko-kriminalisticheskaya-identifikaciya.html
  • institut.bystrickaya.ru/temi-stengazet-spisok-naibolee-znachitelnih-pamyatnikov-prava-rossijskogo-gosudarstva.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zakon-rossijskoj-federacii-ot-14-iyunya-2011-g-n-137-fz-o-vnesenii-izmenenij-v-lesnoj-kodeks-rossijskoj-federacii-i-statyu-71-federalnogo-zakona-.html
  • essay.bystrickaya.ru/c-i-v-i-l-i-z-a-c-i-ya-oprotivela-dushe-moej-zhizn-moya-predamsya-pechali-moej-budu-govorit-v-gorechi-dushi-moej.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/rossihin-vv-yakovenko-mg1-misko-sya-tezisi-21-24-maya-2008-goda.html
  • university.bystrickaya.ru/ezhegodnij-konkurs-vipusknih-kvalifikacionnih-rabot-ekonomika-i-menedzhment-eim-2011-priurochennij-ko-dnyu-rozhdeniya-ekonomicheskogo-fakulteta-osnovnimi-celyami.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/rudnickij-k-l-russkoe-rezhisserskoe-iskusstvo-1898-1907-m-nauka-1989-384-s.html
  • student.bystrickaya.ru/2-trebovaniya-k-urovnyu-osvoeniya-disciplini-menedzhment-organizacii.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.