Привод к ленточному транспортеру

Введение

 

Детали машин должны удовлетворять условию надежности, т.е. способоности, сохраняя свои эксплуатационные  показатели, выполнять заданные функции в течении заданного срока службы, и условию экономичности, т.е. иметь минимальную необходимую стоимость изготовления и эксплуатации.

Поэтому необходимо применять  наиболее подходящие материалы с  учетом их стоимости и дефицитности, а также рассчитывать детали без  излишних запасов.

Работоспособность и  надежность деталей машин характеризуется  определенными критериями. По одному или по нескольким их этих критериев ведут расчет, цель которого – определение размеров и материалов деталей машин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчет привода с червячным редуктором.

 

Исходные данные:

F_t= 9,5 кH – окружное усилие;

С = 7 лет – срок службы;

V =0.12м/с – скорость ленты;

D = 0.35м;

К_сут = 0.3;

К_год = 0.7.

 

График нагрузки:

 

Кинематическая схема:

 

1.1 Кинематический расчет привода.

 

Согласно (1), определим требуемую  мощность двигателя:

 

 

Где - общий КПД привода.

 

 

Где - КПД муфты;

- КПД одной пары подшипников  качения;

- КПД червячной пары;

- КПД цепной передачи.

 

 

Определим угловую скорость вращения приводного вала:

 

 

Определим приемлемую угловую  скорость вала двигателя.

Согласно (1), примем передаточное число  червячной передачи U₁ = 10; червячной передач U₂ = 10; цепной передачи U₂ = 2.

 

 

По ГОСТ 19523-81 примем электродвигатель 4А100L6У3 мощностью 2200Вт. Синхронная частота вращения вала ; Примем величину скольжения .

Тогда действительная частота  вращения вала равна:

 

 

Угловая скорость вала двигателя:

 

 

Передаточное число  привода:

 

 

Примем передаточное число червячной передачи U₁ = 10; червячной передач U₂ = 10;

Передаточное число  цепной передачи:

 

 

Определим угловые скорости валов:

 

 

Мощности на валах  привода:

 

 

Крутящие моменты на валах привода:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет первой червячной передачи.

2.1 Выбор материалов  и расчет допускаемых напряжений

 

Примем материал венца  червячного колеса бронзу БрАЖ9-4 с пределом прочности и текучести . Материал червяка примем Сталь 40Х закаленную до твердости 45…50HRC. Витки червяка шлифованные.

Согласно (1), допускаемые  контактные напряжения венца колеса при скорости скольжения 4м/с.

Определим допускаемые  напряжения изгиба

 

 

- эквивалентное число циклов нагружения.

Определим срок службы передачи:

 

.

- в зацеплении одна передача.

 

 

2.2 Проектный расчет.

 

Определим межосевое расстояние.

 

 

Примем число витков червяка  ;

Число зубьев колеса:

 

 

- принятый коэффициент диаметра  червяка.

- принятый коэффициент нагрузки.

 

 

 

Расчетный модуль зацепления:

 

 

По стандарту примем .

Определим геометрические параметры  червячной передачи.

Делительные диаметры:

 

 

Межосевое расстояние:

 

 

Диаметры вершин:

 

 

Диаметры впадин:

 

 

Ширина венца колеса:

 

 

Делительный угол подъема  витка червяка

 

 

Длина нарезки червяка:

 

 

Наибольший диаметр  колеса:

 

 

Скорость скольжения:

 

 

Примем седьмую степень  точности зацепления. Определим силы, действующие на червячное колесо.

Окружное усилие:

 

 

Радиальное усилие:

 

 

Осевое усилие

 

 

2.3 Проверочный расчет.

 

 

- коэффициент формы зуба.

Определим эквивалентное число зубьев:

 

 

 

3. Расчет второй червячной  передачи.

Материалы венца червячного колеса и червяка примем теми же, что и при расчете первой ступени.

3.1 Проектный расчет

 

Определим межосевое расстояние.

 

 

Примем число витков червяка  ;

Число зубьев колеса:

 

 

- принятый коэффициент диаметра  червяка.

- принятый коэффициент нагрузки.

 

 

 

Расчетный модуль зацепления:

 

 

По стандарту примем .

Определим геометрические параметры  червячной передачи.

Делительные диаметры:

 

 

Межосевое расстояние:

 

 

Диаметры вершин:

 

 

Диаметры впадин:

 

 

Ширина венца колеса:

 

 

Делительный угол подъема витка червяка

 

 

Длина нарезки червяка:

 

 

Наибольший диаметр  колеса:

 

 

Скорость скольжения:

 

 

Примем седьмую степень  точности зацепления. Определим силы, действующие на червячное колесо.

Окружное усилие:

 

 

Радиальное усилие:

 

 

 

Осевое усилие

 

 

 

3.2 Проверочный расчет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Проектный расчет валов.

 

Данный расчет ведем  по формуле

 

 

Где - допускаемое напряжение кручения

4.1 Первый вал:

 

 

Примем диаметр конца вала 28мм, под уплотнение 30мм, под подшипники 35мм.

4.2 Второй вал:

 

 

Примем диаметр вала под подшипники 50мм, под колесом 55мм, под колесом 55мм.

4.3 Третий вал:

 

 

Примем диаметр конца  вала 60мм, под уплотнение 65мм, под подшипники 70мм, под колесом 75мм.

4.4 Приводной вал:

 

 

Примем диаметр конца  вала 65мм, под подшипники 70мм, под  барабаном 75мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет шпоночных соединений.

 

Данный расчет ведем  по формуле

 

 

Где - допускаемое напряжение смятия.

 - диаметр вала в месте установки шпонки

- рабочая длина шпонки без учета закруглений

- размеры сечения шпонки и  глубина шпоночного паза вала по ГОСТ 23360-78

5.1 Первый вал:

Примем  ;

 

 

Полная длина шпонки:

 

 

5.2 Второй вал:

Примем  ;

 

 

Полная длина шпонки:

 

 

5.3 Конец третьего вала

Примем  ;

 

 

Полная длина шпонки:

 

 

 

5.4 Третий вал в месте установки колеса

Примем  ;

 

 

Полная длина шпонки:

 

 

5.5 Конец приводного  вала

Примем  ;

 

 

Полная длина шпонки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет цепной передачи.

 

Определим число зубьев меньшей  звездочки

 

 

Примем 

Число зубьев ведомой  звездочки

 

 

 

Примем 

Определим коэффициент эксплуатации:

 

 

где - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки:

- коэффициент, учитывающий межосевое расстояние;

- коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали

- коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи, при регулировании положения оси ведущей звездочки.

- коэффициент, учитывающий характер смазки.

- коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки.

 

 

Определим частоту вращения ведущей звездочки:

 

 

Определим среднее допускаемое  давление в шарнирах цепи:

 

 

Рассчитаем величину шага цепи:

Для однорядной цепи m = 1.

Для определения оптимального значения шага цепи зададимся тремя  смежными шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ  13568-75 и расчеты сведем в таблицу.

Таблица 1. Расчет цепной передачи

Определяемая величина	Расчетная формула	шаг цепи t, мм
		31,75	38,1	44,45
Частота вращения меньшей звездочки n1, об/мин Допустимая частота вращения меньшей звездочки. [n1max] об/мин	по табл. 3.4	9,6     1100	9,6     850	9,6     750
Характеристика цепи: Разрушающая нагрузка Q, H Ширина внутреннего венца Ввн, мм диаметр оси d, мм масса 1м цепи, кг/м	по табл. 3.2	86820   19,05   9,55 3,8	124590   25,4   11,1 5,5	169130   25,4   12,7 7,5
Площадь проекции опорной поверхности шарнира А, мм2		264	409	468
Диаметр делительной окружности звездочки D, мм		283,6     414,8	340,2     497,7	397     580,7
Радиус делительной окружности звездочки R1, м		141,8	170,1	198,5
Средняя скорость цепи v, м/с Допустимое значение [v], м/с	по пункту 2.7	0,16   20	0,19   20	0,22   20
Ориентировочное значение межосевого расстояния ao		1270	1524	1778
Длина цепи в шагах или число звеньев в цепи		116	116	116