Спроектировать привод к щековой дробилке

 

Федеральное агентство  образования Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Ивановский Государственный  Химико-Технологический Университет

 

 

 

 

 

Кафедра: Механики

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка

к курсовому  проекту по деталям машин

 

 

 

На тему: спроектировать привод к щековой дробилке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. 3/33

          Смирнов К.И.

                                                                                            Проверил:

                                                                                                          

                                                                                           Принял: 

 

 

 

 

 

 

Иваново 2005

Техническое задание: спроектировать привод к щековой дробилке.

Выбранная схема:

 

 

 

 

Исходные данные:   мощность на рабочем валу  N_рв = 29 кВт.

                                   число оборотов на рабочем  валу n_рв = 60 ^об/_мин

 

 

 

 

 

1.Кинематический расчет привода

 

Исходные данные:

N_рв = 29 кВт.

       n_рв = 60 ^об/_мин

Принимаю n_c = 1500 ^об/_мин

 

1.1  Определяю общее передаточное число привода

     U_пр = n_с/n_рв

     U_пр = 1500 / 60 = 25

2. Подбираю электродвигатель

N_эд = N_рв / η _пр

η _пр = η²_пк· η _оп· η _ред· η _муфты

  η _пк = 0,991

  η _оп = 0.995

  η _ред = 0,975

  η _муфты = 0.98

η _пр = 0.88

N_эд ^р = 29 / 0.88 = 32.95 кВт

по ГОСТ 19523-81 выбираю электродвигатель: 4А200М4У3

N_эд = 37 кВт

n_с = 1500 ^об/_мин

S = 1.7 %

недогрузка электродвигателя составляет

((32.95-37) / 37) · 100 % = 11 %  < [ 15 % ]    условие недогрузки                                                                                            выполняется

 

Асинхронная частота вращения вала электродвигателя составляет

n _ас = n_с · (1-S% /100)

n _ас = 1500 · (1 – 1.7/100) = 1474.5 ^об/_мин

 

 

1.3  Определяю передаточные отношения

U _пр = n_ас / n_р.в.

U _пр = 1474.5 / 60 = 24.575

принимаю U _ред = 5 ; тогда   U _оп = U _пр / U_ред = 24.575 / 5 = 4.915

принимаю U_оп = 5 ; тогда   n _р.в. = n _ас / (U_ред · U_оп) = 1474.5 / (5 · 5) = 58.98 ^об/_мин 

расхождение с заданной частотой вращения состовляет

((58.98 – 60) / 60) · 100 % = 1.7 %  что допустимо

Передаточные отношения  привода

U _ред = 5

U _зп = 5

 

1.4  Определяю моменты на валах привода и частоту их вращения

Быстроходный вал редуктора

М ₁ = М _эд = (30 · N_эд^р) / (π · n  _ас)

М ₁ = (30 · 32950) / (3.14 · 1474.5) = 213.5 Нм

n ₁ = n _ас = 1474.5 ^об/_мин

     Тихоходный  вал редуктора

М₂ = М₁ · U_ред · η_ред · η_пк

М₂ = 213.5·5·0.975·0,991 = 1031.4 Нм

n₂ = n₁ / U_ред

n₂ = 1474.5/5 = 294.9 ^об/_мин

       Рабочий вал исполнительного звена

М₃ = М₂ · U_оп · η_оп · η_пк

М₃ = 1031.4·5·0.955·0.991= 4880.6 Нм

n₃ = n₂ / U_оп

n₃ = 294.9/5 = 58.98 ^об/_мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет закрытой  передачи

 

Исходные данные:

М₁ = 213.5 Нм

n₁ = 1474.5 ^об/_мин

U_ред = 5

Расположение зубчатых колес –  симметричное

Вид передачи – цилиндрическая косозубая

 

2.1 Выбор материала: для зубчатых колес – Сталь 40ХН, закалка

НВ = 230 ÷ 280

Принимаю НВ₂ = 280

 

2.2  Определяю допускаемое контактное напряжение

[σ_H]₂ = σ_HO · K_HL / S_H

  σ_HO = 2· НВ₂ + 70 = 527.5 МПа             

  K_HL =

    N_HO = 30 · HB^2.4 = 30 · 280^2.4 = 2.2 · 10⁷

    N_HE = 60 · T · n · c = 60 · 28800 · 294.9 = 5.1 · 10⁸

принимаем K_HL = 1

[σ_H]₂ = ( 527.5 · 1) / 1.2 = 633 МПа

 

2.3 Ориентировочное межосевое растояние

a = K_a · (U + 1) ·

  K_a = 430

  Ψ_ba = 0.315

  Ψ_bd = 0.5 · ψ_ba · (U + 1) = 0.945

  K_HB = 1.04

a = = 180.061 мм

принимаю а_ст = 180 мм

 

2.4  Определяю модуль

m_n = (0.01 ÷ 0.02) · a = 1.8 ÷ 3.6 мм

принимаю m_n =2.5 мм

 

5. Определяю суммарное количество зубьев

Z_Σ = (2 · a / m_n) · cos β

Z_Σ = (2 · 180 / 2.5) · cos 10° = 144

 

6. Определение количество зубьев щестерни и колеса

Z₁ = Z_Σ / (U + 1)  

Z₁ = 144 / (5 + 1) = 24

Z₂ = Z_Σ – Z₁

Z₂ = 144 – 24 = 120

 

7. Уточняем передаточное отнлшение

 

8. Уточняем межосевое расстояние

 

 

9. Определяем окружную скорость

 

8 степень точности

 

10.  Проверяю расчетные контактные напряжения

 

         

 

 

 

Недогрузка 

 

11. Проверяю допускаемые напряжения изгиба зубьев передачи

  

Расчет проводим по колесу

  

 

12. Проверяю расчетные изгибные напряжения

 

     

 

13. Силы действующие в зацеплении

 

 

 

 

 

 

 

 

14.    Параметры зубчатых колес

 

Делительный диаметр

шестерни          

колеса           

Наружный диаметр

шестерни    

колеса                 

Внутренний диаметр

шестерни  

колеса       

Ширина

шестерни 

колеса      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет открытой передачи

 

Исходные данные:

М₃ = 4880.6

n₃ = 58.98 ^об/_мин

U_оп = 5

   Расположение зубчатых колес – симметричное

 

1.    Выбор материала

 

шестерня – Сталь 45, литье, улучшение         НВ₁ = 220

колесо – Сталь 45, литье, нормализация         НВ₂ = 185

 

      шестерня

      колесо

 

2.    Определяю количество зубьев шестерни и колеса

принимаю   

 

3.3   Определяю допускаемое изгибное напряжение

  

 

 

3.4   Расчет на  прочность по изгибу зуба

 

 

 

расчет производим по колесу

 

5. Вычисляем модуль из условия изгибного напряжения

 

     

   в открытой  передаче величину модуля увеличивают  в 1,5 ÷ 2 раза

 

m = 6 мм

 

3.6   Параметры зубчатых  колес

 

Делительный диаметр

шестерни          

колеса           

Наружный диаметр

шестерни  

колеса               

Внутренний диаметр

шестерни  

колеса       

Ширина

шестерни 

колеса      

Межосевое расстояние

Окружная скорость

 

3.7   Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба

     

 

8. Силы действующие в зацеплении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет быстроходного вала

 

4.1

  

принимаю d₁ = 46 мм

 

1. Конструирую вал

принимаю l₁ = 90 мм

  

4.2   Проверяю шпонки

Шпонка 14×9  ГОСТ 8788-68

    

 

4.3   Реакции опор

 

             133                           71                                71

   Горизонтальная  плоскость

           

   Вертикальная  плоскость

    

   Суммарная реакция  опор

 

4.4

  

 

4.5  

    

 

 

4.6 Выбор и проверка подшипника

№ 66410

d = 50 мм

D = 130 мм

С = 77600 Н

С₀ = 61200 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет тихоходного вала

 

5.1

   

принимаю d₁=60 мм

 

2. Конструирую вал

 

3. Проверяю выбранные шпонки

Шпонка 20×12  ГОСТ 8788-68

    

Шпонка 18×11  ГОСТ 8788-68

    

 

5.4 Реакции опор

  

                                    71                                   71                          170

 

 

Горизонтальная плоскость

   

Вертикальная плоскость

    

 

5.5   

  

 

5.6    

 

    

 

5.7  

Выбор и проверка подшипника

№ 46313

d = 65 мм

D = 140 мм

С = 89000 Н

С₀ = 76400 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Смазка редуктора

 

   Смазку передачи  редуктора проектируется методом  погружения колеса в масляную ванну на глубину 20…30 мм

 

   Ориентировочно  определяем необходимую вязкость  материала по эмпирической формуле

   

   Выбираю масло  И-Г-С-68

   Объем масляной  ванны

 

   Смазка подшипников

   Выбираю смазку  Солидол  ГОСТ 1033-79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Конструирование корпуса редуктора

 

Материал корпуса СЧ15

Корпус редуктора имеет  четыре отверстия под фудаментные  болты

 

Длинна корпуса 

L = 440 мм

 

Ширина корпуса

B = 280 мм

 

Максимальная высота редуктора 

H_max = 430 мм

 

Диаметр фундаментных болтов

d₁ = 0.03 · 200+12 = 18 мм

принимаю М 18

Диаметр болтов соединяющих  крышку с корпусом редуктора

d₂ = 0.75 · d₁ = 13.5 мм

принимаю М 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Конструирование рам и плит

 

Материал для отливки  плит Сталь 45

 

Принимаю сварную раму из швеллера стального горячекатаного №14

 

Количество фундаментных болтов n = 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Киселев Б.Р. « Проектирование приводов машин химического                      производства» Иваново 2003
2. Киселев Б.Р. «Курсовое проектирование по механике» Иваново 2003
3. Шейнблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин» М. 1991
4. Анурьев В.И. «Справочник конструктора – машиностроителя» в 3^ех томах М. 1979

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

    Наименование Стр.

 

Техническое задание

Кинематический расчет

Расчет закрытой передачи

Расчет открытой передачи

Расчет быстроходного  вала

Расчет тихоходного  вала

Смазка редуктора

Конструирование корпуса  редуктора

Конструирование рам и плит

Литература

Содержание