Привод к шнеку-смесителю

 

      Оглавление 

1.Техническое задание

2.Введение

3.Выбор электродвигателя , кинематический и силовой расчёт привода

4.Расчёт зубчатой передачи редуктора

5.Проектировочный расчёт валов редуктора

6.Конструктивные размеры зубчатой пары

7. Конструктивные  размеры корпуса и крышки редуктора

8. Первый этап  компоновки редуктора

9. Расчёт ременной  передачи

10 Подбор шпонок  и проверочный расчёт шпоночных  соединений

11.Второй этап  эскизной компоновки редуктора

12. Подбор подшипников  для валов редуктора

13.Проверочный  расчёт валов редуктора

14.Смазка зацепления  и подшипников редуктора. Выбор сорта масла и его количества

15. Сборка редуктора

16.Список литературы

17.Оглавление

 

       Введение 

     Редуктором  называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи. Указанные механизмы являются наиболее распространенной тематикой курсового проектирования.

     Назначение  редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

     Редуктор  состоит из корпуса (литого чугунного  или сварного стального), в котором помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).

     Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.

     Кинематические  схемы и общие виды наиболее распространенных типов редукторов представлены на рис. 1 - 3. На кинематических схемах буквой Б обозначен входной (быстроходный) вал редуктора, буквой Т - выходной (тихоходный).

     Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчаточервячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т.д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).

     Возможности получения больших передаточных чисел при малых габаритах  обеспечивают планетарные и волновые редукторы.

     Одноступенчатые цилиндрические редукторы.

     Из  редукторов рассматриваемого типа наиболее распространены горизонтальные (рис.1). Вертикальный одноступенчатый редуктор показан на рис. 2. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми или шевронными зубьями. Корпуса чаще выполняют литыми чугунными, реже — сварными стальными. При серийном производстве целесообразно применять литые корпуса. При серийном производстве целесообразно применять 

     

     Рис. 1. Одноступенчатый горизонтальный редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами; а — кинематическая схема; б — общий вид редуктора с косозубыми колесами 

     литые корпуса. Валы монтируют на подшипниках качения или скольжения. Последние обычно применяют в тяжелых редукторах.

     Максимальное передаточное число одноступенчатого цилиндрического

     

 

     Рис. 2. Одноступенчатый вертикальный редуктор с цилиндрическими колесами: а  — кинематическая схема; 6 —- общий  вид 

     

     Рис.3. Сопоставление габаритов одноступенчатого и двухступенчатого 

     редукторов с цилиндрическими колесами при одинаковом передаточном числе и = 8,5 редуктора по ГОСТ 2185—66 u_max = 12,5. Высота одноступенчатого редуктора с таким или близким к нему передаточным числом больше, чем двухступенчатого с тем же значением и (рис. 3). Поэтому практически редукторы с передаточными числами, близкими к максимальным, применяют редко, ограничиваясь и < 6. Ново-Краматорский машиностроительный завод (НКМЗ) выпускает крупные (межосевые расстояния a_w ⁼ 300 - 1000 мм) одноступенчатые горизонтальные редукторы с и = 2,53 - 8,0.

     Выбор горизонтальной или вертикальной схемы  для редукторов всех типов обусловлен удобством общей компоновки привода (относительным расположением двигатели и рабочего вала приводимой) в движение машины и т.д.

 

      Тяговая сила цепи F = 2,5 кН

       Скорость  перемещения смеси V = 1,5 м/сек

       Наружный  диаметр шнека D=450 мм

       Допустимое  отклонение скорости смеси δ = 5 %

       Срок  службы привода – 4 года 

Тип редуктора

 

Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет 

     Определяем  требуемую мощность электродвигателя:

  

 

     где

      КПД зубчатой передачи

      КПД ременной передачи

      коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения

     Значения  КПД передачи:

       ([1], таблица 1.1)

     

     По  требуемой мощности выбираем электродвигатель 3-х фазный, коротко замкнутый, в  серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения:

     Электродвигатель 4Аl32S4 с номинальной мощностью 5,5 кВт и номинальной частотой вращения об/мин

     Общее передаточное отношение привода:

     Принимаем передаточное число редуктора: ([1], страница 36)

     Передаточное  число ременной передачи:

     Частота вращения ведущего вала редуктора: об/мин

     Угловая скорость ведущего вала редуктора:

     Угловая скорость ведущего вала электродвигателя:

     Угловая скорость ведомого вала редуктора:

     

     Вращающие моменты:

 

 

 

     Выведем все расчеты в таблицу:

 

      4. Расчет зубчатой передачи редуктора 

4.1Выбор материала и назначение термической обработки 

     Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материал со средними механическими свойствами.

     Принимаем для шестерни и колеса сталь 45 термической  обработкой – улучшение.

     Твердость шестерни , а твердость колеса ([1], таблица 3.3) 

     4.2 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. 

     Допускаемые контактные напряжения: 

       

      предел контактной выносливости при базовом числе циклов

     Для стали твердость меньше 350 и термообработкой  улучшение 

      коэффициент долговечности 

       Число циклов колеса больше  чем базовое ([1], страница 33)

      коэффициент безопасности

       ([1], страница 33)

     При термообработке улучшение

     Контактное  напряжение для шестерни:

     

     

     Контактное  напряжение для колеса:

     

     

     Расчетное контактное напряжение равно 428 МПа

     Допускаемые напряжения изгиба:

     

      предел выносливости (при отнулевом  цикле), соответствующий базовому числу  циклов.

       коэффициент безопасности

      (для улучшенной стали)

     

       ([1], таблица 3.9)

      (для штампованной стали) ([1], страница 44)

     Рассчитываем  напряжения изгиба для шестерни:

     

     

     Рассчитываем  напряжения изгиба для колеса:

     

     

 

      4.3 Определение параметров передачи и геометрических размеров 

     Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев. 

       

      коэффициент ([1], страница 32)

      коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца ([1], таблица 3.1)

      коэффициент ширины венца относительно межосевого расстояния ([1], с. 33 ) 

     

     Принимаем стандартное значение

     Модуль зацепления:

     Принимаем стандартное значение

     Число зубьев шестерни: , принимаем = 38

     Число зубьев колеса:

     Основные  размеры шестерни и колеса.

     Диаметры делительные:

     

     

     Проверяем межосевое расстояние:

     Диаметры  вершин зубьев: