Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

ДЕТАЛЯМ МАШИН

Читайте также:
  1. Mechanical Engineering (Машинобудування)
  2. Безопасность при эксплуатации дорожно-строительных машин
  3. Бельеобрабатывающие машины
  4. БИЛЕТ 9 Задание № 2 Текст задания:Описать тепловую машину Сади Карно.
  5. Бифуркация состояния социальных и человекомашинных систем таким образом есть не только объективный факт, но и продукт мыслительной деятельности конкретных личностей.
  6. В072400 – Технологические машины и обрудования
  7. Вантажопіднімальні крани за характером є рухомими машинами у процесі експлуатації яких виникають небезпечні ситуації.
  8. Ваша машина упала в воду
  9. Виды машинного перевода
  10. Влияние износа на стоимость машин и оборудования

НА ТЕМУ: РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА ГТОРНОЙ МАШИНЫ

 

СТУДЕНТ: КРАВЦОВ И. Ю.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: МОП

ДАТА ВЫПОЛНЕНИЯ:

 

 

ПРОЕКТ ПРИНЯТ С ОЦЕНКОЙ:

 

МОСКВА 2012

Содержание

1. Исходные данные для расчета и проектирования привода к горной машине

2. Кинематический и силовой расчет привода, выбор эл. двигателя и определение передаточных отношений ступеней передачи.

3. Определение частот вращения валов редуктора и крутящих моментов

4. Выбор материалов для изготовления шестерён, зубчатых колес и валов редуктора с определением допускаемых напряжений.

5. Проектированный расчет зубчатых пар редуктора и определение основных технических параметров редуктора.

6. Предварительное определение диаметров валов редуктора.

7. Эскизная компоновка редуктора на миллиметровке в масштабе 1:1.

8. Расчет зубчатых передач на прочность.

А) Расчет на контактную передач на прочность.

Б) Расчет на изгибную прочность зубьев.

9. Уточненный расчет валов по запасу прочности.

10. Выбор опорных подшипников для валов редуктора и расчет их на долговечность.

11. Подбор шпонки и шпоночный расчет шпоночных соединений.

12. Выбор способа смазки рабочих элементов редуктора и смазочных материалов.

13. Выбор соединительной.

14. Корпусные детали редуктора.

15. Список литературы.

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИВОДА К ГОРНОЙ МАШИНЕИ-ТЯГОВАЯ ЛЕБЕДКА ШАГАЮЩЕГО ЭСКОВАТОРА

Задание №5 Вариант 7

1.1 Усилие в каждом канате F(кН) 1,9

1.2 Скорость каната V(м\с) 2,5

1.3 Диаметр барабана D(мм) 400

 

Рис. 1.1 Кинематическая схема привода тяговой лебедки шагающего эсковатора

2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА, ВЫБОР ЭЛ.ДВИГАТЕЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ СТУПЕНЕЙ ПЕРЕДАЧИ.

 

2.1 Частота вращения ведомого вала привода (Вал III-III)

 

Пведом

где

V=2,5 м\с (скорость каната)

D=400 мм (диаметр барабана)

 

2.2 Мощность на ведомом валу (Вал III-III)

 

2.3 Мощность эл. двигателя

 

= 11,3 квт

где

 

 

 

ŋ(1)=0,98 – КПД цилиндр. зуб. Пары

ŋ(2)=0,99 – КПД пары подшипников качения

ŋ(3)=0,96 – КПД муфты

 

 

2.4 Принимаем стандартное значение передаточного отношения редуктора

ip=12,5

 

 

2.5 Частота вращения вала эл. двигателя

 

Пэл = Пведом x ip = 120 ˣ 12,5 = 1500

 

2.8 Принимаем два электродвигателя единой серии 4А2МЧУЗ ГОСТ 19523

Р=5,5 кВт пэ = 1500

 

Учитывая S=2,8 %, принимаем для расчета пэ= 1460

Рис. 2.1 Габаритные и присоединительные размеры эл. двигателя серии 4А132МЧУЗ

 

2.9 Определение передаточных отношений ступеней редуктора

 

i т=0,88 =0,88 =3,10

iБ =

 

Принимая стандартные значения

 

 

 

 

 

3. Определение частот вращения валов и крутящих моментов

 

3.1 Вал III – III

 

 

3.2 Вал II – II

 

w=

 

3.3 Вал III – III

 

 

3.4 Окружные скорости зуб. Колес

 

 

 

4. выбор материалов для изготовления зуб. Колес, шестерен и валов редуктора с определением допускаемых напряжений

4.1 Принимаем для шестерен редуктора материал: Сталь 40Х ГОСТ 4543

Термическая обработка «Улучшение» НВ 280….320

 

4.2 Для зубчатых колес и валов редуктора материал: Сталь 45 ГОСТ 1050

Термическая обработка «Улучшение» НВ 240…280

4.3 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба.

контактные напряжения

напряжения изгиба

Предварительно определим среднюю твердость

шестерни 300

колеса

 

Допускаемые напряжения при расчете на контактную выносливость

 

шестерни

колеса

 

Допускаемые напряжения изгиба

шестерни

колеса

4.4 Допускаемые напряжения для валов на деформацию кручения

5.Проектировачный расчет зубчатых пар редуктора и определение основных технических параметров редуктора.

5.1 Быстроходная зуб. Пара

 

5.1.1. Ориентировочное значение межосевого расстояния по формуле

Принимаем стандартное значение

где

Ψ=0,25

 

5.1.2. Модуль

 

M=(0,01///0,2)

 

5.1.3. Суммарное число зубьев

 

5.1.4 Фактическая величина угла наклона

 

5.1.5. Числа зубьев шестерни и колеса

 

5.1.6. Фактическая величина передаточного числа ступен.

 

5.1.7 Диаметры делительных окружностей

 

 

 

5.1.8. Межосевое расстояние

 

 

5.1.9. Ширина зуб. колес

 

B = ψ

 

5.1.10. Проверка модуля по условию

 

В ˂ 25

 

5.1.11 Диаметры окружностей впадин и выступов.

= 56+2 2,5=61 мм

= 224+2 2,5=229 мм

= 56-2 2,5=4975 мм

= 224+2,5 2,5=217,75 мм

 

5.1.12. Коэфициент торцевого перек.

 

 

 

5.1.13. Коэф. осевого перекр.

 

 

 

5.2 Тихоходная зуб. пара

 

5.2.1. Межосевое расстояние

 

Принимаем стандартное значение

где

=430

=760 Нм

 

5.2.2. Модуль

 

m=(0,01…0,02)

 

5.2.3. Суммарное число зубьев

 

 

5.2.4. Фактическая величина угла наклона

 

5.2.5. Числа зубьев шестерни и колеса

 

5.2.6. Фактическая величина передаточного числа ступеней

 

 

 

5.2.7.

 

 

5.2.8.

 

5.2.9.

В= ψ =0,4 160=65 мм

 

5.2.10. Проверка модуля по условию

 

В ˂ 25m=25 3=75

 

5.2.11.

 

,48 мм

 

 

5.2.12 Коэффициент

 

 

 

5.2.13. Коэффициент

 

 

 

6. Предварительное определение диаметров валов редуктора

 

6.1. Расчет, предварительный характер и сведение к определенным диаметрам участков валов в минимальном сечении на деформацию кручения опр. по формуле:

 

d=

 

где

Т-крутящий момент, Н

=(15…25) Мпа – допускаемое напряжение на кручение для стали45 гост 1050 ТО «Улучшение» НВ 240…280

 

6.2. Вал I-I

 

d=

 

Вал эл. двигателя

 

6.3. Вал II – II

 

d=

 

6.4. Вал III – III

 

d=

 

7. Эскизная компоновка редуктора на миллиметровке в масштабе М 1:1

 

8. Проверочный расчет зубчатых передач на прочность.

 

8.1. Общее положение. Расчет распространяется на стальные прямозубые, косозубые и шевронные передачи редуктора при соблюдении следующих условий:

 

a) Валя опираются на подшипники качения

b) Корпус редуктора защищен от проникновения во внутрь грязи, воды и обладает достаточной жесткостью

c) Зубья смазываются маслом

d) Среда не агрессивная

e) Температура масла в картере не выше С

f) Степень точности по нормам плавности и контакта 6…9 по Гост 1643

g) Окружная скорость зуб. колес до 10 м\с

h) Параметры шероховатости рабочих поверхностей зубьев 2,5 мкм

i) Исходный контур по Гост 13755

j) Критерии работоспособности, нарушение работоспособности называется отказом, виды которых бывают:

 

1) Поломка зубьев

2) Хрупкое или пластическое разрушение рабочих поверхностей зубьев от действия больших нагрузок

3) Усталостное разрушение поверхности зубьев

4) Износ

5) Заедание

 

8.3. В соответствие с перечисленными видами отказов производятся следующие расчеты зубьев.

A. Расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев

B. Расчет на изгибную выносливость зубьев

 

8.4. Проверочный расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев.

8.4.1. Быстроходная зуб. пара. По Формуле:

Где

 

=

=1,04

F=

b= 35 мм

 

=190

 

 

Допускаемое контактное напряжение не вызывающее опасной контактной усталости материала.

Где

Коэфициент долговечности по формуле:

= при ˂ , но не более 1,8

= , но не менее 0,75

Предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующим базовому циклу напряжения

НВ при улучшении Т.О.

Мпа

Коэффициент запаса прочности

=60 1460 =4,3

Т=5000 ч. срок службы

=30

Тогда

Действительные напряжения не превышают допускаемые

 

8.4.2. Тихоходная зубчатая пара определится по формуле:

 

 

где

 

 

 

b= 65 мм

 

 

 

 

Допускаемое контактное напряжение не вызывающее опасной контактной усталости материала.

 

 

 

=2Н +70=590 Мпа

 

 

 

=60 378 5000=1,1

 

 

=378

 

 

 

 

 

Действительные напряжения не превышают допустимые.

 

8.5. Проверочный расчет на изгибную выносливость зубьев.

 

8.5.1. Быстроходная зуб. пара определится по формуле:

 

 

где

в= 35 мм

m=2,5 мм

 

=3,47+ 4,04

 

 

 

 

Допускаемое напряжение на изгибную прочность.

 

 

где

 

 

 

 

Действительные напряжения не превышают допустимых.

 

8.5.2. Тихоходная зубчатая пара

 

 

 

Где

 

b=65

m=3 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допускаемое напряжение на изгибную прочность

 

 

где

 

 

 

 

Действительные напряжения не превышают допустимых.

 

9. Уточненный расчет валов редуктора по запасу прочности

9.1. Расчет ведем по формулам

 

- запас прочности по нормальным напряжениям

– запас прочности по касательным напряжениям

 

–общий запас прочности

где

 

Для стали 45 ГОСТ 1050

 

–суммарные коэффициенты, учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении

 

Где

 

-эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений

- коэффициент влияния абсолютных размеров на перекос сечения

- коэффициент перевода любого цикла переменных напряжении в эквивалентные по разрушающему действию симметричных цикл.

 

М- расчетный суммарный изгибающий момент, Нм

Т- крутящий момент, Нм

9.3 Определение действующих сил в зубчатых зацеплениях

9.3.1 Быстроходная зубчатая пара

 

Окружная сила

Где

Радиальная сила

Н

Где

 

Осевая сила

=420 Н

 

9.3.2. Тихоходная зубчатая пара

 

 

Н

 

 

 

 

9.5. Данные расчетов сводим в таблицу 9

 

 

Таблица 9

обозначения Вал I-I Вал II-II Вал III-III
     
     
2,2 2,2 2,2
     
     
1,75 1,75 1,75
0,85 0,85 0,85
0,55 0,55 0,55
0,2 0,2 0,2
0,1 0,1 0,1
1,2 1,2 1,2
     
     
     
     
     
Т,Нм      
     
Размеры поперечного сечения шпоночного паза
 

 

9.6. Запас прочности

Вал I - I

Вал II - II

Вал III - III

 

 

10. Выбор опорных подшипников для валов редуктора и расчет их на долговечность.

10.1 Выбор подшипников проводим в следующей последовательности:

a) Предварительно намечаем тип подшипника исходя из действующих радиальных и осевых нагрузок.

b) Определяем типоразмер подшипников с учетом действующих нагрузок, чистоте вращения и срока службы.

c) Определяем эквивалентную нагрузку .

d) Принимаем для

Вала I - I шарикоподшипниковая радиальная однорядный средней серии 308 Гост 8338.

Вал II - II шарикоподшипниковая радиальная однорядный средней серии 309 Гост 8338.

Вал III - III шарикоподшипниковая радиальная однорядный средней серии 312 Гост 8330.

10.2 Технические данные выбранных подшипников заносим в таблицу 10.1.

Таблица 10.1

Условные обозначения Размеры в мм. Данные по справочнику
d D b c T C.kH .kH
          - - 41.0 22.4
          - - 52.0 30.0
          - - 81.9 48.0

 

10.3 Проверочные расчеты на долговечность сводится к определенной долговечности подшипников:

час для шарикоподшипников

где

- частота вращения

- динамическая грузоподъемность

- эквивалентная нагрузка

10.4 Определяем эквивалентную нагрузку по формуле:

где

x и y - коэффициент соответственной радиальной и осевой нагрузки.

-коэффициент учитывающий какое кольцо вращается.

- суммарная радиальная нагрузка.

- осевая нагрузка.

= 1.3

=1 коэффициент температуры

 

Подшипник 308.

=1860 H

=420 H

 

Подшипник 309.

H

Подшипник 312.

12.5 Долговечность.

Подшипник 308.

час

Подшипник 309.

Подшипник 312.

 

11. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений.

11.1. Шпоночное соединение выбирается по Гост 23360 - соединение шпоночное и призматическое см. рис 11.1.

11.2. Технические данные табл. 11.1

Таблица 11.1.

  Размеры в мм.
d l L b H
Вал I-I             3.3
Вал II-II             4.3
Вал III-III             4.4

 

 

Рис.11.1. Схема шпоночногосоединения по Гост 23360

11.3.напряжения смятия

где:

- крутящий момент на валу Н м МПа. - допускаемое напряжение

 

11.4. Деформация смятия

Вал I-I

Вал II-II

Вал III-III

12. Выбор способа смазки рабочих элементов редуктора и смазочных материалов.

12.1. наиболее простой и надежный способ смазки рабочих элементов передачнозубатых колес и подшипниковых узло редукторов - Картеная смазка т.е. погружение их в масляную ванну, залитого в нижнюю часть корпуса и разбрызгивание при окружной скорости не более 10м/с.

12.2 Глубина погружения цилиндрических колес составляет (0,5 5) модулей, соответственно нижнему и верхнему уровням смазки, но не менее 10 мм.

12.3. Для горного машиностроения применяется масло индустриальное ИС-50 Гост 20799. Вязкость 45...55От.

12.4. Смазку заливают через смотровой люк и сетчатым фильтром отработанное масло сливают через сливное отверстие у дна корпуса.

12.5. Контроль уровня масла в корпусе редуктора осуществляется жезловым масло указателем с рисками, соответствующим нижнему и верхнему уровням масляной ванны.

12.6. Смазка подшипников качения осуществляется в основном маслом которое разбрызгивается передачами.

12.7. Для исключения вытекания масла в местах выхода валов редуктора устанавливаются манжетные уплотнения в сквозных крышках.

13. Выбор соединительной муфты.

13.1. Самое распространенное применение в горном машиностроении нашли упругие втулочно-пальцевые муфты рис.13.1. за счет использования в конструкции упругих элементов, обладающих способностью амортизировать толчки и удары, демпфировать колебания, разгружать отдельные элементы от периодически изменяющихся возмущающихся моментов, а также выполняют компинарущие

функции, допуская радиальные и угловые смещения валов.

13.2. Соединительные муфты выбираются в зависимости от диаметров валов передаваемого крутящего момента и частоты вращения.

13.3. в нашем случае:

=62

=1500 об/мин.

=35мм.

13.4.Принимаем муфту МУВП

Гост 21424

Основные размеры

упругой втулочно-пальцевой

муфты по Гост 21424

=250

=140 мм.

=165 мм.

=80 мм.

=100 мм.

=14мм.

=33 мм.

=35 мм. Вал I-I входной редуктор

=35 мм. Вал электро двинателя

13.5. Муфты изготавливаются заводами по конструкторской документации выполненную по ЕСКД и утвержденную в установленном порядке.

 

 

14. Корпусные детали редуктора

 

 

Рис. 14.1 Корпусные детали при накладных крышках подшипников

14.1. Толщина стенок корпуса можно определить по формуле:

Где

Литература.

15.1. Иванов М.Н. Детали машин.-М.: Высшая школа, 2004.

15.2. Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Высшая школа, 1985.

15.3. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.-М.: Высшая школа, 2002.

15.4. Дунаев П.Ф. Леликов О.П.Конструирование узлов и деталей машин. -М.: Высшая школа, 1985.

15.5. Детали машин. Атлас конструкций. Под редакцией Д.Н. Решетова. -М.: Высшая школа, 1979.

15.6. Гутин С.Я., Власов М.Ю. Информационные технологии в эскизном проектировании и оптимизации параметров зубчатых цилиндрических редукторов.. -М.: Высшая школа, 2004.

15.7. Гост 21354-87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольветные внешнего зацепления. Расчет на прочность.

15.8. рекомендации. Расчеты и испытания на прочность. Расчеты на прочность валов и осей. Р 50-83-88. -М.: Госстандарт, 1988.

15.9. Учебное пособие по курсовому проектированию. Кафедра теоретической и прикладной механики. МГГУ 2006.э

 




Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 17 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.141 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав