Введение

1. Выбор электродвигателя

2. Кинематический и силовой расчет привода

3. Расчет механических передач

3.1 Расчет зубчатой передачи 1-2

3.2 Расчет цепной передачи 3-4

4. Ориентировочный расчет валов и выбор подшипников

4.1 Ориентировочный расчет валов

4.1.1 Расчет быстроходного (входного) вала редуктора (1)

4.1.2 Расчет тихоходного вала редуктора (2-3)

4.2 Выбор подшипников

5. Конструктивные размеры зубчатых колес

6. Конструктивные размеры корпуса редуктора

7. Проверка долговечности подшипников

7.1 Пространственная схема механизма

7.2 Вал шестерня

7.3 Вал тихоходный

8. Проверка прочности шпоночных соединений

9. Уточненный расчет валов

9.1 Вал шестерня

9.2 Вал тихоходный

10. Выбор соединительных муфт

11. Выбор смазки

12. Выбор посадок деталей редуктора.

13. Сборка и регулировка

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проектирования является приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений, усвоение последовательности разработки механизмов общего назначения, закрепление учебного материала по расчету типовых деталей машин.

Задачей проекта является разработка привода ленточного конвейера.

Привод состоит из электродвигателя, одноступенчатого редуктора. Вращательное движение от электродвигателя редуктору передается упругой втулочно-пальцевой муфтой.

Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и ориентировочной частоте вращения. Зубчатые передачи проектируются по критерию контактной прочности активной поверхности зубьев, проверяются по контактным, изгибным напряжениям, а также при действии пиковых нагрузок. Ориентировочный расчет валов проводится на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Подшипники выбираем по характеру нагрузки на валы и по диаметрам валов, проверяем на долговечность по динамической грузоподъемности. Шпоночные соединения проверяем на смятие. Валы проверяются на сопротивление усталости по коэффициентам запаса прочности при совместном действии изгиба и кручения с учетом масштабных факторов и концентраторов напряжений.

Способ смазки и уровень масла обусловлены компоновкой механизма. Масло выбирается исходя из действующих контактных напряжений и окружной скорости в зацеплениях.

В результате работы должна быть получена компактная и эстетичная конструкция редуктора, отвечающая современным требованиям, предъявляемым к механизмам данного назначения.

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Кинематическая схема привода и индексация кинематических звеньев

1 – шестерня цилиндрической прямозубой передачи;

2 – колесо цилиндрической прямозубой передачи;

3 – ведущая звездочка цепной передачи;

4 –ведомая звездочка цепной передачи.

Рис. 1.1 - Кинематическая схема привода

Присваиваем индексы валам в соответствии с размещенными на них звеньями передач:

1 – быстроходный (входной) вал редуктора;

2-3 – тихоходный (выходной) вал редуктора;

4 – вал барабана.

В дальнейшем, параметры вращательного движения, геометрические параметры передач и другие величины будем обозначать в соответствии с индексами валов, к которым они относятся.

Определение КПД привода и необходимой мощности электродвигателя.

В качестве приводного используется трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока.

h_общ= h_м×h₁₂×h₃₄×h_пⁿ – общий КПД привода,

где h₁₂, h₃₄, h_м, h_п – КПД отдельных передач , соединительной муфты и подшипников. КПД подшипников h_п берется в степени n, равной числу пар подшипников в приводе.

Принимаем согласно /1/: h_м=0,98; h_п=0,99³; h₁₂=0,97; h₃₄=0,97, тогда

h_общ= 0,98×0,97×0,97×0,99³= 0,895

Мощность на выходном валу редуктора

(1.1)

где

- окружное усилие на звездочке,

- скорость ленты конвейера.

кВт.

Таким образом мощность необходимая для привода редуктора

Вт

Определение ориентировочной частоты вращения вала электродвигателя.

(1.2)

где

- частота вращения вала выбираемого электродвигателя, об/мин;

- частота вращения ведомого вала редуктора, об/мин;

- общее передаточное число принятое согласно рекомендациям.

об/мин,

Согласно рекомендации ([1], табл.1.2.) принимаем

об/мин,

По каталогу /1/ выбираем электродвигатель с ближайшим к n’_эд и Р’_эд значениями. Таковым электродвигателем является 4А132М4 (см. рис.1.1).

Его параметры: Р_эд=11 кВт, n_эд= 1430 об/мин, Т_пуск / Т_ном = 2.

Рис.1.2 Эскиз электродвигателя

Таблица 1.1 Основные размеры электродвигателя, мм.

Типдвигателя	Числополюсов	d₁	d₃₀	l₁	l₃₀	l₁₀	l₃₁	d₁₀	b₁₀	h₃₁	b₁	h₁	h₁₀
4А132М4	4	38	288	80	498	178	89	12	216	325	10	8	13

2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Определение расчетных передаточных чисел

Общее передаточное отношение привода

U_общ= n_эд/ n₄, (2.1)

U_общ=1430/113,5 =12,6

Согласно рекомендациям U₃₄=0,7U₁₂, получаем U_общ=0,7U²₁₂

принимаем

тогда U₃₄= U_общ/ U₁₂=12,6/4,5=2,8, принимаем U₃₄=2,8.

Определение частоты вращения валов

Быстроходный вал редуктора :n₁ = n_эд = 1430 об/мин;

промежуточный вал редуктора:n₂₃ = n₁ / U₁₂ = 1430 / 4,5 = 317,8 об/мин;

тихоходный вал редуктора:n₄ = n₂₃ / U₃₄ = 317,8 / 2,8 =113,5 об/мин.

Отклонение от заданного: 100 (113,5 – 113,5) / 113,5 = 0 %, что допустимо.

Угловые скорости валов

Угловые скорости определяем по формуле

w = ×n/ 30, (2.2)

w₁ = w_эд= ×n_эд/ 30 = 3,1416×1430 / 30 = 149,7 рад/c;

w₂₃= ×n₂₃ / 30 = 3,1416×317,8 / 30 = 33,3 рад/с;

w₄= ×n₄ / 30 = 3,1416×113,5 / 30 = 11,9 рад/с.

Определение мощностей на валах.

Мощность на быстроходном валу редуктора

Р₁= Р’_эд ∙h_м = 9553∙0,98= 9362 Вт;

Мощность на промежуточном валу редуктора

Р₂₃= Р₁·h₁₂ ·h_п = 9362·0,97·0,99= 8990 Вт;

Мощность на тихоходном валу редуктора

Р₄ = Р₂₃·h₃₄·h_п = 8990·0,97·0,99 = 8633 Вт.

Определение крутящих моментов на валах.

Крутящий момент на быстроходном валу редуктора

Т₁= Р₁/ w₁ = 9362 / 149,7= 62,54 Нм;

На промежуточном валу редуктора

Т₂₃= Т₁·U₁₂·h₁₂ = 62,54·4,5·0,97= 272,98 Нм;

На тихоходном валу редуктора

Т₄= Т₂₃·U₃₄·h₃₄·h_п = 272,98·2,8·0,97·0,99 = 734 Нм.

Результаты расчета сводим в таблицу

Таблица 2.1 Основные параметры передачи 1-2

Индекс передачи	Передаточноечисло	Индексвала	Частотавращения,об/мин	Угловаяскорость,с^-1	Мощность,Вт	Крутящиймомент,Нм
1-2	U₁₂=4,5	1	n₁=1430	ω₁=149,7	Р₁=9362	Т₁=62,54
		2-3	n₂₃=317,8	ω₂₃=33,3	Р₂₃=8990	Т₂₃=272,98
3-4	U₃₄=2,8
		4	n₄=113,5	ω₄=11,9	Р₄=8633	Т₄=734

3 Расчет механических передач

3.1 Расчет передачи 1-2.

Рис. 3.1 Эскиз зубчатого зацепления

Выбор материала зубчатых колёс.

Для колеса и шестерни принимаем сталь 40Х [2]. Потому что передачи со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты

Принимаем: Твердость для шестерни: НВ=262;

Твердость для колеса: НВ=235.

Термическая обработка – улучшение. Зубья колес из улучшаемых сталей хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению.