2020-01-14
150
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Механічний факультет
Кафедра: ”ОПМ”
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
по дисципліні: “Деталі машин”
Тема:
”Проектування привода шнеків-змішувачів для подачі флюсу при безперервному зварюванні в механообробному цеху”
Виконала Лукічова О.О.
Консультант Деркач О.В.
Донецьк 2007
Завдання
Вихідні дані:
| Потужність на виході, Р | 12 | кВт |
| Окружна швидкість,w5=w6 | 1,0 | 1/с |
| Строк служби | 10 | рік |
| Добова тривалість роботи | 2 | змін |
| Коефіціент використання привода за зміну | 0,9 | |
| Тип виробництва | Масове | |
Діаграма навантаження
Рис.1 – Схема приводу
Реферат
Об'єкт дослідження – привод шнеків-змішувачів.
Ціль роботи: розробити редуктор привода шнеків-змішувачів.
У курсовому проекті сконструйований трьохступеневий черв’ячно-циліндричний редуктор, обраний електродвигун, розраховані і спроектовані зубчасті передачі, вали, обрані і розраховані на міцність шпонки, підшипники, муфта.
Розроблені: складальне креслення редуктора А1, робочі креслення 2-х деталей зі складальної одиниці (формат А3).
ПРИВОД, РЕДУКТОР, СКЛАДАЛЬНА ОДИНИЦЯ, КРИШКА, ВАЛ, ШЕСТІРНЯ, КОЛЕСО ЗУБЧАСТЕ, ШПОНКА, ПІДШИПНИК, МУФТА.
Содержание
Введение
1. Определение исходных данных к расчёту редуктора
1.1 Выбор и проверка электродвигателя
1.2 Расчёт общего и частных передаточных отношений редуктора
1.3 Расчёт частот вращения, мощностей и вращающих моментов на валах
1.4 Выбор расчётной нагрузки
2. Проектирование червячной передачи
2.1 Выбор материалов для изготовления червяка и червячного колеса
2.2 Определение допускаемых напряжений
2.3 Определение расчетной нагрузки
2.4 Приближенный проектировочный расчёт главного и основных параметров передачи из условия обеспечения контактной прочности зубьев колеса
2.5 Определение основных размеров зацепления
2.6 Уточнение величины скорости скольжения
2.7 Проверочный расчёт зубьев червячного колеса на контактную прочность
2.8 Проверочный расчёт зубьев червячного колеса на изгибную прочность
2.9 Тепловой расчёт редуктора
Расчёт цилиндрических передач
3.1 Выбор материалов для изготовления зубчатых колёс
3.2 Приближенное определение предельных и допускаемых напряжений для материалов колёс зубчатых передач
3.3 Приближенный проектировочный расчёт главного и основных параметров передач из условия обеспечения изгибной прочности зубьев
3.4 Проверочный расчёт зубчатых передач
3.4.1 Уточнение расчетной нагрузки
3.4.2 Проверочный расчет фактических изгибных напряжений
3.4.3 Проверочный расчет фактических контактных напряжений
3.4.4 Определение предельных и допускаемых напряжений материала колес
3.4.5 Допускаемые напряжения при проверочном расчете на контактную выносливость
4. Конструирование зубчатых колёс и эскизная компоновка редуктора
4.1 Конструирование зубчатых колёс
4.2 Эскизная компоновка редуктора
Проектирование валов
5.1 Проектный расчёт вала
5.2 Определение нагрузок, действующих на вал
5.3 Приближенный расчёт вала
5.4 Проверочный расчет на усталостное сопротивление
5.5 Выбор и расчёт шпонок
6. Проектирование узлов подшипников качения
6.1 Выбор подшипников качения
6.2 Расчёт подшипников качения
6.3 Конструирование узлов подшипников
7. Выбор и расчёт муфт
8. Конструирование корпуса редуктора
9. Смазывание передач
Заключение
Перечень ссылок
Введение
Привод шнеков-смесителей служит для передачи вращающего движения от вала электродвигателя через редуктор на шнеки, для приведения их в движение.
Электродвигатель преобразует электроэнергию в механическую, вал двигателя совершает вращательное движение, но количество оборотов ротора электродвигателя очень велико для скорости вращения шнеков. Для снижения количества оборотов и увеличения крутящего момента и служит данный редуктор.
В работе разработан трехступенчатый червячно-цилиндрический редуктор. Цель выполнения данного курсового проекта: показать основы конструирования, получить навыки инженера-конструктора.
К важнейшим требованиям, предъявляемым к проектируемой машине, относятся экономичность в изготовлении и эксплуатации, удобство и безотказность обслуживания, надёжность и долговечность.
Для обеспечения этих требований детали должны удовлетворять ряду критериев, важнейшие среди которых: прочность, надёжность, износостойкость, жёсткость, виброустойчивость, теплостойкость, технологичность. Зубчатые передачи в современной промышленности имеют большое значения. Благодаря высокому КПД они широко применяются в технике.
Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работой студента и поэтому её значение весьма существенно. Изучение основ конструирования (проектирования) начинают с конструирования простейших узлов машин - приводов, редукторов. Опыт и знания, приобретенные студентом при конструировании этих узлов машин, являются основой для его дальнейшей конструкторской работы, а также для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.
1. Определение исходных данных к расчёту редуктора
1.1 Выбор и проверка электродвигателя
Рассчитываем необходимые данные для выбора электродвигателя.
Мощность электродвигателя на выходе:
,
Требуемая мощность электродвигателя:
,
где 
– коэффициент полезного действия привода.
где 
– к. п. д. муфты, 
;
– к. п. д. уплотнения, 
;
– к. п. д. пары подшипников, 
;
– к. п. д. червячной передачи, 
;
– к. п. д. цилиндрической передачи, 
;
Требуемая мощность электродвигателя:
.
Частота вращения выходного вала:
Частота вращения электродвигателя определяется по формуле:
,
где 
– передаточное отношение привода;
– частота вращения выходного вала редуктора.
Диапазон возможных передаточных чисел привода:
Определяем диапазон возможных частот вращения двигателя:
Выбираем электродвигатель
| Тип двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | Тпуск/Тном |
| 4А160М4У3 | 18,5 | 1465 | 1,4 |
| 4А1804У3 | 22,0 | 1470 |
Принимаем асинхронный электродвигатель с меньшей мощностью серии 4А с короткозамкнутым ротором – 4А160М4У3 с креплением на лапах.
Схему электродвигателя покажем на рисунке 1.
Рисунок 1– Электродвигатель 4А160М4У3
|
Серия и типоразмер
| Габаритные размеры, мм | Установочне и присоединительные размеры, мм | |||||||||
| L | H | D | l1 | l2 | l3 | d | d1 | b | h | h1 | |
| 4А160М4У3 | 624 | 430 | 358 | 110 | 178 | 108 | 42 | 15 | 254 | 160 | 18 |
Проверим условие возможности запуска электродвигателя под нагрузкой:
,
17,11∙1,3 
18,5∙1,4
22,24≤25,9 условие выполняется, т.е. данный электродвигатель можно использовать с данным редуктором.
1.2 Расчёт общего и частных передаточных отношений редуктора
Определим общее передаточное число редуктора:
.
Принимаем 
.
Передаточное число редуктора:
.
1.3 Расчёт частот вращения, мощностей и вращающих моментов на валах
Определим частоты вращения валов:
; 
;
; 
Определим мощность на валах редуктора:
;
;
.
Определим угловые скорости зубчатых колёс и шестерен по формуле:
;
; 
;
; 
Крутящий момент определим по формуле:
;
; 
;
; 
1.4 Выбор расчётной нагрузки
Определяем общее время работы редуктора привода по формуле:
,
где
nлет=10 лет – время работы редуктора;
nр.д=300 – число рабочих дней в году;
nсм=2 – число смен;
nдл.см=8 – длительность смены;
kисп=0,9 – коэффициент использования привода.
;
Определим число циклов нагружения на всех ступенях редуктора:
,
где с – число циклов нагружения на всех ступенях редуктора, с=1:
;
;
;
Так как число нагружений на каждой ступени 1,2 3 и 4 валов превышает значение 
, то расчёт ведём по первой ступени диаграммы.
Определим номинальный момент на валах:
;
; 
;
; 
Результаты расчета исходных данных представим в виде таблицы.
Таблица 1 – Кинематические и силовые параметры редуктора
| № вала | n, об/мин | w, 1/c | P, кВт | Т, кН*м | Тн, кН*м |
| 1 | 1465 | 153,34 | 16,09 | 0,11 | 0,143 |
| 2 | 58,6 | 6,13 | 12,74 | 2,08 | 2,704 |
| 3 | 9,3 | 0,97 | 12,36 | 12,74 | 16,56 |
| 4 | 9,3 | 0,97 | 11,99 | 12,36 | 16,07 |
