«Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» (стр. 5 из 11)
5 Рекомендуемая последовательность выполнения
расчетной части курсового проекта
5.1 Расчет передач
Вначале необходимо полностью переписать условие, составить эскиз передачи, которую рассчитывают и выписать все заданные величины. Далее необходимо перейти к кинематическому расчёту передачи и определению быстроходности валов, а также величин крутящих моментов на них. Следующий этап – расчёт зубчатой передачи редуктора. Сначала задаются материалами шестерни и колёса, в случае расчёта червячной передачи, червяка и червячного колеса, учитывая рекомендации из учебных пособий и лекций. Далее определяют геометрические параметры зубчатой передачи. Расчёт начинают из определения межосевого расстояния из условия контактной прочности. Завершающим этапом расчёта является проверочный расчёт по напряжениям изгиба и контактным напряжениям. В случае, если расчётные напряжения получаются больше допускаемых, необходимо заменить материал зубчатых колёс или другие параметры. По полученным размерам зацепления вычерчивается, в определённом масштабе, предварительная компоновка редуктора на миллиметровке. Расстояние между деталями редуктора определяют так, чтобы поверхности вращающихся колёс не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса. Проводят анализ размеров редуктора, расположения деталей в нём, соответствия габаритов стандартным значениям.
5.2 Расчёт валов на прочность
Расчёт валов на прочность ведётся в два этапа.
5.2.1 Предварительный расчёт
Он заключается в определении диаметров различных участков валов из условия прочности их на кручение при пониженном допускаемом напряжении. По полученным диаметрам, с учётом предварительной компоновки редуктора, разрабатывают конструкцию вала и вычерчивают его в масштабе с учетом предварительно выбранных подшипников.
Разрабатывают эскизный проект в виде упрощенного изображения в масштабе расположения деталей внутри корпуса на миллиметровке. Основной результат эскизного проекта – уточнение взаимного расположения нагрузок на валы и подшипники.
5.2.2 Уточнённый расчёт
Расчёт сводится к определению коэффициента запаса усталостной прочности в опасном сечении вала. Опасное сечение устанавливают из эпюр изгибающих и крутящих моментов на валах. Если коэффициент запаса усталостной прочности не соответствует допускаемому, необходимо изменить материал вала или его конструктивные размеры и снова пересчитать (если даже он необоснованно больше допускаемого).
5.3 Подбор подшипников
Подбирают подшипники для опор с учётом величины и направления действующих нагрузок и диаметра вала под подшипник.
Окончательное соответствие подшипника проверяют на пригодность по ресурсу и динамической грузоподъёмности.
Завершающим этапом работы является разработка компоновки (общего вида) редуктора, сборочных единиц, рабочих чертежей деталей, спецификаций, согласно требованиям оформления конструкторской документации (масштаб, позиции, спецификация, габаритные, посадочные, присоединительные размеры и т.д.)
6 Основные разделы расчетов
6.1 Подбор электродвигателя и кинематический расчет
Для привода рабочих органов машин применяются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А (ГОСТ 19523-81). Требуемая мощность должна быть равна или больше расчетной мощности и определяется по формуле
где
– окружное усилие на барабане или ведущих звездочках конвейера, Н; 
– скорость движения рабочего органа конвейера, м/с; 
– КПД привода, получаемое путем перемножения КПД всех передач привода.В случае если задана мощность на выходе Р
, то 
Общее передаточное число привода
где
– асинхронная частота вращения двигателя, мин-1; 
– частота вращения приводного вала рабочего органа, мин-1; 
, 
– передаточные числа элементов привода.Частота вращения приводного вала составляет, например,
для ленточного транспортера:
для цепной передачи (звездочки):
где
– диаметр барабана или звездочки, м; 
– число зубьев звездочки; 
– шаг тяговой цепи, мм.Общее передаточное число разбивается по передачам и ступеням редуктора. Рекомендуется: для одной ступени червячной передачи при четырехзаходном червяке
; для одной конической ступени 
=3,0...4,0; для цилиндрической зубчатой передачи
=3,0...6,0; для цепной передачи =2,0...5,0; для ременной передачи = 2,0...4,0. Для зубчатых передач 
брать из стандартного ряда:2; 2,5; 3,15; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3...
Угловая скорость вала электродвигателя
Далее можно определить угловые скорости других валов привода
,
.Крутящие моменты на валах определяются с учетом потерь на трение
.Крутящий момент ведомого вала
. 6.2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
для зубчатых передач
Основными материалами зубчатых колес служат термически обрабатываемые стали, так как они обеспечивают высокую контактную и изгибную прочность зубьев.
Зубчатые колеса с твердостью НВ < 350, нормализованные, обычно изготовляют из качественных углеродистых сталей 40, 45, 50 и легированных 40Х, 40ХН и др. – прирабатывающиеся материалы.
Зубчатые колеса с твердостью НВ > 350, закаленные, цементированные, азотированные. Закаленные изготавливают из углеродистых и легированных сталей 45, 40Х, 40ХН; цементированные из сталей с низким содержанием углерода стали 15, 20, 15Х, 20Х – неприрабатывающиеся материалы.
Допускаемое контактное напряжение
где
– предел контактной усталости поверхности зубьев.При нормализации или улучшении
При поверхностной закалке
где
= 1,1 или 1,2 – коэффициент безопасности; 
– коэффициент долговечности, при длительной работе 
= 1,0 (когда N
> N 
);