Привод к ленточному конвейеру (стр. 1 из 5)
МГТУ «МАМИ»
Кафедра «Детали машин»
Курсовая работа
ПРИВОД К ЛЕНТОЧНОМУ КОНВЕЙЕРУ
Техническое задание на курсовой проект
Спроектировать привод к ленточному конвейеру для штучных грузов.
Кинематическая схема привода. Режим нагружения
Техническая характеристика привода:
Натяжение ветвей
конвейера: F1, кН: 5,9.
F2, кН: 2,1.
Скорость ленты: V, м/с: 1.
Диаметр барабана: D, м: 0,5
Ширина барабана: B, м: 0,8
Высота центра
приводного вала Н, м: 0,8.
Ресурс работы привода Lh, тыс. ч: 16.
Содержание
Введение
1 Кинематический расчет привода
2 Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых напряжений
3 Расчет первой ступени редуктора
4 Расчет второй ступени редуктора
5 Основные размеры корпуса и крышки редуктора
6 Расчет ременной передачи
7 Проектный расчет валов, подбор подшипников
8 Расчет быстроходного вала и расчет подшипников для него
9 Расчет промежуточного вала и расчет подшипников для него
10 Расчет тихоходного вала и расчет подшипников для него
11 Расчет приводного вала и расчет подшипников для него
12 Смазка
13 Проверка прочности шпоночных соединений
14 Выбор муфты
15 Сборка редуктора
Список использованной литературы
Приложение: спецификация редуктора
Введение
Редуктор является неотъемлемой составной частью современного оборудования. Разнообразие требований, предъявляемых к редукторам, предопределяет широкий ассортимент их типов, типоразмеров, конструктивных исполнений, передаточных отношений и схем сборки.
При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.
При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.
Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.
К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.
Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.
Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.
При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.
Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.
Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.
Проектируемый привод предназначен для передачи вращательного движения от электродвигателя к приводному валу конвейера. В состав данного привода входят:
1.Электродвигатель.
2.Ременная передача.
3.Редуктор коническо-цилиндрический.
4.Муфта.
Рассмотрим более подробно составные части привода. Вращательное движение от электродвигателя через ременную передачу передается на быстроходный вал редуктора. В качестве электродвигателя широкое применение получили асинхронные двигатели. В этих двигателях значительное изменение нагрузки вызывает несущественное изменение частоты вращения ротора.
Коническо-цилиндрический редуктор передает вращательное движение от двигателя к приводному валу, при этом изменяя угловую скорость и крутящий момент по величине и направлению. Изменение направления связано с наличием в редукторе конической передачи.
Муфта передает вращательное движение от тихоходного вала редуктора к приводному валу конвейера. Кроме передачи вращательного движения муфта также компенсирует несоосность тихоходного вала редуктора и приводного вала конвейера. Предусмотрим в этой муфте предохранительное устройство для предотвращения поломки привода при заклинивании исполнительного элемента.
1 Кинематический расчет привода
Выбор электродвигателя
Расчет ведем по [1].Общий КПД привода:
η = ηред · ηм · ηрем · ηпηред – КПД редуктора.
ηред = ηцп · ηкп · ηп3ηцп = 0,96…0,98; принимаем ηцп = 0,97 – КПД закрытой цилиндрической передачи;
ηкп = 0,95…0,97; принимаем ηкп = 0,96 – КПД закрытой конической передачи;
ηп = 0,99 – КПД пары подшипников качения.
ηред = 0,97 · 0,96 · 0,993 = 0,9ηм = 0,98 – КПД муфты.
ηрем = 0,94…0,96 – ременная передача;
принимаем ηрем = 0,95.η = 0,9 · 0,98 · 0,95 · 0,99 = 0,83
Требуемая мощность двигателя:
Ртр = Рвых/ η = 3,8 / 0,83 = 4,6 кВт.Рвых – мощность на валу барабана.
Рвых = Ft · V = 3,8 · 103 · 1 = 3800 Вт = 3,8 кВт.
Ft = F1 – F2 = 5,9 – 2,1 = 3,8 кН – окружная сила на барабане.
Частота вращения барабана [3]. nвых =
= 
= 38 об/мин.nвых – частота вращения барабана.V = 1м/с – скорость ленты.
D = 0,5 м – диаметр барабана.
Выбираем электродвигатель по ГОСТ 16264.1–85 с запасом мощности: АИР132S6
Pдв = 5,5 кВт; nдв = 950 об/мин.Передаточное число привода [4].U = Uред · Uрем = nдв / nвых = 950/38 = 25Uред – передаточное число редуктора;
Uрем – передаточное число ременной передачи;
Примем: Uред = 6; Uрем = 4,17.Uред = U1 · U2 ,
где:U1 – передаточное число конической передачи;
U2 – передаточное число цилиндрической передачи.По таблице 1.2 из [1] примем рекомендуемые значения передаточных чисел:
U1 = 2;
U2 = 3.
Определение частот вращения и вращающих моментов на валах
Частота вращения валов:nдв = 950 об/мин;
n1 = nдв / Uрем = 950 / 4,17 = 227,8 об/мин;
n2 = n1 / U1 = 227,8 / 2 = 113,9 об/мин;
n3 = nвых = 38 об/мин.Угловые скорости валов:ω1 = πn1 / 30 = 3,14 · 227,8 / 30 = 23,8 рад/с;
ω2 = πn2 / 30 = 3,14 · 113,9 / 30 = 11,9 рад/с;
ω3 = ωвых = πn3 / 30 = 3,14 · 38 / 30 = 4 рад/с;Мощности на валах:Рдв = 5.5 кВт;
Р1 = Рдв · ηрем · ηп = 5.5 · 0,95 · 0,99 = 5,2 кВт;
Р2 = Р1 · ηкп · ηп = 5,2 · 0,96 · 0,99 = 4,9 кВт;
Р3 = Р2 · ηцп · ηп = 4,9 · 0,97 · 0,99 = 4,7 кВт.
Рвых = Р3 · ηм · ηп = 4,7 · 0,98 · 0,99 = 4,6 кВт.
Вращающие моменты на валах:М1 = Р1 / ω 1 = 5,2 / 23,8 = 0,22 кН·м = 220 Н·м;
М2 = Р2 / ω 2 = 4,9 / 11,9 = 0,38 кН·м = 380 Н·м;
М3 = Р3 / ω 3 = 4,7 / 4 = 1,18 кН·м = 1180 Н·м.
Мвых = Рвых / ω 3 = 4,6 / 4 = 1,15 кН·м = 1150 Н·м.
2 Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых
напряжений
Материал колес – сталь 40Х ГОСТ 4543-71 улучшенная до твердости 180-350 НВ с пределом текучести σТ = 540 МПа [2].
Материал шестерен – сталь 40Х ГОСТ 4543-71 со сквозной закалкой при нагреве ТВЧ до твердости 48…50 HRC [2].
Расчет по средней твердости [4]: шестерни – 49 HRC, колеса 265 НВ.
Степень точности по контакту.
Ожидаемая окружная скорость:
V = (n1
) / 2000 = 227,8 
/2000 = 0,69 м/сПринимаем восьмую степень точности зубчатых колес редуктора по ГОСТ 1643-81.
Принимаем коэффициент ширины ψd = 0,8, в соответствии с твердостью колеса – НВ2 < 350.
Принимаем коэффициент внешней динамической нагрузки КА = 1, поскольку блок нагружения задан с учетом внешней динамической нагрузки.
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий при ψd = 0,8, НВ2 < 350 равен KHβ = KFβ = 1,04 [4].
Коэффициенты режима:
μ3 = Σ
= 0,1 · 13 + 0,3 · 0,83 + 0,3 · 0,63 + 0,3 · 0,33 = 0,327μ6 = Σ
= 0,1 · 16 + 0,3 · 0,86 + 0,3 · 0,66 + 0,3 · 0,36 = 0,193