Привод ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого редуктора и соединительных муфт (стр. 1 из 7)
КУРСОВАЯ РАБОТА
Привод ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого редуктора и соединительных муфт
Содержание
1. Введение
2. Кинематический расчет
3. Расчёт цилиндрической передачи
3.1 Выбор материала и термообработки
3.2 Определение допускаемых напряжений
3.2.1 Допускаемые напряжения при расчёте на усталостную контактную прочность
3.2.2 Допускаемые напряжения при расчёте на изгибную усталостную прочность
3.3 Определение основных параметров передачи
3.4 Определение сил в зацеплении
3.5 Проверочный расчёт передачи на контактную усталостную прочность
3.6. Проверочный расчёт передачи на изгибную усталостную прочность
4. Предварительный расчёт валов
4.1 Выбор материала и допускаемых напряжений
4.2 Предварительный расчёт быстроходного вала
4.3 Предварительный расчёт промежуточного вала
4.4 Предварительный расчёт тихоходного вала
5. Выбор муфт
6. Выбор подшипников
6.1. Выбор типа и типоразмера подшипника
6.2. Выбор схемы установки подшипников
6.3. Проверка долговечности подшипников тихоходного вала
6.3.1 Составление расчётной схемы и определение реакций в опорах
6.3.2 Проверка долговечности подшипников
7. Конструирование элементов цилиндрической передачи
8. Расчёт шпонок
9. Уточнённый расчёт валов
9.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
9.2. Проверка статической прочности вала
9.3. Проверка усталостной прочности тихоходного вала
10. Конструктивные элементы валов, допуски, посадки и шероховатости
11. Смазка редуктора
12. Конструирование крышек подшипников
13. Конструирование корпуса редуктора
14. Конструирование рамы
15. Сборка редуктора и монтаж привода
15.1 Сборка редуктора
15.2 Монтаж привода
Заключение
Список литературы
1. Введение
1.1 В данном проекте разрабатывается привод ленточного транспортёра. Транспортёр предназначен для перемещения отходов производства (древесная щепа).
1.2 Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого редуктора и соединительных муфт.
Электродвигатель в приводе создаёт вращающий момент и приводит редуктор в движение.
1.3 Редуктор представляет собой закрытую цилиндрическую передачу. В редукторе использованы прямозубые колёса, что упрощает изготовление деталей передачи.
Редуктор служит для уменьшения числа оборотов и увеличения вращающих моментов.
Для соединения выходных концов вала редуктора и барабана используются муфты.
Отметим, что при работе привода возможны сильные рывки.
Выпуск предусматривается крупносерийный.
1.4 Срок службы привода 6 лет, работа в три смены, коэффициент загрузки за смену 0,4. С учётом того, что в году 250 рабочих дней, а в одной рабочей смене 8 часов получим ресурс привода в часах:
Lh = 6 · 250 · 3 · 8 · 0,4 = 14400 часа.
2. Кинематический расчет
2.1 Определение требуемой мощности привода. Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и частоте вращения. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения от частоты вращения приводного вала рабочей машины.
Определим требуемую мощность транспортёра:
Рвых = F · v = 18 · 103 · 0,65 = 11700 Вт = 11,7 кВт
2.2 Для определения требуемой мощности привода определим КПД привода. Для этого задаёмся, в соответствии с таблицей 1.1 [3], КПД отдельных элементов привода:
КПД подшипникового узлаηnn =0.99
КПД цилиндрической передачиηц= 0.96
КПД муфты Общий КПДηм = 0.98
Общий КПД привода:
ηnр= ηц2· ηм2· ηп3= 0,982·0,962·0,993 = 0,859
Требуемая мощность двигателя:
= 13,6 кВт2.3 По таблице подбираем электродвигатели с мощностью большей или равной требуемой. Двигатели выбираем асинхронные, трёхфазные общепромышленного применения серии 4А. Двигатели этой серии предназначены для продолжительного режима работы, т.е. соответствуют режиму работы привода. Подходят четыре варианта электродвигателей серии 4А с номинальной мощностью кВт и различной частотой вращения. Данные по ним представлены в таблице 2.3.1.
Таблица 2.3.1
| Вариант | Тип двигателя | Номинальная мощность, кВт | Частота вращения, об/мин | |
| синхронная | номинальная | |||
| 1 | 4АМ160S2 | 15 | 3000 | 2940 |
| 2 | 4АМ160S4 | 15 | 1500 | 1465 |
| 3 | 4АМ160M6 | 15 | 1000 | 975 |
| 4 | 4АМ180M8 | 15 | 750 | 730 |
Для окончательного выбора типоразмера двигателя определим рекомендуемый интервал частот вращения вала электродвигателя, для чего определим необходимую частоту вращения вала барабана и передаточное число привода. Частота вращения вала барабана:
Минимально-допустимая частота вращения вала электродвигателя:
nдвmin=nвых·uпрmin=41,4·4=165,6 об/мин
Максимально допустимая частота вращения вала электродвигателя:
nдвmax=nвых·uпрmax=41,4·31,3=1295,82 об/мин
Передаточное число передачи при 1 модели: и1 =2940/41,4 =71,01
Передаточное число передачи при 2 модели: и2 =1465/41,4 =35,38
Передаточное число передачи при 3 модели: и3 =975/41,4 =23,55
Передаточное число передачи при 4 модели: и4 =730/41,4 =17,6
2.4 Требуемое передаточное число привода при принятом электродвигателе:
Таблица 2.4
| Модель двигателя | Передаточное число |
| 4АМ160S2 | 71,01 |
| 4АМ160S4 | 35,38 |
| 4АМ160M6 | 23,25 |
| 4АМ180M8 | 17,6 |
2.5 Проанализировав результаты вычислений и данные таблицы 1.1 выбираем окончательный вариант электродвигателя.
Электродвигатель с синхронной частотой вращения 3000 об/мин не подходит по результатам расчёта.
Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин не подходит по результатам расчёта.
Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1000 об/мин подходит по результатам расчёта.
Электродвигатель с синхронной частотой вращения 750 об/мин подходит по результатам расчёта.
Принимаем двигатель 4АМ180M8 с синхронной частотой вращения 750 об/мин.
2.6 Предварительное передаточное число тихоходного вала редуктора:
Предварительное передаточное число быстроходного вала редуктора:
2.7 Частота вращения вала барабана:
Угловая скорость вала электродвигателя:
Угловая скорость быстроходного вала редуктора:
Угловая скорость промежуточного вала редуктора:
Угловая скорость тихоходного вала редуктора:
Угловая скорость вала барабана:
Мощность на валу электродвигателя:
Pдв= 13,6 кВт
Мощность на быстроходном валу редуктора:
Pб. =Рдв·ηм ·ηп= 13,6·0,98 ·0,99 =13,2 кВт
Мощность на промежуточном валу редуктора:
Рпр. в. =Pб ·ηц= 13,2·0,96=12,54 кВт
Мощность на тихоходном валу редуктора:
Рm=Pпр. в. ·ηц ·ηп= 12,54·0,96·0,99=11,92 кВт
Мощность на валу барабана:
Ро=Pт ·ηм=11,92·0,98=11,7 кВт
Вращающий момент на валу электродвигателя:
Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:
Вращающий момент на промежуточном валу редуктора:
Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:
Вращающий момент на валу барабана:
2.8 езультаты кинематического и энергетического расчёта представлены в таблице 2.9 1.
Таблица 2.9.1
| Вал | Частота вращения, об/мин | Угловая скорость, с-1 | Мощность, кВт | Вращающий момент, Нм |
| Вал двигателя | 730 | 76.4 | 13,6 | 178,01 |
| Быстроходный вал редуктора | 730 | 76,4 | 13,2 | 172,77 |
| Промежуточный вал редуктора | 153,4 | 16,05 | 12,54 | 781,3 |
| Тихоходный вал редуктора | 41,5 | 4,34 | 11,92 | 2746,54 |
| Вал рабочего органа машины | 41,4 | 4,33 | 11,7 | 2702,07 |
3. Расчёт цилиндрической передачи
3.1 Выбор материала и термообработки
Материал для зубчатых колёс подбираем по таблице 2.1 [3]. Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение и закалкой ТВЧ, твёрдость сердцевины и поверхности 48 - 53 HRC, примем 50 HRC.