Привод конвейера (стр. 1 из 5)

Курсовой проект

на тему:

«Привод конвейера»

Харьков 2010

1. Кинематический расчет привода

1.1 Определение параметров исполнительного органа

Подбор ленты для транспортёра.

F=F₁-F₂,

где F– сила тяги перемещения грузов;

n=10…13 – коэффициент запаса.

SH= 2Р – усилие в набегающей части

[F]=100 м/Н – допускаемое разрывное усилие.

[1]

=350 мм – ширина барабана;

i– число прокладок ленты;

Принимаем i=2.

Из справочника выбираем ленту: Лента 2Т-300–2-ТК-100–8–2-Т-1 ГОСТ 20–85. Тип 1, шириной 300 мм, с 2 прокладками из ткани ТК-100, с рабочей обкладкой толщиной 8 мм и нерабочей 2 мм из резины класса Т.

1.2 Подбор электродвигателя

От характеристик выбранного двигателя (мощность, частота вращения) во многом зависит конструкция всего механизма в целом.

где V – скорость транспортирования грузов;

D – диаметр барабана;

Потребная мощность на барабане:

Где F – сила тяги для перемещения грузов.

Вычислим общий КПД механизма

где

– для конвейера;

- для компенсирующей муфты;

– КПД упругой муфты,

– для тихоходной ступени;

– КПД подшипников.

– КПД зубчатого зацепления;

Потребная мощность двигателя:

Подберем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и стандартным значением мощности

Определим необходимое передаточное отношение редуктора, в зависимости от стандартных значений частоты вращения вала двигателя по формуле:

Выберем двигатель 4АС80В2У3 ГОСТ 15150–69 (2,5 кВт, частота вращения-2745, КПД 76%). Трехфазный асинхронный двигатель, четырехполюсный. Климатического исполнения «У», категории 3.

Пересчитаем потребное значение передаточного отношения редуктора:

2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Разделим наше передаточное отношение по ступеням и определим его значения на валах. Результату расчетов:

Зная частоты вращения валов и предаваемую мощность, определим вращающие моменты на валах:

3. Расчет зубчатой передачи

Результаты расчета зубчатой передачи сведены в таблицы.

Исходные данные
Наименование параметра		Обозначение	Быстроходная ступень		Тихоходная ступень
Мощность, кВт		P	2,3		2,1
Передаточное число		U	3,85		4,57
Частота вращения, мин^-1		n	2745		713
Срок службы, ч		Lh	20000
Режим работы		постоянный
Т_мах/Т_ном		2
Угол зацепления, град		0
Степень точности		8-B
Заготовка	Шестерня	поковка
	Колесо	поковка
Марка стали	Шестерня	30ХГСА
	Колесо
Термообработка	Шестерня	Закалка ТВЧ
	Колесо
Твердость рабочей поверхности зубьев, HRC	Шестерня	HB	55	55
	Колесо		60	60
Смещение	Шестерня	x	0
	Колесо
Количество зубьев	Шестерня	Z	26		23
	Колесо		100		105

Определение допускаемых контактных напряжений
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения для ступени
			Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Количество нагружений за один оборот	с	Ш	1	1
		К	1	1
Количество циклов нагружения с учётом режима работы, млн.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	Ш	3.29e9	0,856e9
			К	0,856е9	184,5е6
Базовое число циклов, млн.	N_HB	N_HB=30∙(HB)^2.4	Ш	358,6е3	358,6е3
			К	555е3	555,5е3
Показатель степени	m	т. к. Nk> N_HB	Ш	20	20
			К	20	20
Коэффициент долговечности	Z_N	Z_N=	Ш	1,578	1,476
			К	1,444	1,338
Коэффициент запаса прочности	S_H	для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев	Ш	1.2	1.2
			К	1.2	1.2
Предел контактной выносливости, МПа	у_Hlim	у_Hlim=17HRC+200	Ш	1135	1135
			К	1380	1380
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[у]_H		Ш	718	768
			К	938	1013
Принятое	718	768

Определение делительного диаметра и модуля
Наименование параметра		Обозначение	Формула (источник)	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий		K_Hв	ГОСТ 21354–87	1,36	1,07
Вспомогательный коэффициент		K_d	Для прямозубых передачK_d =770	770
Относительная ширина венца		Ш_bd	Для проектировочного расчета	0,6
Крутящий момент на шестерне, Hм		T		8	28,2
Расчетный делительный диаметр, мм		d_W		30,6	55,8
Модуль, мм	Расчетный	m		1,18	2
Модуль, мм	Принятый	m	ГОСТ 9563–60	2	1,5
Делительный диаметр, мм	Шестерня	d_W		46,97	34,5
Делительный диаметр, мм	Колесо	d_W		180,64	157,5
Межосевое расстояние, мм		a_W		-	96
Ширина венца, мм	Расчетная	b_W		5,9	27,5
Ширина венца, мм	Принятая	b_W		20	20

Определение допускаемых напряженийдля расчета на максимальные нагрузки и на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения для ступени
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Количество циклов нагружения.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	ШК	3.29e9	0,856e9
Количество циклов нагружения.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	ШК	0,856e9	184,52е6
Базовое число циклов.	N_Fв	Для обоих колес:	ШК	4e6	4e6
Показатель степени	m	Для данного вида термообработки	ШК	9	9
Коэффициент долговечности	Y_N		Ш	1	1
Коэффициент долговечности	Y_N		К	1	1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса	Y_x		Ш	1.04	1.05
Коэффициент, учитывающий размеры колеса	Y_x		К	1.02	1.03
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки	Y_k	Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то:	ШК	1	1
Коэффициент запаса прочности	S_F	По табл. 2.4[6]	ШК	1.7	1.7
Предел выносливости при изгибе, МПа	у_Flim₀	По табл. 2.4[6]	ШК	580	580
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[у_F]		Ш	356	356,8
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[у_F]		К	349,7	351,5
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[у]_H		Ш	718	768
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[у]_H		К	938	1013
Предел выносливости при изгибе, МПа	у_Flim_max	По табл. 2.4[6]	ШК	2250	2250
Коэффициент запаса прочности	S_Fmax	ГОСТ 21354–87	ШК	2	1.7
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[у_F]_max		Ш	1174	1384
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[у_F]_max		К	1153	1364

Проверочный расчет на контактную выносливость
Наименование параметра	Обозначение	Формула (источник)	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления		для эвольвентного зацепления	2.5
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колёс, МПа^-0,5		для сталей	190
Коэффициент торцового перекрытия			2,036		2,05
Окружная скорость, м/с	V		6,75		1,29
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля		без модификацииГОСТ 21354–87	0.14
Коэффициент, учитывающий разность шагов зацепления колёс	g₀	для модуля до m=4ГОСТ 21354–87	4.7
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм	W_HV		42,81		4,63
Окружная сила, Н	F_t		341		1634
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку	K_HV		3,51		1.06
Относительная ширина венца	Ш_bd		0,43		0.6
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	K_Hв	ГОСТ 21354–87	1.36		1.07
Коэффициент нагрузки	K_Н		4,78		1.13
Действующее контактное напряжение, МПа			686		748
Сравнение с допускаемым, %			-4,4		-2,5

Определение действующих напряжений для расчета на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения для ступени
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений	Y_FS		Ш	4,75	4,04
	Y_FS		К	4,2	3.6
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	K_Fв		3,61	1.06
Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку	K_FV		3,61	1,06
Коэффициент нагрузки	K_F		13,03	1.12
Действующее изгибное напряжение, МПа	[у_F]		Ш	247	248
Действующее изгибное напряжение, МПа	[у_F]		К	218	220
Сравнение с допускаемым			Ш	-30,6	-30,6
Сравнение с допускаемым			К	-37,6	-37,3

Определяющим является расчет на контактную прочность зубьев. При расчете на контактную прочность недогрузка составляет -4,4% и -2,5% для быстроходной и тихоходной ступени соответственно. При расчете на изгибные и максимальные напряжения недогрузка колес более 30%. Определение геометрических и других параметров колеса и шестерни.