Расчет ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

по дисциплине: Детали машин

на тему: Расчет ленточного конвейера

Оглавление

Введение

1. Подбор электродвигателя

2. Расчет кинематических и энергетических характеристик привода

3. Расчет передачи с приводной роликовой цепью

4. Конструирование ведущей звездочки

5. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

6. Конструирование зубчатого колеса

7. Расчет и конструирование тихоходного вала

8. Подбор подшипников качения

9. Подбор шпонок

10. Подбор муфты

11. Выбор смазочного материала редуктора

Список используемых источников

Введение

Центральное место при создании новой техники отводится конструированию. Конструктор должен знать технологию производства, способы обработки деталей, методы контроля; уметь выполнять расчеты для нахождения оптимальных технических решений; иметь навыки разработки конструкторской документации, полностью отвечающей требованиям производства.

Результатом конструкторской работы является разработка рабочей документации создаваемого изделия, в которой центральное место занимают сборочные чертежи, рабочие чертежи деталей и спецификации.

1. Подбор электродвигателя

Общий кпд привода

, (1)

где - кпд зубчатой передачи; - кпд цепной передачи;

- кпд муфты; - кпд подшипника качения;

.

Потребная мощность привода

, (2)

где - мощность на рабочем валу привода;

.

Предварительное передаточное число

, (3)

где - общее передаточное отношение; - передаточное отношение редуктора; - передаточное отношение цепной передачи;

.

Частота вращения вала электродвигателя

, (4)

.

Окончательно выбираем двигатель АИР 160 М 8 ТУ 16-525.564-84

Мощность электродвигателя

Частота вращения вала

2. Расчет кинематических и энергетических характеристик привода

Фактическое общее передаточного отношение

, (5)

.

Фактическое передаточного отношение цепной передачи

, (6)

.

Частота вращения на валах

, (7)

;

;

.

Угловые скорости на валах

, (8)

;

;

.

Мощности на валах

, (9)

;

;

;

.

Момент на валах

, (10)

;

;

;

;

Подбор стандартного редуктора 1ЦУ-160-4 12У 2, ТУ 2-056-243-86

3. Расчет передачи с приводной роликовой цепью

Коэффициент эксплуатации

, (11)

где - коэффициент, учитывающий характер нагрузки;

- коэффициент, учитывающий угол наклона передачи;

- коэффициент, учитывающий способ смазки цепи;

.

Число зубьев малой звездочки

, (12)

.

принимаем

Шаг цепи

, (13)

где - допускаемое давление в шарнирах цепи;

- коэффициент, учитывающий число рядов цепи;

;

.

принимаем t = 31,75 мм

ПР-31,75-89; S = 262 ммІ; FP = 89 кн; q = 3,8 кг

Скорость цепи

, (14)

.

Окружная сила

, (15)

.

Центробежная сила

, (16)

где - масса одного метра цепи;

.

Межосевое расстояние

, (17)

.

Сила от провисания цепи

, (18)

где - коэффициент провисания, учитывающий расположение цепи;

.

Натяжение ведущей ветви цепи

, (19)

.

Расчет давление в шарнирах цепи, МПа

, (20)

где - площадь шарнира;

.

Расчетная нагрузка на вал, н

, (21)

где - коэффициент нагрузки вала;

.

Число зубьев ведомой звездочки

, (22)

.

Принимаем

Число звеньев цепи

, (23)

.

Принимаем

Фактическое межосевое расстояние

, (24)

;

.

Частота ударов цепи,

, (25)

.

4. Конструирование ведущей звездочки

Размеры обода

Диаметр элемента зацепления цепи .

Диаметр делительной окружности

, (26)

.

Диаметр окружности выступов

, (27)

.

Геометрическая характеристика зацепления

, (28)

.

Радиус впадины

, (29)

.

Диаметр окружности впадин

, (30)

.

Ширина зуба звездочки

, (31)

.

Радиус закругления зуба

, (32)

.

Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закругления

, (33)

.

Размеры диска

Толщина диска

Вариант а:

Ступица

Расчет диаметра вала под ступицу

, (34)

где - касательные напряжения; - крутящий момент; - полярный момент сопротивления;

, (35)

; .

, (36)

.

Принимаем

Диаметр ступицы

, (37)

.

Длина ступицы

, (38)

.

Шпонка

Ширина шпонки b = 14 мм;

Глубина паза ступицы t2 = 3,8.

5. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

Выбор материала зубчатых колес

Сталь 40 Х улучшенная; HB1 = 260 ; HB2 = 240.

Определение числа циклов награждения зубьев

Срок службы механизма

, (39)

где - Срок службы привода, лет; - число рабочих смен в сутки;

- продолжительность смены, ч; - коэффициент использования времени в течении смены; - коэффициент использования времени в течении года;

.

Число циклов нагружения

, (40)

.

, (41)

.

Определение допускаемых напряжений

Предел выносливости зубьев при контактном нагружении

, (42)

;

.

Допускаемые напряжения при контактном нагружении

, (43)

где - коэффициент безопасности; - коэффициент долговечности;

;

.

Предел выносливости зубьев при изгибном нагружении

, (44)

;

.

Допускаемые напряжения при изгибном нагружении

, (45)

- коэффициент долговечности; - коэффициент реверсивности; - коэффициент безопасности;

;

.

Эквивалентные допускаемые напряжения

, (46)

.

Межосевое расстояние

, (47)

где - коэффициент; - передаточное число; - коэффициент ширины зубчатого венца; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - крутящий момент;

.

Принимаем

Модуль зуба

, (48)

.

Принимаем

Суммарное число зубьев шестерни и колеса

, (49)

.

Принимаем

Число зубьев шестерни

, (50)

.

Число зубьев колеса

, (51)

.

Фактическое передаточное число

, (52)

.

Угол наклона зубьев

, (53)

.

Делительный диаметр

, (54)

;

.

Межосевое расстояние

, (55)

.

Диаметр окружности вершин зубьев

, (56)

;

.

Диаметр окружности впадин зубьев

, (57)

;

.

Ширина зубчатых венцов

, (58)

.

, (59)

.

Окружная скорость зубчатых колес

, (60)

.

9 - степень точности

Силы в зацеплении

Окружные силы

, (61)

.

Радиальные силы

, (62)

где - угол линии зацепления; - угол наклона зубьев;

.

Осевые силы

, (63)

.

Контактные напряжения

, (64)

где - коэффициент зубчатых передач; - передаточное число;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - коэффициент динамической нагрузки;

.

Условия порочности по контактным напряжениям выполняется

Изгибные напряжения

, (65)

где - коэффициент, зависящий от числа зубьев; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; - коэффициент динамической нагрузки.

Коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев

, (66)

.

Эквивалентное число зубьев

, (67)

; ;

; .

Проверка прочности зубьев на изгиб

;

.

;

.

Прочность зубьев на изгиб выполняется

6. Конструирование зубчатого колеса

Толщина обода

, (68)

.

Внутренний диаметр зубчатого венца

, (69)

.

Фаска на торце зубчатого колеса

, (70)

.

Внутренний диаметр ступицы

, (71)

где - допускаемые напряжения кручения;

.

Принимаем

Длина ступицы

, (72)

.

Наружный диаметр ступицы

, (73)

.

Диаметр центровой окружности

, (74)

.

Принимаем

Толщина диска колес

, (75)

.

Шпонка

Глубина паза ступицы t2 = 5,4 мм; ширина сечения шпонки b = 22 мм.

7. Расчет и конструирование тихоходного вала

конвейер электродвигатель подшипник редуктор

Назначаем материал для изготовления вала - Сталь 40 Х

Допускаемое напряжение изгиба

, (76)

где - предел выносливости вала при симметричном цикле нагружения; - коэффициент концентрации напряжения; - коэффициент запаса прочности;

.

Допускаемое напряжение кручения

, (77)

.

Выполняем предварительную компоновку редуктора

Рисунок 1 - Компоновка редуктора

, (78)

.

, (79)

.

, (80)

.

, (81)

.

Определяем реакции опор и изгибающие моменты

Рисунок 2 - Схема сил, действующих в передачах привода

Горизонтальная плоскость



Рисунок 3 - Схема сил, действующих в горизонтальной плоскости

, (82)

, (83)

.

, (84)

, (85)

.

Проверка:

, (86)

;

;

;

;

.

Рисунок 4 - Эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости

Вертикальная плоскость

Рисунок 5 - Схема сил, действующих в вертикальной плоскости

, (87)

, (88)

.

, (89)

, (90)

.

Проверка:

;

;

;

;

.

Рисунок 6 - Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости

, (91)

;

;

;

.

Рисунок 7 - Эпюра изгибающих моментов

Строим эпюру эквивалентных моментов

Рисунок 8 - Эпюра крутящих моментов

, (92)

;

;

;

;

.



Рисунок 9 - Эпюра эквивалентных моментов

Вычисляем диаметры вала

, (93)

где - осевой момент сопротивления.

, (94)

, (95)

;

;

;

;

, (96)

.

По ГОСТ 12080-66 назначаем диаметр ; .

Диаметр под подшипник

, (97)

.

Принимаем (кратен 5)

Диаметр вала под зубчатое колесо

, (98)

.

Назначаем по ряду размеров Ra 40 по ГОСТ 6636-69; .

Диаметр буртика

, (100)

.

Принимаем

8. Подбор подшипников качения

Тип подшипника

, (101)

где - реакция в опоре; - составляющая реакции по оси x;

- составляющая реакции по оси y;

;

.

, (102)

.

Проверяем подшипник 410

Вычисляем отношение

, (103)

Грузоподъемность: С = 81700 н; С0 = 52000 н;

.

,

X = 1; Y = 0.

Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку

, (104)

где - коэффициент вращения; - реакция в опоре b; - осевая нагрузка; - коэффициент безопасности; - коэффициент, учитывающий влияние температуры; - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

.

Вычисляем долговечность подшипника

, (105)

.

Подшипник 410 ГОСТ 8338-75

9. Подбор шпонок

Под зубчатое колесо

Рабочая длина шпонки

, (106)

где - длина шпонки; - ширина шпонки;

.

Окружная сила смятия

, (107)

.

Площадь смятия

, (108)

где - высота шпонки; - глубина паза вала;

.

Напряжения смятия

, (109)

.

Условие прочности на смятие выполняется

1 исполнение: Шпонка 22х 14х 63ГОСТ 23360-78

Под звездочку

Рабочая длина шпонки

.

Окружная сила смятия

.

Площадь смятия

.

Напряжения смятия

.

Условие прочности на смятие выполняется

1 исполнение: Шпонка 14х 9х 60ГОСТ 23360-78

10. Подбор муфты

Расчетный вращающий момент

, (110)

где - вращающий момент вала;

.

Присоединительные размеры концов валов

Электродвигателя: d = 48мм, l = 110 мм;

Редуктора: Коническое исполнение d = 45мм, l = 82мм.

Выбираем муфту: Втулочно-пальцевая муфта ;

Муфта 55-1-45-3 У 2 ГОСТ 21424-93.

11. Выбор смазочного материала редуктора

; ;

Марка смазочного масла И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4.

Список используемых источников

1. СТО 01. 04- 2005

2. Прокофьев, Г.В. Конструирование приводов технологических машин [Текст]: учебное пособие для вузов / Г.В. Прокофьев, Н.И Дундин, Н.Ю. Микловцик. - Архангельск: Издательство АГТУ, 2010. - 506 с.

3. Сметанин, А.С. Энергетические и кинематические параметры приводов машин [Текст]: методические указания и справочные материалы к курсовому проектированию/ А.С. Сметанин, Е.О. Орленка, Е.О. Богданов, Т.В. Цветкова. -2-е издание - Архангельск: Издательство АГТУ, 2009. - 61 с.

Размещено на Allbest.ru