Проектирование привода ленточного конвейера

Проведение расчета общего КПД и мощности электродвигателя, прочности клиноременной и закрытой косозубой цилиндрической передачи, ведущего и ведомого валов, зубчатого колеса с целью выбора привода ленточного конвейера, расположенного на сварной раме.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 17.12.2010
Размер файла 97,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Омский государственный аграрный университет

Кафедра: деталей машин и инженерной графики

Пояснительная записка

По курсовому проекту "Детали машин"

Задание 0102

Разработал:

студент факультета

технического сервиса

в АПК 42 гр.

Бабак В.С.

Принял: преподаватель

Еремеев А.А.

Омск 2005

Содержание

  • 1. Кинематический расчёт привода
  • 1.1 Общий КПД двигателя
    • 1.2Выбор электродвигателя
      • 1.2.1 Требуемая мощность электродвигателя
      • 1.2.2 Общее передаточное отношение привода и отдельных ступеней
      • 1.2.3 Находим частоту вращения барабана (nб)
    • 1.3 Общее передаточное отношение привода и отдельных ступеней
  • 2. Расчёт клиноремённой передачи
    • 2.1 Определяем вращающий момент
    • 2.2 Определяем диаметр меньшего шкива
    • 2.3 Определяем диаметр большого шкива
    • 2.4 Определяем межосевое расстояние в интервале amin и аmax
    • 2.5 Определяем длину ремня
    • 2.6 Уточняем межосевое расстояние
    • 2.7 Определяем угол обхвата
    • 2.8 Определяем число ремней
    • 2.9 Определяем натяжение ветви ремня
    • 2.10 Определяем силу действующую на вал
    • 2.11 Рабочий ресурс передачи, ч
  • 3. Расчет закрытой косозубой цилиндрической передачи
    • 3.1 Исходные данные
    • 3.2 Расчет на контактную прочность
      • 3.2.1 Выбор материала и термообработки
      • 3.2.2 Определение допускаемых контактных напряжений
      • 3.2.3 Межосевое расстояние
      • 3.2.4 Геометрические параметры зубчатой передачи
      • 3.2.5 Окружная скорость зубчатых колес
      • 3.2.6Определяем коэффициент торцевого перекрытия
      • 3.2.7 Уточнение коэффициента. Коэффициент нагрузки
      • 3.2.8 Контактные напряжения
    • 3.3 Расчет на изгибную прочность
      • 3.3.1 Определение допускаемых напряжений изгиба
      • 3.3.2 Коэффициент нагрузки
      • 3.3.3 Сравнитльная оценка прочности зубьев
      • 3.3.4 Проверка изгибной прочности зубьев
    • 3.4 Определение усилий в зацеплении
      • 3.4.1 Окружные усилия
      • 3.4.2 Радиальные усилия
      • 3.4.3 Осевые усилия
  • 4. Расчет валов
    • 4.1 Предварительный расчет валов
      • 4.1.1 Диаметр конца вала
    • 4.2 Определение конструктивных размеров деталей редуктора
    • 4.3 Расчет подшипников
      • 4.3.1 Ведущий вал
      • 4.3.2 Ведомый вал
      • 4.4 Уточненный расчет валов
  • 5. Выбор и расчет шпонок
    • 5.1. Входной вал
    • 5.2. Выходной вал (зубчатое колесо)
    • 5.3. Выходной вал (конец вала)
  • 6.Выбор сорта масла
  • 7. Расчет общего вида привода
  • Литература
  • 1. Кинематический расчёт привода
  • 1.1 Общий КПД двигателя
  • (1)
  • где ?1- КПД одной пары подшипников качения, ?1=0,99; [7, с.5]
  • ?2- КПД клиноремённой передачи, ?2=0,96; [7, с.5]
  • ?3- КПД закрытой цилиндрической передачи , ?3=0,97; [7, с.5]

1.2 Выбор электродвигателя

1.2.1 Требуемая мощность электродвигателя

(2)

1.2.2 Общее передаточное отношение привода и отдельных ступеней

(3)

где: nб- частота вращения барабана

u1- передаточное отношение ремённой передачи;

u2- передаточное отношение цилиндрической передачи;

1.2.3 Находим частоту вращения звездочки (nз)

(4)

Выбираем электродвигатель : Рэл=11кВт, nэл=2900мин?№,

Двигатель АИР132М2 ТУ 16-525.564-84.

1.3 Общее передаточное отношение привода и отдельных ступеней

(6)

По ГОСТ 2185-66 выбираем передаточные отношения u1=2,9; u2=4,5; u3=5 . Так чтобы Uобщ=14,98:

2. Расчёт клиноремённой передачи.

Выбор сечения ремня:

Сечение ремня выбираем по номограмме из методических указаний в отношении nэл/Рэл и получаем сечение Б.[5, с. 134]

2.1 Определяем вращающий момент

3.2 Определяем диаметр меньшего шкива

(8)

По ГОСТ 17383-73 округляем до ближайшего стандартного:d1=90мм.

2.3 Определяем диаметр большого шкива

(9)

где: е=0,02 [6 с. 212]

По ГОСТ 17383-73 принимаем d2=250мм

2.4 Определяем межосевое расстояние в интервале amin и аmax :

(10)

где h=8(высота сечения ремня)

(11)

2.5 Определяем длину ремня:

(12)

Округляем длину ремня до L = 1120мм

2.6 Уточняем межосевое расстояние

(13)

(14)

(15)

2.7 Определяем угол обхвата

(16)

2.8 Определяем число ремней

(17)

где СL - коэффициент длины ремня (СL =0,91 [5, с. 135 табл. 7,9] );

Ср - коэффициент режима нагрузки ( Ср=1,1[ 6 с. 260, табл 9.3]);

Р0 - номинальная мощность передаваемая одним ремнём (Р0=1,32 [ ]);

Сб - коэффициент угла обхвата (Сб=0,92 [c.259]);

Сz -коэффициент передаточного отношения (Сz=0,9 [ 6 с.259]).

Принимаем число ремней равное семи.

2.9 Определяем натяжение ветви ремня

(18)

где V-окружная скорость

(19)

2.10 Определяем силу действующую на вал

(20)

3. Расчет закрытой косозубой цилиндрической передачи.

3.1 Исходные данные

Частота вращения шестерни: щ2=108,4с-№;

Момент передаваемый шестерней: Т2=67,7.103 Н.мм;

Передаточное число: U2=5;

3.2 Расчет на контактную прочность

3.2.1 Выбор материала и термообработки

Сталь 40Х, для колеса и шестерни закалка поверхностного слоя ТВЧ.

Gнlim - предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружений. [7, с8; 6, с254]

- для шестерни Gнlim=17HRC+200=1050мПа; HRC=50

- для колеса Gнlim=17HRC+200=1050мПа; HRC=50

3.2.2 Определение допускаемых контактных напряжений

(22)

где Sн - коэффициент безопасности [ (Sн=1,2) 7, табл306];

КнL - коэффициент долговечности [ (КнL= 1) 7, табл305];

Nно - базовое число циклов перемены напряжений [7, табл307]

Nне - эквивалентное число циклов

(23)

где а - число зацеплений зуба за один оборот колеса(а=1);

щ - угловая скорость вала, рад/с;

Ln - срок службы передачи, ч (Ln=10000);

-для шестерни

- для колеса

Выбираем [у]н2=[772]мПа, т.к. материал и обработка выбраны одинаковыми.

3.2.3 Межосевое расстояние

(24)

где Zм - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес, для пары стальных колес Zм=271;

Zе - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, предварительно принимаем Zе=0,85;

Zн - коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев, предварительно принимаем Zн=1,75

Тш - крутящий момент на шестерни, Н.мм;

Тш=67,7.103 Н.мм

Кн - коэффициент нагрузки, предварительно принимаем Кн=1,3

Кнl - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для косозубых Кнl=1,1

Шba - коэффициент ширины колеса в зависимости от межосевого расстояния [(Шba=0,315) 7, табл314];

[у]н - расчетное контактное напряжение, для косозубых колес.

Межосевое расстояние первой передачи

По ГОСТ 9563-60 принимаем аw=112мм.

Межосевое расстояние второй передачи

По ГОСТ 9563-60 принимаем аw=180мм

3.2.4 Геометрические параметры зубчатой передачи

Первой ступени

Модуль нормальный: mn=2

Число зубьев колес:

Суммарное число:

(26)

Уточняем угол наклона зубьев в:

(27)

Число зубьев шестерни:

(28)

Число зубьев колеса:

(29)

Определим фактическое передаточное число:

(30)

Отклонение состовляет:

отклонение не превышает допустимое

Делительный диаметр:

Шестерни (31)

Колеса

Диаметр вершины зубьев:

Шестерни (32)

Колеса

Диаметр впадин зубьев:

Шестерни (33)

Колеса

Диаметр основной окружности:

Шестерни (34)

Колеса

Высота зуба:

(35)

Постоянная хорда зуба:

(36)

Ширина колеса:

(37)

Ширина шестерни:

(38)

Второй ступени

Модуль нормальный: mn=3

Число зубьев колес:

Суммарное число:

(26)

Уточняем угол наклона зубьев в:

(27)

Число зубьев шестерни:

(28)

Число зубьев колеса:

(29)

Определим фактическое передаточное число:

(30)

Отклонение состовляет:

отклонение не превышает допустимое

Делительный диаметр:

Шестерни (31)

Колеса

Диаметр вершины зубьев:

Шестерни (32)

Колеса

Диаметр впадин зубьев:

Шестерни (33)

Колеса

Диаметр основной окружности:

Шестерни (34)

Колеса

Высота зуба:

(35)

Постоянная хорда зуба:

(36)

Ширина колеса:

(37)

Ширина шестерни:

(38)

3.2.5 Окружная скорость зубчатых колес

(39)

Для цилиндрической косозубой передачи назначаем 9-ю степень точности[1, с.180 табл.12.2].

3.2.6 Определяем коэффициент торцевого перекрытия

(40)

Первой передачи

Второй передачи

3.2.7 Уточнение коэффициента. Коэффициент нагрузки

(41)

где Кнв - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине зуба ( Кнв=1,04 [7, табл.311]);

Кнv - коэффициент динамичности нагрузки( Кнv=1,01 [7, табл.311])

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактной линии.

(42)

Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев:

(43)

Кнб - Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями [(Кнб=1,09) 7, табл303]

3.2.8 Контактные напряжения

(44)

При ун<[у]н менее чем на 15% показывает то, что контактные напряжения находятся в пределах нормы.

3.3 Расчет на изгибную прочность

3.3.1 Определение допускаемых напряжений изгиба

(45)

где уflimb - предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов [(уflimb =830мПа) 7, табл.308];

Sf - коэффициент безопасности: Sf=Sfґ.Sf?;

Sfґ - коэффициент, учитывающий ответственность

детали[(Sf=1,85) 7, табл.308];

Sf? - коэффициент, учитывающий способ получения заготовки [(Sf?=1) 7, табл308]; Sf=1,85

Кfc - коэффициент, учитывающий влияние двухсторонней нагрузки (Кfc=1 - одностороннее приложения нагрузки);

Ys - коэффициент, учитывающий чувствительность материала

к концентрации напряжений [(Ys=1,04) 7, табл.309];

Yr - коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности [(Yr=1,05) 7, табл310];

Кfl - коэффициент долговечности[(Кfl=1) 7, с.14];

3.3.2 Коэффициент нагрузки

(46)

где K - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба [(K =1,14) 7, табл312];

Кfv - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки

[(Кfv1 =1,03 ; Кfv2 =1,02 ) 7, табл.312];

Коэффициент формы зубьев Yvf находят по грфику [(Yvf1=4,13; Yvf2=3,6) 7, табл.313]

3.3.3 Сравнительная оценка прочности зубьев

(47)

3.3.4 Проверка изгибной прочности зубьев

(48)

где Yв - коэффициент учитывающий наклон зубьев(Yв=0,9)

К - Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями [(К =1,81) 7, табл.303]

3.4 Определение усилий в зацеплении

3.4.1 Окружные усилия

(49)

3.4.2 Радиальные усилия

(50)

3.4.3 Осевые усилия

(51)

№ вала

Частота вращения, мин-1

Передаваемая мощность, кВт

Вращающий момент, кН.м

1

2

3

4

4. Расчет валов

4.1 Предварительный расчет валов

4.1.1 Диаметр конца вала

(52)

где Т - крутящий момент на рассматриваемом валу;

[ф]кр - допускаемые напряжения кручения

[ф]кр=(15…50)мПа

Принимаем d1=26мм; d2 =50мм

4.2 Определение конструктивных размеров деталей редуктора

Конструктивные размеры редуктора определяем по формулам из приложения 1 (подшипники шариковые радиальные однорядные)

1. Компоновка редуктора:

2. Устанавливаем масштаб.

3. Вычерчиваем в зацеплении конические и цилиндрические зубчатые пары.

4. Размещаем подшипники.

5. Конструктивно оформляем зубчатые пары, валы, корпус и т.д.

6. Уточняем расстояние между опорами и положения зубчатых колес относительно опор.

4.3 Расчет подшипников

4.3.1 Ведущий вал

Из предыдущих расчетов:

Ft=3457Н - окружное усилие конической передачи;

Fr=1293Н - радиальное усилие конической передачи;

Fx=738Н - осевое усилие конической передачи;

Q=Fb=1373H - усилие натяжения ремня.

Плоскость XZ.

(53)

Плоскость YZ

(54)

Проверка:

(55)

Суммарная реакция

(56)

Подшипник 207 ГОСТ 8338-75.

Cr=25,5kH; Cor=13,7; r=2.5; B=17мм; D=72мм;.

Осевые составляющие Rs=0 т.к. подшипники радифльные.

Отношение: , отсюда е=0,26.

>е, тогда Х=0,56 , У=1,71.

Осевую нагрузку при расчетах не учитываем.

Эквивалентная нагрузка

(57)

гдеV-коэффициент вращения внутреннего кольца[(V=1) 8, стр285]

Кб - коэффициент безопасности при спокойной нагрузки [(Кб=1) 8, стр285];

КТ - температурный коэффициент [(КТ=1) 8, стр285];

Расчетная долговечность млн. об.

(58)

Расчетная долговечность, ч.

(59)

,

что больше установленных ГОСТ16162-85

4.3.2 Ведомый вал

Из предыдущих расчетов:

Ft=9522Н - окружное усилие конической передачи;

Fr=3543Н - радиальное усилие конической передачи;

Fx=2024Н - осевое усилие конической передачи;

Плоскость XZ.

(60)

Плоскость YZ

(61)

Проверка:

Суммарная реакция

(62)

Подшипник 217 ГОСТ 8338-75.

Cr=83,2kH; Cor=53,2; r=2.5; B=28мм; D=150мм;.

Осевые составляющие Rs=0 т.к. подшипники радифльные.

Отношение: , отсюда е=0,23.

>е, тогда Х=0,56 , У=1,95.

Осевую нагрузку при расчетах не учитываем.

Эквивалентная нагрузка

(63)

гдеV-коэффициент вращения внутреннего кольца[(V=1) 8, стр285]

Кб - коэффициент безопасности при спокойной нагрузки [(Кб=1) 8, стр285];

КТ - температурный коэффициент [(КТ=1) 8, стр285];

Расчетная долговечность млн. об.

(64)

Расчетная долговечность, ч.

(65)

,

что больше установленных ГОСТ16162-85

4.4 Уточненный расчет валов

Производим расчет ведущего вала

Материал вала сталь 45, термическая обработка - улучшение.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение А-А

Коэффициент запаса прочности :

(66)

(67)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений, мПа.

(68)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

(69)

Коэффициент запаса прочности:

(70)

получился близким к коэффициенту запаса =7,57.

5. Выбор и расчет шпонок

Размеры шпонок выбираем из таблиц по ГОСТ 23360-78 (призматические шпонки)

5.1 Входной вал

Для входного вала выбираем шпонку:

bxhxl=8x7x4 ,t1=4, dв=26мм, Т2=69500 Н·мм

Расчет ведем по уравнению смятия

(71)

Так как усм<[усм], поэтому на входной вал устанавливаем одну шпонку.

5.2 Выходной вал (зубчатое колесо)

Для выходного вала (зубчатое колесо) выбираем шпонку:

bxhxl =20x14x56; t1=9; dв=90; Т4= 1437900 Н·мм

Расчет ведем по уравнению смятия:

Так как усм<[усм], поэтому на выходной вал (зубчатое колесо) устанавливаем одну шпонку.

5.3 Выходной вал (конец вала)

Для выходного вала (конец вала) выбираем шпонку:

bxhxl =20x12x100; t1=7,5; dв=70; Т3=1437900 Н·мм

Расчет ведем по уравнению смятия:

Так как усм<[усм], поэтому на выходной вал (конец вала) устанавливаем одну шпонку.

6. Выбор сорта масла

Смазывание производится окунанием зуба в масло. По таблице [3, табл. 10.8] устанавливаем вязкость масла при контактных напряжениях от 600-1000мПа и средней скорости менее 2м/с. Вязкость должна быть 60•10-6 м/с, по таблице [3, табл. 10.10] принимаем масло И-Г-А-68 по ГОСТ 20799-88. Смазка подшипников осуществляется тем же маслом через масляные каналы.

Объем масляной ванны подсчитываем из условия:

V=0,25Р (72)

где Р - входная мощность, кВт (Р=7,65 кВт)

V=0,25.7,65=1,92л.

7. Расчет общего вида привода

Привод ленточного конвейера расположен на сварной раме, которую изготавливаем из швеллеров. Номер швеллера выбираем из условия поместимости болтов.

Н=(0,09…0,11)L (73)

где Н - высота рамы;

L - длина рамы.

Выбираем швеллер №14.

Креплением редуктора к раме используем болты М16.

Креплением двигателя к салазкам используем болты М12.

Креплением кожуха к раме используем болты М8.

Литература

1. Гузенков П.Г. Детали машин.: Учебник для вузов., 4-е изд., испр. М., Высшая школа. 1986.- 359с.

2. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для техн. спец. вузов.-5-е изд., перерб. и доп. - М.: Высшая школа., 1998.-447с.

3. Курсовое проектирование деталей машин., под ред. С.А. Чернавский и др. -2-изд.,М.: Машиностроение., 1988. - 415с.

4. Решетов Д.Н. Детали машин.-М.: Машиностроение., 1974.-654с

5. Детали машин., под ред. М.Н. Иванов.-М.: Высшая школа.,1976.-399с.

6. Проектирование механических передач., под ред. Чернавский С.А., Ицкович Т.М., Киселев В.А. - М.: Машиностроение., 1984.-558с

7. Справочные материалы по курсу "Детали машин, подъемно-транспортные машины и основы конструирования"., под ред. А.А. Дегтярев.- Омск.: ОмГАУ., 1997.-27с.

8. Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчет механических передач.- М.: Колос,2000.-328с.


Подобные документы

  • Подбор прессовой посадки обеспечивающей соединение зубчатого колеса с валом. Основные размеры открытой цилиндрической косозубой передачи привода конвейера. Расчет ременной передачи узкими клиновыми ремнями электродвигателя к редуктору привода конвейера.

    контрольная работа [293,4 K], добавлен 23.08.2012

  • Состав, устройство и работа привода цепного конвейера. Расчет частоты вращения вала электродвигателя, допускаемых напряжений для зубчатых колес редуктора. Проектирование цилиндрической зубчатой передачи. Определение долговечности подшипников качения.

    курсовая работа [940,5 K], добавлен 01.05.2014

  • Конструкция зубчатого колеса и червячного колеса. Кинематический расчет привода, выбор электродвигателя, определение передаточных чисел, разбивка по ступеням. Расчет прямозубой цилиндрической передачи. Проверочный расчет подшипников тихоходного вала.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 22.07.2015

  • Основные виды промышленных подъемно-транспортирующих машин. Расчет натяжного устройства и параметров привода конвейера. Определение линейных сил тяжести его элементов. Нахождение размеров барабанов и роликов ленточного конвейера для перемещения кокса.

    курсовая работа [681,2 K], добавлен 13.01.2015

  • Проектирование привода ленточного конвейера, включающего: электродвигатель и двухступенчатый цилиндрический редуктор. Кинематический расчет привода, выбор электродвигателя. Предохранительная муфта для привода и индустриальное масло для смазывания.

    курсовая работа [655,4 K], добавлен 06.07.2009

  • Классификация и особенности конструкции конвейера. Проектирование транспортирующей линии для подачи формовочной земли к машинам: выбор элементов конвейера, тяговый расчёт, расчёт элементов привода и ленточного питателя, проверка электродвигателя.

    дипломная работа [446,9 K], добавлен 07.07.2015

  • Кинематический и силовой расчет привода. Расчет зубчатых колес редуктора. Предварительный расчет валов редуктора. Конструктивные размеры корпуса редуктора, шестерни, колеса. Первый этап компоновки редуктора. Проверка прочности шпоночных соединений.

    курсовая работа [151,8 K], добавлен 17.05.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.