Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет Электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства

Кафедра Детали машин


КУРСОВАЯ РАБОТА

Привод к скребковому транспортеру


Студент М.С. Вайсенбург

Группа 301


Челябинск 2009


Исходные данные.


Тяговая сила F, 3,2 кН

Скорость тяговой цепи v,0,5 м/с

Шаг тяговой цепи р,80 мм

Число зубьев звездочки z7

Допустимое отклонение скорости цепи δ,4 %

Срок службы привода Lr,5 лет

Привод к скребковому транспортеру


Схема 3 Привод к скребковому транспортеру исполнение 2: 1-двигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – редуктор; 4 – упругая муфта с торообразной оболочкой; 5 – ведущая звездочка конвейера; 6 – тяговая цепь.


Введение


В машиностроении находят широкое применение редукторы, механизмы, состоящие из зубчатых или червячных передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащих для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепную или ременную передачу.

Назначение редуктора — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Механизмы, служащие для повышения угловой скорости, выполнены в виде отдельных агрегатов, называют мультипликаторы.

Конструктивно редуктор состоит из корпуса (литого, чугунного или сварного стального), в котором помещаются элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Привод предполагается размещать в закрытом, отапливаемом, вентилируемом помещении, снабженным подводом трехфазного переменного тока.

Привод к горизонтальному валу состоит из цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого соединен с двигателем ременной передачей, а на тихоходном валу располагается компенсирующая муфта.


1. Рассчитаем срок службы приводного устройства


Срок службы (ресурс) Lh, ч, определяем по формуле


Привод к скребковому транспортеру


где Lr - срок службы привода, лет; tc - продолжительность смены, ч; Lc - число смен; Кс - коэффициент сменного использования,


Привод к скребковому транспортеру


Определяем ресурс привода при двухсменной работе с продолжительностью смены 8 часов.

Привод к скребковому транспортеруч

Принимаем время простоя машинного агрегата 20% ресурса.

Привод к скребковому транспортеру ч.

Рабочий ресурс привода принимаем 23*103 ч.


2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода


2.1 Определяем мощность и частоту вращения двигателя


Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения - от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

Определяем требуемую мощность рабочей машины


Привод к скребковому транспортерукВт


где F - тяговая сила цепи, кН, v – скорость тяговой цепи м/с.

Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:


Привод к скребковому транспортеру


где ηрп – КПД ременной передачи; ηзп - КПД зубчатой передачи; ηм – КПД муфты; ηп – КПД опор приводного вала;

Из таблицы берем: ηрп – 0,96; ηзп – 0,97; ηм – 0,98; ηп – 0,99;

Привод к скребковому транспортеру

Находим требуемую мощность электродвигателя.


Привод к скребковому транспортерукВт


Выберем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Рном = 2,2 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя:


Вариант Тип двигателя

Номинальная мощность

Pном ,кВт

Частота вращения, об/мин



синхронная При нормальном режиме nном
1 4АВ80В2У3 2,2 3000 2850
2 4АМ90L4У3 2,2 1500 1425
3 4АМ100L6У3 2,2 1000 950
4 4АМ112МА8У3 2,2 750 700
2.2 Определяем передаточное число привода и его ступеней


Находим частоту вращения приводного вала


Привод к скребковому транспортерум/с


где: v - скорость тяговой цепи м/с; z – число зубьев ведущей звездочки; р - шаг тяговой цепи, мм.

Находим общее передаточное число для каждого варианта:


Привод к скребковому транспортеру


Производим разбивку общего передаточного числа, принимая для всех вариантов передаточное число редуктора постоянным uзп=4


Привод к скребковому транспортеру


Передаточное число Варианты

1 2 3 4
Общее для привода u м/с 53,17 26,59 17,72 13,06
Цепной передачи 13,29 6,65 4,43 3,23
Конического редуктора 4 4 4 4

Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к выводу:

а) первый вариант затрудняет реализацию принятой схемы из-за большого передаточного числа всего, привода;

б) четвертый вариант не рекомендуется для приводов общего назначения из за большой металлоемкости;

в) во втором варианте получилось большое значение передаточного числа;

г) из рассмотренных четырех вариантов предпочтительнее третий: Здесь передаточное число цепной передачи можно изменить за счет допускаемого отклонения скорости и таким образом получить среднее приемлемое значение.

Определяем максимально допустимое отклонение частоты вращения.

Привод к скребковому транспортеруоб/мин

Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала приняв Привод к скребковому транспортеру


Привод к скребковому транспортеруоб/мин


отсюда фактическое передаточное число привода


Привод к скребковому транспортеру


передаточное число цепной передачи


Привод к скребковому транспортеру


Таким образом, выбираем двигатель 4АМ100L6УЗ (Рном = 2,2 кВт, nном = 950 об/мин); передаточные числа: привода u = 18, редуктора uзп = 4, цепной передачи uоп = 4,5


2.3 Определим силовые кинематические параметры (двигателя), привода


Рассчитаем мощность при Рдв = 1,81 кВт

Быстроходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортерукВт


Тихоходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортерукВт


Вал рабочей машины.


Привод к скребковому транспортерукВт


где Ррм – мощность рабочей машины

Рассчитаем частоту вращения при nном = 950 об/мин

Быстроходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеруоб/мин


Тихоходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеруоб/мин


Вал рабочей машины.


Привод к скребковому транспортеруоб/мин


Рассчитаем угловую скорость

Вал двигателя


Привод к скребковому транспортеру 1/с


Быстроходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеру 1/с


Тихоходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеру 1/с


Вал рабочей машины.


Привод к скребковому транспортеру 1/с


Рассчитаем вращающий момент

Вал двигателя


Привод к скребковому транспортеруН*м


Быстроходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеруН*м


Тихоходный вал редуктора.


Привод к скребковому транспортеруН*м


Вал рабочей машины.


Привод к скребковому транспортеруН*м


Таблица. Силовые и кинематические параметры привода


Параметр Вал двигателя Вал редуктора Вал рабочей машины


Быстоходн. Тихоход.

Мощность

Рн, кВт

PДВ= 1,81 P1=1,738 P2=1,669 Pрм=1,619

Частота вращения

n, об/мин

nном=950 n1=214,4 n2=60,28 nрм=60,28

Угл. скорость

ω, 1/с

ωном=99,43 ω1=22,44 ω2=5,61 ωрм=5,61
Момент T, Н*м ТДВ=18,20 Т1=76,63 Т2=294,35 Трм=285,58

3. Выбор материалов зубчатых передач. Определение допустимых напряжений


3.1 Выбираем материал зубчатой передачи


а) Выбираем марку стали, твердость и термообработку

-для шестерни берем сталь 40ХН, термообработка - улучшение и закалка ТВЧ, Dпред = 200 мм Sпред = 125мм; твердостью 48...53HRCЭl, (460…515 НВ2)

-для колеса берем сталь 40ХН, термообработка – улучшение, Dпред = 315 мм Sпред = 200 мм; твердостью 235...262 НВ2,

б)Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

для шестерни


HB1cp = (НВmin - НВmax )/2 = (460 + 515)/2 = 487,5.


для колеса


HB2cp = (НВmin - НВmax )/2 = (235 + 262)/2 = 248,5.


3.2 Определяем базовые числа циклов нагружений при расчете на контактную прочность


Привод к скребковому транспортеру

для шестерни

Привод к скребковому транспортеру

для колеса

Привод к скребковому транспортеру


3.3 Действительные числа циклов перемены напряжений


- для колеса


Привод к скребковому транспортеру


- для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


где: n2 - частота вращения колеса, мин-1; Lh - время работы передачи ч; u - передаточное число ступени.


3.4 Определяем коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям


Привод к скребковому транспортеру


где: NHG – базовое число циклов; N – действительное значение.

- для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


- для колеса


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру

3.5 Определяем число циклов перемены напряжений


- для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


- для колеса


Привод к скребковому транспортеру


3.6 Определяем допустимое контактное напряжение соответствующее числу циклов перемены напряжений


- для шестерни

Привод к скребковому транспортеру

- для колеса

Привод к скребковому транспортеру


3.7 Определяем допускаемое контактное напряжение


- для шестерни


Привод к скребковому транспортеруН/мм2

Привод к скребковому транспортеру Н/мм2


Так как


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру,

то косозубая передача рассчитывается на прочность по среднему допускаемому контактному напряжению:


Привод к скребковому транспортеру Н/мм2


При этом условии


Привод к скребковому транспортеру Н/мм2


соблюдается


3.8 Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса


а)Рассчитываем коэффициент долговечности KFL.


Привод к скребковому транспортеру


где NFO - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, NFO=4*106 для обоих колес.

- для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


- для колеса


Привод к скребковому транспортеру

Так как N1>NF01 и N2>NFО2, то коэффициенты долговечности KFL1 =1,и KFL2 = l.

б) определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений NF0:

- для шестерни:

Привод к скребковому транспортеру

в предположении, что m<3мм;

- для колеса:

Привод к скребковому транспортеру

в) Определяем допускаемое напряжение изгиба:

- для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


- для колеса


Привод к скребковому транспортеру


Таблица Механические характеристики материалов зубчатой передачи.

Элемент передачи Марка стали Dпред Термообработка HRCэ1ср [σ]Н [σ]F


Sghtl
HB2ср Н/мм2
Шестерня 40Х 315/200 У+ТВЧ 50,5 877 310
Колесо 40Х 200/125 У 248,5 514,3 255,95

4. Расчет закрытой конической зубчатой передачи


4.1 Определяем внешний делительный диаметр колеса de2, мм


Привод к скребковому транспортеру


где Кнβ - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающихся колес с прямыми зубьями Кнβ = 1;

θН - коэффициент вида конических колес. Для прямозубых колес θН = 1.

Привод к скребковому транспортеру

Полученное значение внешнего делительного диаметра колеса de2 для нестандартных передач округляем до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров Привод к скребковому транспортеру


4.2 Определяем углы делительных конусов шестерни и колеса


для колеса


Привод к скребковому транспортеру


для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


4.3 Определяем внешнее конусное расстояние Re, мм


Привод к скребковому транспортерумм

4.4 Определяем ширину зубчатого венца шестерни и колеса


Привод к скребковому транспортеру


где ψе = 0,285 - коэффициент ширины венца.

Привод к скребковому транспортеру

Округлить до целого числа по ряду Ra 40.

b=42


4.5 Определяем внешний окружной модуль для прямозубых колес


Привод к скребковому транспортеру


где KFβ - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца. Для прирабатывающихся колес с прямыми зубьями KFβ =l;

Привод к скребковому транспортеру - коэффициент вида конических колес. Для прямозубых. Привод к скребковому транспортеру


4.6 Определяем число зубьев колеса и шестерни


для колеса


Привод к скребковому транспортеру


для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


4.7 Определяем фактическое передаточное число


Привод к скребковому транспортеру


проверяем его отклонение от заданного u.

Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру %


4.8 Определяем действительные углы делительных конусов шестерни и колеса


для колеса


Привод к скребковому транспортеру


для шестерни


Привод к скребковому транспортеру


4.9 Выбираем коэффициент смещения инструмента для прямозубой шестерни


НВ1ср - НВ2ср = 487,5-248,5=239

Так как

239> 100,

То

х1=х2 = 0.

4.10 Определяем внешние диаметры шестерни и колеса, мм


Делительный диаметр шестерни


Привод к скребковому транспортеру


Делительный диаметр колеса


Привод к скребковому транспортеру


Вершины зубьев шестерни


Привод к скребковому транспортеру


Вершины зубьев колеса


Привод к скребковому транспортеру


Впадины зубьев шестерни


Привод к скребковому транспортеру


Впадины зубьев колеса


Привод к скребковому транспортеру


4.11 Определяем средний делительный диаметр шестерни и колеса:


для шестерни

Привод к скребковому транспортеру

для колеса

Привод к скребковому транспортеру

Проверочный расчет


4.12 Проверяем пригодность заготовок колес


Условие пригодности заготовок колес:


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеруПривод к скребковому транспортеру


Диаметр заготовки шестерни

Привод к скребковому транспортерумм

Размер заготовки колеса

Привод к скребковому транспортеру

Соответствует.


4.13 Проверим контактные напряжения


Привод к скребковому транспортеру


где Ft - окружная сила в зацеплении, Н равная


Привод к скребковому транспортеру


КНα - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями прямозубых колес и колес с круговыми зубьями; КНα = 1

KHv - коэффициент динамической нагрузки. Определяется по табл. в зависимости от окружной скорости колес Привод к скребковому транспортерум/с, и степени точности передачи

Привод к скребковому транспортеру

443,72≤514,3


4.14 Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса


напряжения изгиба зубьев шестерни


Привод к скребковому транспортеру


напряжения изгиба зубьев колеса


Привод к скребковому транспортеру


где: KFα - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями прямозубых колес KFα = l; KFv - коэффициент динамической нагрузки; YFl и YF2 - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Υβ -коэффициент, учитывающий наклон зуба; Υβ = l;


4.15 Составляем табличный ответ


Проектный расчет
параметр значение параметр значение
Внешнее конусное расстояние Rе 144.308

Внешний делительный диаметр:

шестерни dе1

колеса dе2


69,273

280,314

Внешний окружной модуль me 1.611

Ширина зубчатого венца b 42

Внешний диаметр окружности вершин:

шестерни dае1

колеса dае2


70,401

281,087

Вид зубьев Прямозубые

Угол делительного конуса:

шестерни δ1

колеса δ2


13,8796

76,1204

Внешний диаметр окружности впадин:

шестерни dfe1

колеса dfe2


65,519

279,387

Число зубьев:

шестерни z1

колеса z2


43

174

Средний делительный диаметр:

шестерни d1

колеса d2


59,367

240,229


5. Расчет клиноременной передачи


Выбираем сечение ремня при

Рном = 2,2кВт nном = 950 об/мин

Выбираем участок А

Определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива dmin, мм. при Тдвиг = 18,20 Н*м

dмин = 90 мм

Задаемся расчетным диаметром ведущего шкива

d1 = 100 мм.


Привод к скребковому транспортеру


Определяем диаметр ведомого шкива d2, мм:


Привод к скребковому транспортеру


где u - передаточное число открытой передачи; ε - коэффициент скольжения ε = 0.01…0,02.

Определяем фактическое передаточное число uф


Привод к скребковому транспортеру


проверяем его отклонение от заданного


Привод к скребковому транспортеру


Привод к скребковому транспортеру условия соблюдаются.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние а, мм:


Привод к скребковому транспортеру


где h - высота сечения клинового ремня h = 8 мм.

Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортерумм

Определяем расчетную длину ремня l мм:


Привод к скребковому транспортеру


Привод к скребковому транспортеру

Выбираем длину ремня l=1600 мм

Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине


Привод к скребковому транспортеру


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру для облегчения надевания ремня на шкив

Привод к скребковому транспортеру для натяжения ремней

Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива α1 град:


Привод к скребковому транспортеру


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру соответствует

Определяем скорость ремня v, м/с:


Привод к скребковому транспортеру

Привод к скребковому транспортеру м/с


где [v] - допускаемая скорость, м/с для клиновых ремней [v] = 25м/с;

Определяем частоту пробегов ремня U, с-1:


Привод к скребковому транспортеру с-1


U ≤ 30

Определим допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнем


Привод к скребковому транспортеру


где Привод к скребковому транспортеру - допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем. С - поправочные коэффициенты.

Ср = 1 (спокойная), Сα = 0,89, Сl = 0,95, Сz = 0,95, Привод к скребковому транспортеру=0,72,

Привод к скребковому транспортеру

Определим количество клиновых ремней


Привод к скребковому транспортеру Привод к скребковому
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: