Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет

им Н.Е. Жуковского

Кафедра теоретической механики и машиностроения

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине


«Конструирование машин и механизмов»

XAИ.104.134.09В.090259.0601100.ПЗ


Выполнил: студент 134 гр

Кулишенко Е.О

Руководитель: доцент

Ковеза Ю.В


Харьков 2009г.

Техническое предложение


Целью данного курсового проекта является проектирование ленточного конвейера с коническо-цилиндрическим редуктором для перемещения штучных грузов. (см. рис. 1).


Рис. 1

барабан;

компенсирующая муфта;

редуктор;

упругая муфта;

двигатель.


Курсовой проект является самостоятельной конструкторской работой студента. При его выполнении закрепляются знания по курсу, развивается умение использовать для практических приложений сведения из ранее изученных дисциплин, приобретаются навыки работы со справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами.

Приводом называется устройство, приводящее в движение машину или механизм.

Данная конструкция является приводным устройством, которое состоит из: электродвигателя, двух муфт, редуктора, барабана.

Привод включает в себя: источник энергии – двигатель, механическую передачу, ленточный конвейер, муфты.

Привод конвейера осуществляется электродвигателем, так как он наиболее компактный, удобный в эксплуатации и имеет стабильный режим работы.

Редуктор служит для понижения угловой скорости и передачи её на барабан. Мы используем зубчатый редуктор, двухступенчатый по разделенной схеме.

Для транспортировки штучных грузов служит лента, которая плотно посажена на барабан, который приводит её в движение за счёт вращения передаваемого от редуктора.

Соединение редуктора с двигателем осуществляется при помощи упругой муфты. Она обладает способностью амортизировать толчки и удары, демпфировать колебания. Выполняет компенсирующую функцию, допуская радиальное и угловое смещение валов. Для соединения барабана и редуктора будем использовать компенсирующую муфту. Она имеет высокую нагрузочную способность, способна передавать большие крутящие моменты, а также компенсировать небольшие смещения осей соединяемых валов (радиальное и угловое).

Преимущества схемы

Схема технологична, проста в эксплуатации. Данная схема отличается простотой конструкции благодаря использованию редуктора развёрнутой схемы. Схема подходит для работы в различных сферах промышленности: авиастроении, авиации, пищевой и угольно-добывающей промышленности, машиностроении и т.д.


1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА


1.1 Определение параметров исполнительного органа


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Рис.2


Подбор ленты для транспортёра


F=F1-F2,


где F - сила тяги перемещения грузов;

F1=F2efα,

f=0,3 -коэффициент трения;

a=180°-угол охвата;

F1, F2 -разрывные силы действующие на ленту;

efa=2,56;

α=180-угол охвата;

f=0,3-коэффициент трения.

F=1,64ЧF=1,64ЧF=1,64∙4000=6560 H.


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


где [q]=12 м/Н - допускаемое разрывное усилие.

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов=250 мм - ширина барабана;

i - число прокладок ленты;

Принимаем i=3.

Из справочника выбираем ленту: Лента 1,2-250-3-ТК-200-2-6-3,5-А-1 ГОСТ 2085.Тип 1,подтип 1,2,шириной 250 мм, с тремя прокладками из ткани ТК-200-2, с рабочей обкладкой толщиной 6 мм и нерабочей 3,5 мм из резины класса А.

Рассчитаем диаметр барабана: Dб=i∙100=3∙100=300 мм.


1.2 Расчет потребной мощности и подбор электродвигателя.


Потребную мощность Pпотр определим из соотношения:


Pпотр=F∙V=4000∙1,5= 6000(Вт),


где F - сила тяги для перемещения грузов, Н;

V – скорость движения ленты конвейера, м/с.

Определим требуемую мощность электродвигателя Рдв:


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


где η – КПД привода.

КПД привода определим по формуле:

η= ηI ηII ∙ηоп ∙η2м=0,96∙0,95∙0,992∙0,992= 0.89,

где ηI = 0,96 – КПД конической ступени;

ηII =0,95 – КПД цилиндрической ступени;

ηоп = 0,992 – КПД опоры;

ηм = 0,99 – КПД муфты.

Подставим полученное численное значение η в выражение:


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


С учетом расчетной мощности Pдв из справочника [3] выбираем двигатель, номинальная мощность которого должна быть равна или больше расчетной мощности двигателя, т.е. принимаем Pдв равным 7,5 кВт.

Частота вращения приводного вала:


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов мин-1


где Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов– диаметр барабана, мм.

Передаточное отношение редуктора, в зависимости от стандартных значений частоты вращения вала двигателя находим из соотношения: i=nдв/nп, где nдв – синхронная частота вращения двигателя, мин-1; nп – частота вращения приводного вала. Результаты вычислений сводим в таблицу 1:


Таблица 1

P, кВт пдв синхр, мин-1 i
7,5 750 7,8
7,5 1000 10,4
7,5 1500 15,6
7,5 3000 31,4

Принимаем двигатель которому соответствует передаточное число Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов и частотой nдв=1500 мин-1.

Выбираем двигатель 4АМ132S4У3 ГОСТ 1553-70. Трехфазный асинхронный двигатель 4-й серии с высотой вращения оси 132(мм), с установочными размерами по длине станины S, 4-х полосный. Климатического исполнения У (для районов умеренного климата), категории 3.

Габаритные размеры: l30 = 435мм, h31 = 285мм, d30 = 246мм.

Присоединительные размеры выбранного двигателя: l10=140 мм, l31=89мм, d1=38 мм, d10=12 мм, b10=216 мм, h=132 мм.


1.3 Определение частот вращения и вращающих моментов на валах


Зная передаточное отношения всего редуктора, определим передаточное отношения каждой ступени.

Номинальная частота вращения асинхронного электродвигателя

nдв=1455 мин-1.

С учетом этого


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


Распределяем передаточное отношение по ступеням


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


где Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов - передаточное отношение первой ступени;

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов - передаточное отношение второй ступени.

Рассмотрим быстроходную и тихоходную ступени.

nпром = nдв / = 1455/3,54=411,02 (мин-1);

nтих = nпром / Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов = 411,02/4,28=96,03 (мин-1);

Рбыстр= Рдв∙ηм = 6,7∙0,99 = 6,63 (кВт);

Ртих= Рбыстр∙ηI = 6,63∙0,96 = 6,37 (кВт),

где ηм – КПД упругой муфты;

ηI– КПД быстроходной ступени;

Рбыстр – мощность быстроходной ступени, кВт;

Ртих– мощность тихоходной ступени, кВт.

Вращающий момент на быстроходном валу:


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовНм.


Вращающий момент на тихоходном валу определяем по формуле:


Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовНм.


2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ


2.1 Выбор материала зубчатых колёс


Материал зубчатых колес выбирается по необходимой твердости, прочности и возможности термообработки. От выбранного материала зависят размеры, масса, технологичность, а так же стоимость изготовления. Оптимальными материалами являются легированные стали 40Х, 40ХН, 30ХГСА. Выберем сталь марки 30ХГСА ГОСТ 4543-71 с закалкой токами высокой частоты.


2.2.Силовой расчет зубчатых передач.


Исходные данные и результаты расчетов сводим в таблицы.


Табл. 3

Исходные данные
Наименование параметра Обозначение Быстроходная ступень Тихоходная ступень
Мощность, кВт P 6.63 6.37
Передаточное число U 3 5
Частота вращения, мин-1 n 1455 485


485 97
Срок службы, ч Lh 25000
Режим работы
постоянный
Тмах/Тном
2.2
Угол зацепления, град
20°
Степень точности
7-B
Заготовка Шестерня
поковка

Колесо
поковка
Марка стали Шестерня
30ХГСА

Колесо

Термообработка Шестерня
Закалка ТВЧ

Колесо

Твердость рабочей поверхности зубьев, HRC Шестерня HB 50 54

Колесо
47 49
Смещение Шестерня x 0

Колесо

Количество зубьев Шестерня Z 20 20

Колесо
60 100

Результаты расчета конической зубчатой передачи сведены в таблицы (Табл. 4 – Табл. 10).


Табл. 4

Определение допускаемых контактных напряжений
Наименование параметра Обозначение Формула
Значения
Количество нагружений за один оборот с
Ш 1



К 1
Количество циклов нагружения с учётом режима работы, млн. Nk Nk=60∙c∙n∙Lh Ш 2.183∙109



К 7.275∙108
Базовое число циклов, млн. NHB NHB=30∙(HB)2.4 Ш 8.59∙107



К 7.405∙107
Показатель степени m т.к. Nk> NHB Ш 20



К 20
Коэффициент долговечности ZN

ZN=Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 0.851



К 0.892
Коэффициент запаса прочности SH для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев Ш 1.2



К 1.2
Предел контактной выносливости, МПа σHlim σHlim=17HRC+200 Ш 1050



К 999
Допускаемое контактное напряжение, МПа [σ]H

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 670



К 668
Принимаем [σ]H
668

Табл. 5

Определение делительного диаметра и модуля
Наименование параметра Обозначение Формула (источник) Значения
Вспомогательный коэффициент

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

0.28
Вспомогательный коэффициент Kd Для прямозубых передач Kd =1013 1013
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KHβ ГОСТ 21354-87 1.439
Коэффициент скорости KHV приближенно 1.1
Коэффициент нагрузки KH

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.583
Крутящий момент на шестерне, Hм T

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

43.5
Делительный диаметр на торце, мм

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

64.23
Модуль на торце, мм Расчетный

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

3.21

Принятый

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

ГОСТ 9563-60 4
Внешний делительный диаметр, мм Шестерня

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

80

Колесо

240
Средний делительный диаметр, мм Шестерня

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

70

Колесо

211
Число зубьев плоского колеса

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

63.246
Внешнее конусное расстояние, мм

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

126.49
Ширина венца,мм Расчетная

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

35.42

Принятая

30
Вспомогательный коэффициент

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

0.237

Табл. 6

Определение допускаемых напряжений для расчета на максимальные нагрузки и на изгиб
Наименование параметра Обозначение Формула
Значения
Количество циклов нагружения. Nk Nk=60∙c∙n∙Lh Ш 2.183∙109



К 7.275∙108
Базовое число циклов. NFβ Для обоих колес: Ш 4∙106



К
Показатель степени m

Для данного вида термообработки Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 9



К
Коэффициент долговечности YN

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1



К 1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса Yx

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1.044



К 1.020
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки Yk Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то: Ш 1



К
Коэффициент запаса прочности SF По табл.2.4 [6] Ш 1.7



К
Предел выносливости при изгибе, МПа σFlim0 По табл.2.4 [6] Ш 580



К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [σF]

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 355



К 348
Допускаемое контактное напряжение, МПа [σ]H

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 670



К 668
Предел выносливости при изгибе, МПа σFlim0 По табл.2.4 [6] Ш 1800



К
Коэффициент запаса прочности SFmax ГОСТ 21354-87 Ш 1.75



К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [σF]max

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1070



К 1049

Табл. 7

Проверочный расчет на контактную выносливость
Наименование параметра Обозначение Формула (источник) Значения
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

для эвольвентного зацепления 2.5
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колёс, МПа-0,5

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

для сталей 190
Коэффициент торцового перекрытия

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.667
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

0.882
Окружная скорость, м/с V

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

6.095
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

без модификации ГОСТ 21354-87 0.14
Коэффициент, учитывающий разность шагов зацепления колёс

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовg0

для модуля до m=3.55

ГОСТ 21354-87

5.3
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм WHV

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

38.885
Окружная сила, Н Ft

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1243
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку KHV

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.938
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KHβ ГОСТ 21354-87 1.35
Коэффициент нагрузки KH

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

2.617
Действующее контактное напряжение, МПа

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

663
Сравнение с допускаемым, %

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовЛенточный конвейер для перемещения штучных грузов

-0.76

Табл. 8

Определение действующих напряжений для расчета на изгиб
Наименование параметра Обозначение Формула
Значения
Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений YFS

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 4.915



К 4.247
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KFβ

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


1.359





Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку KFV

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


1.938





Коэффициент нагрузки KF

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов


2.634





Действующее изгибное напряжение, МПа [σF]

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 355



К 348
Сравнение с допускаемым

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовЛенточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш -48



К -47

Табл. 9

Определение действующих напряжений для расчета на максимальные нагрузки
Наименование параметра Обозначение Формула Значения
Действующее максимальное контактное напряжение, МПа

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

991
Сравнение с допускаемым, %

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовЛенточный конвейер для перемещения штучных грузов

-52
Действующее максимальное изгибное напряжение, МПа

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

402
Сравнение с допускаемым, %

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

-62

Результаты расчета цилиндрической зубчатой передачи сведены в таблицы (Табл. 10 – Табл. 15).


Табл. 10

Определение допускаемых контактных напряжений
Наименование параметра Обозначение Формула
Значения
Количество нагружений за один оборот с
Ш 1



К 1
Количество циклов нагружения с учётом режима работы, млн. Nk Nk=60∙c∙n∙Lh Ш 7.275∙108



К 1.455∙108
Базовое число циклов, млн. NHB NHB=30∙(HB)2.4 Ш 1.033∙108



К 8.184∙107
Показатель степени m т.к. Nk> NHB Ш 20



К 20
Коэффициент долговечности ZN

ZN=Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 0.907



К 0.972
Коэффициент запаса прочности SH для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев Ш 1.2



К 1.2
Предел контактной выносливости, МПа σHlim σHlim=17HRC+200 Ш 1118



К 1033
Допускаемое контактное напряжение, МПа [σ]H

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 761



К 753
Принятое

753

Табл. 11

Определение делительного диаметра и модуля
Наименование параметра Обозначение Формула (источник) Значения
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KHβ ГОСТ 21354-87 1.127
Вспомогательный коэффициент Kd

Для прямозубых передач

Kd =770

770
Относительная ширина венца Ψbd Для проектировочного расчета 0.6
Крутящий момент на шестерне, Hм T

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

125.4
Расчетный делительный диаметр, мм dW

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

61.078
Модуль, мм Расчетный m

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

3.054

Принятый m ГОСТ 9563-60 2.5
Делительный диаметр, мм Шестерня dW

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

50

Колесо

250
Межосевое расстояние, мм aW

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

150
Ширина венца, мм Расчетная bW

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

30

Принятая

44

Табл. 12

Определение допускаемых напряжений для расчета на максимальные нагрузки и на изгиб
Наименование параметра Обозначение Формула Значения
Количество циклов нагружения. Nk Nk=60∙c∙n∙Lh Ш 7.275∙108



К 1.455∙108
Базовое число циклов. NFβ Для обоих колес: Ш 4∙106



К
Показатель степени m

Для данного вида термообработки Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 9



К
Коэффициент долговечности YN

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1



К 1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса Yx

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1.044



К 1.019
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки Yk Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то: Ш 1



К
Коэффициент запаса прочности SF По табл.2.4 [6] Ш 1.7



К
Предел выносливости при изгибе, МПа σFlim0 По табл.2.4 [6] Ш 580



К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [σF]

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 356



К 348
Допускаемое контактное напряжение, МПа [σ]H

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 761



К 753
Предел выносливости при изгибе, МПа σFlim0 По табл.2.4 [6] Ш 1800



К
Коэффициент запаса прочности SFmax ГОСТ 21354-87 Ш 1.75



К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [σF]max

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ш 1074



К 1049

Табл. 13

Проверочный расчет на контактную выносливость
Наименование параметра Обозначение Формула (источник) Значения
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

для эвольвентного зацепления 2.5
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колёс, МПа-0,5

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

для сталей 190
Коэффициент торцового перекрытия

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.688
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

0.878
Окружная скорость, м/с V

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.27
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

без модификации ГОСТ 21354-87 0.14
Коэффициент, учитывающий разность шагов зацепления колёс

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузовg0

для модуля до m=3.55 ГОСТ 21354-87 4.7
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм WHV

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

4.576
Окружная сила, Н Ft

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

5017
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку KHV

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.04
Относительная ширина венца Ψbd

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

0.88
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KHβ ГОСТ 21354-87 1.227
Коэффициент нагрузки

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

1.276
Действующее контактное напряжение, МПа

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

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.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: