Привод конвейера

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.


Привод конвейера [1]


Привод конвейера=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.


Привод конвейера,

где V – скорость транспортирования грузов;

D – диаметр барабана;

Потребная мощность на барабане:


Привод конвейера,


Где F – сила тяги для перемещения грузов.

Вычислим общий КПД механизма Привод конвейера:


Привод конвейера


где Привод конвейера – для конвейера;

Привод конвейера- для компенсирующей муфты;

Привод конвейера – КПД упругой муфты,

Привод конвейера – для тихоходной ступени;

Привод конвейера – КПД подшипников.

Привод конвейера – КПД зубчатого зацепления;

Потребная мощность двигателя:


Привод конвейера.


Подберем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и стандартным значением мощности Привод конвейера.

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

Привод конвейера.


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:


Привод конвейера


2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах


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


Привод конвейера

Привод конвейера

Привод конвейера=Привод конвейера Привод конвейера Привод конвейераПривод конвейера


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


Привод конвейера

Привод конвейера

Привод конвейера


3. Расчет зубчатой передачи


Результаты расчета зубчатой передачи сведены в таблицы.


Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

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
Тмах/Тном
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. NHB NHB=30∙(HB)2.4 Ш 358,6е3 358,6е3



К 555е3 555,5е3
Показатель степени m т. к. Nk> NHB Ш 20 20



К 20 20
Коэффициент долговечности ZN

ZN=Привод конвейера

Ш 1,578 1,476



К 1,444 1,338
Коэффициент запаса прочности SH для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев Ш 1.2 1.2



К 1.2 1.2
Предел контактной выносливости, МПа уHlim уHlim=17HRC+200 Ш 1135 1135



К 1380 1380
Допускаемое контактное напряжение, МПа [у]H

Привод конвейера

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 KHв ГОСТ 21354–87 1,36 1,07
Вспомогательный коэффициент Kd

Для прямозубых передач

Kd =770

770
Относительная ширина венца Шbd Для проектировочного расчета 0,6
Крутящий момент на шестерне, Hм T

Привод конвейера

8 28,2
Расчетный делительный диаметр, мм dW

Привод конвейера

30,6 55,8
Модуль, мм Расчетный m

Привод конвейера

1,18 2

Принятый m ГОСТ 9563–60 2 1,5
Делительный диаметр, мм Шестерня dW

Привод конвейера

46,97 34,5

Колесо

180,64 157,5
Межосевое расстояние, мм aW

Привод конвейера

- 96
Ширина венца, мм Расчетная bW

Привод конвейера

5,9 27,5

Принятая

20 20

Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Определение допускаемых напряжений

для расчета на максимальные нагрузки и на изгиб

Наименование параметра

Обозначение

Формула


Значения для ступени





Быстроходная ступень

Тихоходная ступень

Количество циклов нагружения. Nk Nk=60∙c∙n∙Lh

Ш

К

3.29e9 0,856e9




0,856e9 184,52е6
Базовое число циклов. NFв Для обоих колес:

Ш

К

4e6 4e6
Показатель степени m

Для данного вида термообработки Привод конвейера

Ш

К

9 9
Коэффициент долговечности YN

Привод конвейера

Ш 1 1



К 1 1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса Yx

Привод конвейера

Ш 1.04 1.05



К 1.02 1.03
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки Yk Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то:

Ш

К

1 1
Коэффициент запаса прочности SF По табл. 2.4 [6]

Ш

К

1.7 1.7
Предел выносливости при изгибе, МПа уFlim0 По табл. 2.4 [6]

Ш

К

580 580
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [уF]

Привод конвейера

Ш 356 356,8



К 349,7 351,5
Допускаемое контактное напряжение, МПа [у]H

Привод конвейера

Ш 718 768



К 938 1013
Предел выносливости при изгибе, МПа уFlimmax По табл. 2.4 [6]

Ш

К

2250 2250
Коэффициент запаса прочности SFmax ГОСТ 21354–87

Ш

К

2 1.7
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа [уF]max

Привод конвейера

Ш 1174 1384



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

Привод конвейера

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

Привод конвейера

для сталей 190
Коэффициент торцового перекрытия

Привод конвейера

Привод конвейера

2,036 2,05
Окружная скорость, м/с V

Привод конвейера

6,75 1,29
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля

Привод конвейера

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

Привод конвейераg0

для модуля до m=4

ГОСТ 21354–87

4.7
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм WHV

Привод конвейера

42,81 4,63
Окружная сила, Н Ft

Привод конвейера

341 1634
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку KHV

Привод конвейера

3,51 1.06
Относительная ширина венца Шbd

Привод конвейера

0,43 0.6
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KHв ГОСТ 21354–87 1.36 1.07
Коэффициент нагрузки

Привод конвейера

4,78 1.13
Действующее контактное напряжение, МПа

Привод конвейера

Привод конвейера

686 748
Сравнение с допускаемым, %

Привод конвейера

Привод конвейераПривод конвейера

-4,4 -2,5

Определение действующих напряжений для расчета на изгиб

Наименование параметра

Обозначение

Формула


Значения для ступени





Быстроходная ступень

Тихоходная ступень

Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений YFS

Привод конвейера

Ш 4,75 4,04



К 4,2 3.6
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий KFв

Привод конвейера


3,61 1.06
Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку KFV

Привод конвейера


3,61 1,06
Коэффициент нагрузки KF

Привод конвейера


13,03 1.12
Действующее изгибное напряжение, МПа [уF]

Привод конвейера

Ш 247 248



К 218 220
Сравнение с допускаемым

Привод конвейера

Привод конвейераПривод конвейера

Ш -30,6 -30,6



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.


Значения линейных размеров в миллиметрах

Название Формула Быстроходная ступень Тихоходная ступень
Делительный диаметр шестерни

Привод конвейера

47 34,5
Делительный диаметр колеса

Привод конвейера

180 157,5
Диаметр вершин шестерни

Привод конвейера

56 37,5
Диаметр вершин колеса

Привод конвейера

201 160,5
Диаметр впадин шестерни

Привод конвейера

48 30,75
Диаметр впадин колеса

Привод конвейера

198 153,75



4. Проектирование валов


4.1 Проектировочный расчет валов


Определим диаметры валов из расчета только на кручение по следующей формуле:


Привод конвейера,


где

Привод конвейера – момент сопротивления круглого сечения при кручении.

Значение условного допускаемого напряжения выбирают из диапазона Привод конвейера

быстроходный: Привод конвейера примем Привод конвейера;

на промежуточном: Привод конвейера примем Привод конвейера;

на тихоходном: Привод конвейера примем Привод конвейера.

После определения минимальных значений диаметров валов нам необходимо спроектировать вал с расчетом на свободную установку зубчатого колеса (шестерни), подшипников и уплотнений, а так же точной фиксации всех элементов в осевом направлении на нем. Для этого сделаем вал со ступенчатым изменением диаметров по длине.


5. Выбор типа и схемы установки подшипников


В первом приближении выберем подшипники, подходящие по диаметру вала:

на быстроходный вал подшипники легкой серии;

на промежуточный – легкой;

на выходной – средней.

При дальнейших расчетах нагрузки, действующей на них, будем подбирать наиболее оптимальные подшипники, удовлетворяющие всем условиям.

Так как в конструкции редуктора используются прямозубые передачи, то основными нагрузками, действующими на подшипники, будут радиальные силы и окружные силы, а осевые силы будут незначительными. Поэтому выберем шариковые радиальные однорядные подшипники:

В конструкции имеются и конические передачи, в которых имеют место осевые силы, поэтому на быстроходный и промежуточный валы устанавливаем шариковые радиально – упорные подшипники.


6. Выбор муфт


Муфты подбираются по диаметру вала и расчетному значению вращающего момента, который для каждого типа муфт определяется по определенной формуле.


Привод конвейера.


Выбираем упругую муфту с торообразной оболочкой Муфта 8–1–38–1-У2 ГОСТ 20884–82, так как она имеет более простую конструкцию и малую стоимость, а также содержит небольшое количество деталей, что снижает вероятность выхода ее из строя. [3]

Расчетное значение вращающего момента


Привод конвейера.


Выбираем компенсирующую упругую втулочно-пальцевую муфту, так как она имеет допускаемое радиальное смещение. Муфта 250–32–58-У3 ГОСТ 21424–75. [3]


7. Подбор подшипников качения на заданный ресурс


Подшипник – это техническое устройство, являющееся частью опоры, которое поддерживает вал, ось или иную конструкцию, фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качание или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку на другие части конструкции.

Стандартные подшипники выбираем по динамической грузоподъемности. Она определяется следующим образом:


Привод конвейера;


где

Привод конвейера – расчетный ресурс;

Привод конвейера – для шариковых подшипников;

Привод конвейера – коэффициент надежности, Привод конвейера – для надежности 0.9;

Привод конвейера – коэффициент, учитывающий качество материала подшипников, смазочный материал и условия эксплуатации, Привод конвейера- для обычных условий эксплуатации;

Привод конвейера – эквивалентная нагрузка для радиальных подшипников,

Привод конвейера – радиальная нагрузка,

Привод конвейера – коэффициент вращения, Привод конвейера – при вращении внутреннего кольца,

Привод конвейера – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки;

Привод конвейера – температурный коэффициент (при Привод конвейера).

В расчете участвует сила Привод конвейера, которую создает муфта, зависит от типа муфты. Необходимо приложить ее в месте, где она может иметь наибольшее влияние. Точка приложения – середина шпонки.

Расчетной схемой для вала, опирающегося на подшипники, является балка на двух опорах. Из действующих сил (нормальные и силы трения) рассматривают только нормальные силы. Это связано с тем, что коэффициент трения в зубчатом зацеплении очень мал благодаря отполированным поверхностям зубьев и хорошей смазки.


Быстроходный вал

Схема

Привод конвейера

Вал Разм Формула Результат
a мм Размеры взяты с компоновочного чертежа редуктора 34,99
b

80
c=d

24,74
Ft Н

Привод конвейера

340,643
Fr

Привод конвейера

119,99

Привод конвейера

31,21
RAB

Привод конвейера

-27,945
RAГ

Привод конвейера

105,319
RBB

Привод конвейера

147,935
RBГ

Привод конвейера

-445,979

Привод конвейера

458,246
P

Привод конвейера

595,72
L

Привод конвейера

2851,589
Cp

Привод конвейера

9548,1
№ подш-ка
36205
Сp(Н)
9100

Промежуточный вал

Схема

Привод конвейера

a мм Размеры взяты с компоновочного чертежа редуктора 23,53
b

46,45
с

22,97
Ft1/Ft2 Н

Привод конвейера

340,643/1,635
Fr1/Fr2

Привод конвейера

31,21/0,6
RAB Н

Привод конвейера

93,434
RАГ

Привод конвейера

-254,006
RВB

Привод конвейера

-124,489
RВГ

Привод конвейера

-85,0017
RA

Привод конвейера

267,852
P

Привод конвейера

348,2071
L

Привод конвейера

3602,308
CP Н

Привод конвейера

5581,03

Подшипника


36203К6
CP, (Н)
5750

Тихоходный вал

Схема

Привод конвейера

Вал Разм. Формула Результат
a мм Размеры взяты с компоновочного чертежа редуктора 26
b

26
с

63
Ft Н

Привод конвейера

1.635
Fr

Привод конвейера

0.6
Fm

Для муфтыПривод конвейера


114.29
RAB

Привод конвейера

-0.3
RАГ

Привод конвейера

-139.284
RВB

Привод конвейера

-0.3
RВГ

Привод конвейера

251.939
RA

Привод конвейера

287.878
P

Привод конвейера

374.241
L

Привод конвейера

27715.08
Cp

Привод конвейера

5998.294

Подшипника


1000908
CP, (Н)
12200

8. Расчет шпоночных соединений


Шпонка – деталь, предназначенная для передачи крутящего момента между валом и установленной на нем детали (зубчатое колесо, полумуфта).

Основным расчетом для шпонок является расчет на смятие в предположении равномерного распределения давления по поверхности контакта боковых граней шпонки. Высота (h) и ширина (b) подобраны таким образом, чтобы при расчете на смятие шпонку не нужно было бы рассчитывать на срез (ГОСТ 23360–78)


Привод конвейера, откуда расчетная длина шпонки равна

Привод конвейера, где


Т – вращающий момент на валу;

Привод конвейера – допускаемое напряжение смятия;

Привод конвейера- предел текучести материала шпонки.

Материалом шпонок назначим Сталь 45 ГОСТ 1050–88.Привод конвейера МПа.


Сопрягаемый элемент d, мм Стандартные bxh Длина, мм Обозначение



Стандартная (диапазон) Расчетная Принятая
Упругая полумуфта 22 5х5 10–56 5,3 10

Шпонка

5х5х10

ГОСТ 23360–78

Колесо быстроходной ступени 20 6х6 14–70 14 14

Шпонка 6x6x14

ГОСТ 23360–78

Колесо тихоходной ступени 44 12х8 28–140 17,6 28

Шпонка

12х8х28

ГОСТ 23360–78

Компенсирующая полумуфта 32 10х8 22–110
22

Шпонка

10х8х22

ГОСТ 23360–78



9. Проверочный расчет валов


Условие статической прочности выглядит так:


Привод конвейера,


где

Привод конвейера – запас статической прочности;

Привод конвейера – предел текучести материала.

Для проверочного расчета валов составим расчетную схему. Вал представим как балку на двух опорах. Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Опасным является

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.

Похожие рефераты: