Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

Министерство Образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

Факультет транспортных коммуникаций

Кафедра “Строительные дорожные машины”


Пояснительная записка

к курсовому проекту


«Расчет и проектирование привода

ленточного конвейера»


Исполнитель:

Студент гр. 114125 Прушак Е.В

Руководитель:

Доцент каф. СДМ Шавель А.А


Минск - 2008

Содержание


Введение

1. Общие сведения

2. Расчётная часть

2.1 Кинематический расчёт и выбор электродвигателя

2.2 Расчёт плоскоременной передачи

2.3 Расчёт зубчатых передач

2.3.1 Быстроходная ступень

2.3.2 Тихоходная ступень

2.4 Расчет цепной передачи

3. Расчёт валов редуктора

4. Подбор подшипников

5. Проверка прочности шпоночных соединений

6.Расчет валов на усталостную прочность

7. Конструктивные размеры корпуса редуктора

8. Сборка редуктора

Список используемой литературы

Введение


В основе работы большинства машин и механизмов лежит преобразование параметров и кинематических характеристик движения выходных элементов по отношению к входным. Наиболее распространенным механизмом для решения данной задачи является редуктор, который представляет систему зубчатых передач выполненных в герметично закрытом корпусе.

Объектом данного курсового проекта является двухступенчатый цилиндрический редуктор общего назначения.

Цель работы — расчет и проектирование редуктора со следующими параметрами: мощность на выходе — 2,7 кВт, частота вращения вала электродвигателя — 750 об/мин; выходного вала — 40 об/мин.

Разработка редуктора выполнялась на основе теории зубчатых передач. При расчете отдельных элементов устройства использованы теории прочности и надежности.

В результате работы спроектирован редуктор, обеспечивающий заданные параметры и разработан его общий вид. Объем проведенных расчетов и конструкторских проработок позволяет перейти к разработке комплекта технической документации на двухступенчатый цилиндрический редуктор общего назначения.

1. Общие сведения


Спроектированный привод, состоит из – двухступенчатого редуктора, электродвигателя, передающего вращение к редуктору через плоскоременную передачу общего назначения, цепной передачи, на выходе.

Ременная передача – это такие передачи в которых движение между 2-мя валами, имеющими пространственное расположение осуществляется по средствам гибкой связи и шкивов - ведущего и ведомого. Передача энергии осуществляется благодаря трению между ремнем и шкивами.

Преимущества ременных передач:

Возможность передачи вращения большие расстояния (до 15 метров);

Бесшумная и плавная работа;

Защита механизма от поломок;

Низкая цена

Недостатки ременных передач:

Непостоянство передаточного числа в следствии скольжения ремня на шкивах;

Повышенные нагрузки на валы и их опоры;

Низкая долговечность;

Необходимость защиты ременной передачи от масла;

Механизм, предназначенный для передачи вращения с одного вала на другой посредствам 2-х зубчатых колес находящихся в зацеплении, называется зубчатой передачей. Меньшее из колес называется шестерней, большее – зубчатым колесом (в общем случае оба называют колесами).

Преимущества зубчатых передач:

Возможность передачи больших мощностей (до 50000 кВт и более) в широком диапазоне окружных скоростей;

Постоянство передаточного числа;

Малые габариты, большая долговечность и надежность в работе;

Высокий КПД Расчет и проектирование привода ленточного конвейера;

Простота конструкции и обслуживания;

Слабые нагрузки на валы и их опоры;

Возможность изготовления из различных материалов;

Недостатки зубчатых передач:

Ограниченность передаточного числа Расчет и проектирование привода ленточного конвейера;

Источник шума и вибраций;

Незащищенность от перегрузок;

Высокие требования к точности изготовления

Цепная передача-это механизм для передачи энергии между двумя параллельными валами с помощью цепи и звездочек. В зависимости от назначения цепи делятся на: приводные, грузовые и тяговые.

Преимущества цепной передачи:

Возможность передачи движения на значительные расстояния (до 8м);

Меньшие габариты по сравнению с ременными;

Постоянство среднего передаточного числа из-за отсутствия скольжения;

Высокий КПД (до 0,98);

Передача движения на несколько звездочек;

Меньшие нагрузки на валы по сравнению с ременной передачей;

Недостатки цепной передачи:

Неравномерность хода ведомой звездочки;

Значительный износ звеньев цепи;

Возникновения дополнительных динамических нагрузок;

Плохие условия смазки;

2. Расчётная часть.


2.1 Кинематический расчёт и выбор электродвигателя двигателя


При выполнении кинематического расчёта и выборе электродвигателя двигателя необходимо учитывать потери энергии, которые происходят в ременной передачи, в зацеплении зубчатых колёс с учётом потерь в подшипниках.

По табл. 1.2.1 [1] примем следующие значения КПД:

ηз - для закрытой зубчатой цилиндрической передачи: ηз = 0,98

ηц - для открытой цепной передачи: ηц = 0,92

ηр - для открытой ременной передачи: ηр= 0,94

ηп.п - подшипники(одна пара): ηп.п.= 0,9925

1) Общий КПД привода


ηобщ. = ηзРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*ηц*ηр*ηп.п.Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 0,98Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,92*0,94*0,9925Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 0,806


2) Требуемая мощность двигателя:

Pэл.дв. = P5/ηобщ. = 2,0/0,806= 2,481 кВт

В таблице 16.7.1 [1] по требуемой мощности выбираем электродвигатель 4A112МА6Y3 ,с асинхронной частотой вращения 950 мин-1, с параметрами: Pдв = 3,0 кВт; J=2,17 кг*мРасчет и проектирование привода ленточного конвейера;Tmax/Tnom= 1,9; Масса 54 кг.

3) Общее передаточное отношение:


uРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = nдв/nвых = 950/100 = 9,5


Для передач выбрали следующие передаточные числа:


uр = 1,48

uц = 2,0 =>

uред= uРасчет и проектирование привода ленточного конвейера/ uр * uц =9,5/1,48*2,0 = 3,209

uред = uбыстр* uтих

uбыстр = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*(0,9)= 2 (после нормализации)

uтих= uр/uбыстр= 1,6045


4)Рассчитываем мощности на валах:


P1=2,481(требуемая мощность)

P2= P1* ηр* ηп.п.= 2,481*0,94*0,9925 = 2,3146 кВт

P3= P2* ηп.п* ηз=2,3146*0,9925*0,98 = 2,2513 кВт

P4= P3* ηп.п* ηз=2,2513 *0,9925*0,98 = 2,19 кВт

P5= P4* ηп.п* ηц=2,19 *0,9925*0,92 = 2,0 кВт


5) Рассчитываем частоты валов:


n1=950 мин-1

n2 = nдвиг/uр = 950/1.48= 642 мин-1

n3 = n2/uбыстр = 642/2 = 160 мин-1

n4 = n3/uтих = 321/1,6045 = 200 мин-1

n5 = n4/uц = 200/2= 100 мин-1


6)Рассчитываем крутящие моменты на валах:


T1 = 9,55* P1/ n1= (9,55*2,481*1000)/950 = 24,94 Н·м

T2 = 9,55* P2/ n2= (9,55*2,3146*1000)/632 = 34,43 Н·м

T3 = 9,55* P3/ n3= (9,55*2,2513 *1000)/321 = 67 Н·м

T4 = 9,55* P4/ n4= (9,55*2,19*1000)/200 = 104,57 Н·м

T5 = 9,55* P5/ n5= (9,55*2,0 *1000)/100 = 191 Н·м

7) Предварительные значения диаметров валов:


dвал = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

d1 = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера= 19 мм принимаем 20 мм

d2 = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера= 21 мм принимаем 22 мм

d3=Расчет и проектирование привода ленточного конвейера=26 мм принимаем 26 мм

d4 = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера= 30 мм принимаем 30 мм

d5 = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера= 37 мм принимаем 38 мм


8) Сводная таблица


№ вала Частота вращения об/мин

Мощность

кВт

Вращ. момент

Н*м

1 950 2,481 24,94
2 642 2,3146 34,43
3 321 2,2513 67
4 200 2,19 104,57
5 100 2,0 191

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера9)Рисунок 1. Кинематическая схема

2.Расчет основных параметров зубчато-ременной передачи


Исходные данные:


Р1=2,481 кВт;

Р2=2,3146 кВт;

n1=950 мин-1;

n2 =642 мин-1;

uр = 1,48;

T1 = 24,94 Н·м;

T2 = 34,43 Н·м

Условие работы передачи

Межосевое расстояние а', мм (выбираем из компоновки)

1) модуль ремня с трапецеидальными зубьями:


m = f(P1,n1) (рисунок 2.4.2 источник 1) m = 4 мм


Основные параметры данного ремня:


Нр = 5,0; Н = 0,8 мм; hp = 2,5; Sp = 4,4 мм; R1 = 1,0 мм; R2 = 1,0 мм; 2φо = 40 град


2) Шаг зубьев:


Tp = π*t = 3,14*4 = 12,57 мм


3) Размеры ремня (смотри выше)

4) Минимальное число зубьев ведущего шкива, шт:


z1 = f(n1,m) (таблица 2.4.2 источник 1). Выбираем z1=16 ( ремень с металлокордом 5Л15)


5) Число зубьев ведомого шкива:


z1 = z2*u = 16*1,48 = 23,68 округляем до 24


6) Считаем действительное число передачи


u д.рем= z2/z1 = 24/16 = 1,5


*В связи с уточнением u передачи (см. исходные данные u п.6) следует корректировать передаточное число привода и содержание столбцов n и T в таблице.

7) Диаметр шкивов:


d1 = m* z1 = 16*4=64мм; d2 = m* z2 = 4*24=96 мм


8) Минимальное межосевое расстояние:


А min = 0,55(d1+d2)+Нр = 0.55*160+5 = 93 мм


Выбираем аp = 100 мм

9) Число зубьев ремня:


z2 <z1 zp = 2*a’/tp+0,5*(z1+z2)+f1*tp/a', где f1 = (z2-z1)2/(4π2)

f1 = (16-24) 2/(4π2) = 1,621

zp = 2*100/12,57+0.5*160+1,62*12,52/100 = 96,11


Выбираем zp = 100

10) Межосевое расстояние передачи при zp=100

Для a = (( аp-( z1+ z2)f2*tp , где f2 ( таблица 2.4.3 источник 1) f2 = 0,24987

А=((2*100-(24+16))*0,24987*12,57= 502,54 мм


11) a10 = 1800-570*(96-64)/502,54 = 176,370


12)Число зубьев на дуге обхвата:


z01 = 16*176,370/3600 = 7,84


13) Ширина ремня:


Bp = P1Кt*Pt* z01


Где Кt = К1+К2 +К3 – сумма уточняющих коэффициентов, зависящих от типов двигателя К1 (таблица 2.4.5 источник 1) типа рабочей машины К2 (таблица 2.4.4 источник 1), передаточного числа К3, если u≥1, следовательно К3 = 0 Выбираем Д.В.С одноцилиндровый К1 = 1; выбираем подъемник К2 = 1,7;


Bp = 2,481*2,7/0,1*7,48 = 9,05 мм


14) Сила нагружающая вал передачи:


F = (1,10…1,05)*Ft

Ft = 2*103T1/d1 = 24,94*2*103/64=779,3 Н

F = (1,10…1,05)*779,3 = 857,32 Н


2.3.2Тихоходная ступень

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками по табл. 16.2.1 [1]:

Для шестерни:

Сталь: 45Х

Термическая обработка: улучшение

Твердость: НВ 280

Для зубчатого колеса:

Сталь: 40Х

Термическая обработка: улучшение

Твердость: НВ 260


Расчет допускаемых контактных напряжений при расчете на усталость:


1) Определяем число часов работы передачи за весь срок службы:


LРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = LРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*365*KРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*24*KРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 10*365*0,75*24*0,67 = 44019 часа


2) Определяем базовое число нагружений:


NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 30(HB1)Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 30(280)Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 22,4*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера≤120*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 30(HB2)Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 30(260)Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 18,75*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера≤120*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера


3) Расчетное число циклов нагружений:


NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 60*ci*ni* LРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*(∑KРасчет и проектирование привода ленточного конвейераРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*KРасчет и проектирование привода ленточного конвейера)

NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 60*1*321*44019 (1Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,5+0,8Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,3+0,33*02) = 6,0*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 60*1*200*44019 (1Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,5+0,8Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,3+0,33*02) = 3,74*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера


Ci – число зацеплений зуба за один оборот

ni – число оборотов в минуту рассчитываемого колеса

Lh – число часов работы передачи за весь срок службы (в часах)

KHj - коэффициент времени (определяем с графика 1)

Kti - коэффициент нагрузки (определяем с графика 1)

т.к. NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера< NРасчет и проектирование привода ленточного конвейера выбираем формулу для расчета коэффициента долговечности:


ZРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера =

ZРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 0,848 ≥ 0,75

ZРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 0,861 ≥ 0,75


Предел контактной выносливости:


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 2*НВi + 70, МПа – для улучшенных колес

σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 2*280+70 = 630 МПа

σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 2*260+70 = 590 МПа


4) Коэффициент контактной выносливости:


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = (σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера/SРасчет и проектирование привода ленточного конвейера)0,9*ZРасчет и проектирование привода ленточного конвейера


i- 1 или 2 (1- шестерня; 2- зуб. колесо)

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера- предел контактной выносливости

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера - для улучшенных колес

ZNi – коэффициент долговечности

SHi – коэффициент запаса прочности (SHi=1,1)

σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = (630/1,1)*0,9*0,848 = 437,1МПа

σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = (590/1,1)*0,9*0,861 = 415,6МПа

5) Допускаемые напряжения для передачи:


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = min ( 0,45(σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера+ σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера); 1,25(σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера) ) = min ( 0,45(437,1+415,6); 1,25*415,6) = min( 384 МПа ; 520 МПа) => σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 384 МПа


6) Допускаемые напряжения изгиба:


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = 1,75*НВ1 = 1,75*280 = 490 МПа

σ Расчет и проектирование привода ленточного конвейера = 1,75*НВ2 = 1,75*260 = 455 МПа


Базовый предел выносливости (изгибной):


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*Ya*Yz – для улучшенных колес


причем Ya = 1; Yz = 1(поковка)


σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера* Ya*Yz = 490*1*1 = 490 МПа

σРасчет и проектирование привода ленточного конвейера = σ Расчет и проектирование привода ленточного конвейера* Ya*Yz = 455*1*1 = 455 МПа


7) Коэффициент запаса: SF1 = SF2 = 1,7 и gF = 6

Расчетное эквивалентное число циклов нагружений:


NFEi = 60*ci*ni*Lh*(∑KРасчет и проектирование привода ленточного конвейера*KРасчет и проектирование привода ленточного конвейера)

NFE1 = 60*1*321*44019 *(1Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,5+0,8Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,3+0,3Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*02) = 4,9*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

NFE2 = 60*1*200*44019 *(1Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,5+0,8Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*0,3+0,3Расчет и проектирование привода ленточного конвейера*02) = 3,05*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

NFlim = 4*10Расчет и проектирование привода ленточного конвейера


8)Коэффициент долговечности:

YNi = Расчет и проектирование привода ленточного конвейера Расчет и проектирование привода ленточного конвейера 1

Поскольку NFEi Расчет и проектирование привода ленточного конвейера> NFlimi принимаем YN1

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: