Привод ленточного конвейера
Министерство общего профессионального
образования
Свердловской области
ГОУ СПО «Богдановический политехникум
»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по деталям машин
Тема: Привод ленточного конвейера
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
КП 151031.07.00.00 ПЗ
Руководитель
_________________ Кудряшова К. Ю.
Нормоконтролер
________________ Гурман С.М.
Студент
гр. Мз- 12
________________ Дудин А.Ю.
Техническое задание на курсовой проект по деталям
машин
Студенту: Дудину Андрею Юрьевичу группы Мз-12
Тема задания: Привод ленточного конвейера.
Стадия проектирования. Задача (ее номер, наименование)
|
Категория задачи
|
Процент выполнения %
|
|
|
По задаче
|
По проекту
|
Техническое предложение
|
|
|
|
1. Кинематическая схема машинного агрегата
|
рг
|
2
|
2
|
2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода.
|
р
|
5
|
7
|
Эскизный проект
|
|
|
|
3. Выбор материалов зубчатой передачи. Определение
допускаемых напряжений.
|
p
|
3
|
10
|
4. Расчет зубчатой передачи редуктора.
|
p
|
10
|
20
|
5. Расчет ременной передачи.
|
p
|
7
|
27
|
6. Расчет нагрузки валов редуктора.
|
рг
|
5
|
32
|
7. Разработка чертежа общего вида редуктора.
|
рг
|
10
|
42
|
8. Расчетная схема вала редуктора.
|
рг
|
6
|
48
|
9. Проверочный расчет подшипников.
|
p
|
7
|
55
|
Технический проект
|
|
|
|
10. Разработка чертежа общего вида привода.
|
рг
|
18
|
73
|
11. Проверочные расчеты.
|
p
|
5
|
78
|
12. Расчет технического уровня редуктора.
|
p
|
4
|
82
|
Рабочая документация
|
|
|
|
13. Разработка рабочей документации проекта.
|
г
|
14
|
96
|
14. Комплектация и оформление конструкторской документации
проекта
|
г
|
4
|
100
|
Дата выдачи задания - 25.10.13
Руководитель проекта - Кудряшова К. Ю.
Содержание
1. Разработка кинематической схемы машинного агрегата
. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода
3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых
напряжений
4. Расчет зубчатой передачи редуктора
. Расчет ременной передачи
. Расчет нагрузки валов редуктора
. Разработка чертежа общего вида редуктора
. Расчетная схема вала редуктора
. Проверочный расчет подшипников
. Проверочный расчет шпонок
. Список литературы
. Разработка кинематической схемы машинного агрегата
Привод к ленточному конвейеру:
Рисунок 1-кинематическая схема привода ленточного конвейера.
Исходные данные:
Исходные данные
|
Обозначение
|
Значение
|
1. Тяговая сила ленты
|
F
|
1,6кН
|
2. Скорость ленты
|
υ
|
0,9 м/с
|
3. Диаметр барабана
|
D
|
200мм
|
4. Допускаемые отклонения скорости ленты
|
δ
|
4 %
|
7. Срок службы привода
|
Lr
|
6лет
|
. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода
Определяем
требуемую мощность рабочей машины , кВт:
где,- тяговая сила, кН;
-
линейная скорость, м/с.
кВт
Определяем
общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:
,
где, - К.П.Д. закрытой передачи;
- К.П.Д.
открытой передачи;
- К.П.Д.
муфты;
- К.П.Д.
подшипников качения;
- К.П.Д.
подшипников скольжения.
Определяем
требуемую мощность двигателя , кВт:
,
где,- требуемая мощность;
- К.П.Д.
кВт.
Определяем
номинальную мощность двигателя , кВт:
кВт.
Определяем
частоту вращения барабана для ленточных конвейеров
:
где,- скорость конвейера, ;
- диаметр
барабана, .
.
Выбираем
тип двигателя:
AM90L4У3
Определяем
передаточное число привода:
где,- частота вращения двигателя;
- частота
вращения приводного вала рабочей машины.
Производим
разбивку передаточного числа привода ,
принимая передаточное число редуктора постоянным :
Фактическое
передаточное число привода ременной передачи :
Фактическая
частота вращения барабана:
Таблица
2.1 - Силовые и кинематические параметры привода:
Тип
двигателя 4AM90L4У3 Pном = 2,2 кВт; nном = 1425.
Параметр
|
Передача
|
Параметры
|
Вал
|
|
Зак-рытая
|
Открытая
|
|
Двига-тель
|
Редуктор
|
Приводно- й рабочей машины
|
|
|
|
|
|
Быстро- ходный
|
Тихо- ходный
|
|
Переда-
точное число u
|
6,3
|
2,7
|
Расчетная мощность P, кВт
|
2,2
|
2,04
|
1,97
|
1,91
|
|
|
|
Угловая скорость ω, 1/с
|
149,15
|
55,24
|
8,77
|
8,77
|
К. П. Д. η
|
0,965
|
0,925
|
Частота вращения n, об/мин
|
1425
|
527,78
|
83,77
|
83,77
|
|
|
|
Вращающий момент T, Н∙м
|
14,75
|
36,93
|
224,63
|
217,79
|
. Выбор материалов зубчатой передачи
Определяем материал зубчатых передач:
Шестерня 40Х
Колесо 40Х
Определяем термообработку для материала:
Шестерня - улучшение
Колесо
- улучшение
Определяем
интервал твердости зубьев:
Шестерня
250 HB
Колесо
230 HB
Определяем
среднюю твердость зубьев:
Определяем
механические характеристики сталей для шестерни и колеса:
σв =790 - предел прочности;
σ-1 = 375 - предел выносливости;
σт = 640 - предел текучести.
Определяем
предельные значения размеров заготовок:
Dпред (шестерня)
= 200 мм;
Sпред (колесо) =
125 мм.
Определяем
допускаемое контактное напряжение для зубьев шестерни и колеса :
где,- коэффициент долговечности для шестерни,;
-допускаемое
напряжение при числе циклов для шестерни, .
где,- коэффициент долговечности для колеса,;
-допускаемое
напряжение при числе циклов для колеса, .
Определяем
допускаемое контактное напряжение :
Определяем
допускаемое напряжение изгиба :
Принимаем
допускаемое напряжение изгиба :
Таблица
3.1 - Механические характеристики материалов зубчатой передачи
Элемент передачи
|
Марка стали
|
Dпред
|
Термообработка
|
HB1
|
σв
|
σ-1
|
[σ]H
|
[σ]F
|
|
|
Sпред
|
|
HB2
|
Н/мм2
|
Шестерня
|
40Х
|
200
|
Улучшение
|
250
|
790
|
375
|
517
|
258
|
Колесо
|
40Х
|
125
|
Улучшение
|
230
|
790
|
375
|
481
|
237
|
. Расчет зубчатой передачи редуктора
Определяем
главный параметр - межосевое расстояние :
привод зубчатый редуктор шпонка
где,-вспомогательный коэффициент ;
-Коэффициент
ширины венца колеса ;
-
передаточное число редуктора ;
-
вращающий момент на тихоходном валу ;
-
Допускаемое контактное напряжение ;
-
коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба .
=156,69
Принимаем
из стандартного ряда:.
Определить
модуль зацепления , :
где, - вспомогательный коэффициент ;
-
делительный диаметр колеса ;
- ширина
венца колеса ;
-
допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом .
Принимаем:
1,5
Определяем
суммарное число зубьев шестерни и колеса:
Принимаем:
213
Определяем
число зубьев шестерни:
Принимаем:
29
Определяем
число зубьев колеса:
Определяем
фактическое передаточное число :
Проверяем
отклонение фактического передаточного числа от
заданного :
Определяем
фактическое межосевое расстояние:
Определяем
фактические основные геометрические параметры передачи, .
Таблица
4.1
Параметр
|
Шестерня
|
Колесо
|
|
Прямозубые
|
Прямозубые
|
Диаметр
|
Делительный Вершина зубьев
|
|
|
|
|
|
|
|
Впадин зубьев
|
|
|
Ширина венца
|
|
|
Проверочный расчет.
Проверим межосевое расстояние:
.
Расчёт ременной передачи
Расчет
клиноременной передачи.
Проектный
расчет:
По
номограмме (рисунок 5.2…5.4) в зависимости от мощности, передаваемой шкивом и
его частоты вращения, выбираем ремень нормального сечения A.
По
таблице 5.4 определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива :
Расчетный
диаметр , в целях повышения срока службы берем на порядок выше
:
Определяем
диаметр ведомого шкива :
где,- передаточное число клиноременной передачи;
-
коэффициент скольжения; принимаем .
Принимаем:
.
Определяем
фактическое передаточное число и
проверяем его отклонение от заданного :
.
Определяем
ориентировочное межосевое расстояние а, :
где,- высота сечения клинового ремня .
Определяем
расчетную длину ремня l, :
По
таблице К31 принимаем =1400.
Уточняем
значение межосевого расстояния по стандартной длине:
Определяем
угол обхвата ремнем ведущего шкива, град:
Определяем
скорость ремня ,:
где,- частота вращения ведущего шкива .
Определяем
частоту пробегов ремня U,
где,- допускаемая частота пробегов .
Определяем
допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнём ,кВт:
где,- допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним
клиновым ремнем кВт;
С
- поправочные коэффициенты, (таблица 5.2).
Определяем
количество клиновых ремней :
Принимаем:
Определяем
силу предварительного натяжения одного ремня :
где,С
- поправочные коэффициенты, (табл. 5.2).
Определяем
окружную силу передаваемую комплектом ремней :
Определяем
сила натяжения ведущей и ведомой ветвей,:
Определяем
силу давления ремней на вал :
Проверочный
расчет.
Проверяем
прочность одного клинового ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей
ветви :
где,- напряжение растяжения ;
- напряжение
изгиба ;
где,- модуль упругости ;
- высота
сечения клинового ремня ;
-
напряжение от центробежных сил, Н/:
где,- плотность материала ремня
-
допускаемое напряжение растяжения:
Таблица
5.1- Параметры клиноремённой передачи, мм
Параметр
|
Значение
|
Параметр
|
Значение
|
Тип ремня
|
Клиновой
|
Частота пробегов ремня, U; 6,66
|
|
Сечение ремня
|
А
|
Диаметр ведущего шкива, мм125
|
|
Количество ремней, z
|
2
|
Диаметр ведомого шкива , мм355
|
|
Межосевое расстояние а, мм
|
301,25
|
Максимальное напряжение Н/7,27
|
|
Длина ремня l,
мм
|
1400
|
Предварительное натяжение ремня Н118,98
|
|
Угол обхвата ведущего шкива , град136,48Сила
давления ремня на вал , Н442,01
|
|
|
|
6. Расчет нагрузки валов редуктора
Таблица 6.1 - Силы в зацеплении закрытой передачи.
Вид передачи
|
Силы в зацеплении
|
Значение силы, Н
|
|
|
На шестерне
|
На колесе
|
Цилиндрическая
прямозубая Окружная
1628
|
|
Цилиндрическая
прямозубая Радиальная
593
|
|
Таблица 6.2 - Консольные силы.
Вид открытой передачи
|
Характер силы по направлению
|
Значение силы, Н.
|
Клиноременная
|
Радиальная
|
|
Муфта
|
Радиальная
|
|
. Разработка чертежа общего вида редуктора
Таблица 7.1 - Разработка чертежа общего вида редуктора.
Ступень вала и её размеры d; l.
|
Вал шестерня цилиндрическая
|
Вал колеса
|
1-я
Под ведомый шкив
Принимаем:
Принимаем:
|
|
|
под шкив
Принимаем: под шкив
Принимаем:
|
|
|
2-я
Под уплотнение крышки с отве- рстием и подши- пник
Принимаем:
Принимаем:
|
|
|
Принимаем:
Принимаем:
|
|
|
3-я
Под шестерню колеса
Принимаем:
4-я
Под подшипник
Принимаем:
Принимаем:
|
|
|
Принимаем:
Принимаем:
|
|
|
. Расчетная схема вала редуктора
Определяем реакции в опорах подшипников.
Тихоходный вал:
привод зубчатый редуктор шпонка
.
Рисунок
8.1- эпюра схемы валов редуктора
Вертикальная
плоскость:
Проверка:
Горизонтальная
плоскость:
Проверка:
Определяем
суммарные радиальные реакции, Н:
Определяем
суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм:
.
Проверочный расчет подшипников
На
тихоходном валу применяем радиально-шариковый однорядный подшипник 309(ГОСТ
8338-75) у которого грузоподъемность базовая , .
Определяем
эквивалентную динамическую нагрузку, :
где,коэффициент вращения ;
суммарная
реакция подшипника ;
коэффициент
безопасности, (таблица 9.4). ;
температурный
коэффициент .
Определяем
расчётную динамическую грузоподъемность, :
где,эквивалентная динамическая нагрузка ;
показатель
степени ;
коэффициент
надежности ;
коэффициент
качества подшипника и эксплуатации
частота
вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего вала ;
долговечность
.
Следовательно,
выбранный подшипник выдержит нагрузку.
Определяем
расчётную долговечность подшипника:
.
Проверочный расчет шпонок
Условия
прочности. Быстроходный вал.
Принимаем
призматическую шпонку, 8x7x23 (ГОСТ 23360-78).
Условия
прочности:
где,- окружная сила шестерне ;
- площадь
смятия, мм2;
Здесь,рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм (l
-полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке), ;
допускаемое
напряжение на смятие :
Список
литературы
1 Шейнблит
А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб.
и дополн. - Калининград: Янтар. сказ, 1999. - 454с.: ил., черт. - Б. ц.
Анурьев
В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х томах - 8 изд., перераб. и
доп. Под ред. И.Н. Жестковой.- М: Машиностроение, 2001.