Привод конвейера - Курсовая работа

Министерство образования Республики Беларусь Белорусский национальный технический университет Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: «Прикладная механика» на тему: «Привод конвейера»Основу данного курсового проекта составляет расчет и проектирование механического привода. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств (зубчатых, червячных, цепных, ременных и др. передач). Двигатель служит для сообщения системе энергии (крутящего момента). Кроме того муфты служат для включения (отключения) механизмов при постоянно работающем двигателе (управляемые), предохранение механизмов от поломок при перегрузках (предохранительные), уменьшение динамических нагрузок (упругие). Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач (в данном проекте из зубчатой цилиндрической косозубой передачи) выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.1.1 - Кинематическая схема привода: 2, 4, 5, 8, 9 - Валы привода (2 - входной вал редуктора; 4, 5, 8 - промежуточные валы редуктора; 9 - выходной редуктора); 1 - электродвигатель; 3 - ременная передача; 6 - цилиндрическое косозубое зацепление; 7-муфта приводная; 10-барабан.Для того чтобы рассчитать потребляемую (требуемую) мощность электродвигателя, определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода [1, стр.15,табл.3.1]: где - коэффициент полезного действия открытой плоскоременной передачи: = 0,95; коэффициент полезного действия, учитывающий потери в одной паре подшипников качения (по кинематической схеме в редукторе две пары подшипников): = 0,99; коэффициент полезного действия, учитывающий потери в муфте: = 0,98. Определяем потребляемую (требуемую) мощность электродвигателя по формуле: , где - мощность на выходном валу. Подбираем электродвигатель по заданной асинхронной частоте вращения = 318,5 об/мин и потребляемой мощности = 9,04 КВТ.Определяем мощности на валах привода: Определяем частоты вращения: . Определяем угловую скорость на каждом валу: Находим крутящий момент для каждого вала: Таблица 3.1 - Результаты кинематического расчета приводаДопускаемые контактные напряжения рассчитываются по формуле: , где - предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений: SH - коэффициент запаса прочности, для колес с твердостью HB <350HB SH = 1,1; ZR - коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости сопряженных поверхностей зубьев; ZW - коэффициент, учитывающий влияние перепада твердостей сопряженных поверхностей зубьев; ZN - коэффициент долговечности: , где - базовое число циклов нагружений (базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости), принимается по графику или рассчитывается по формуле: ; коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба; для нешлифованной переходной поверхности принимают = 1;Выбираем плоский резинотканевый ремень [5,стр.20,табл.7.1] с наибольшей допускаемой нагрузкой на прокладку р0 = 3 Н/мм ширины, расчетной толщиной прокладки с резиновой прослойкой ?0 = 1,2 мм, числом прокладок по ширине ремня z = 3. Находим межосевое расстояние передачи: Угол обхвата ремнем ведущего шкива: Длина ремня (без учета припуска на соединение концов): Округляем значение длины ремня до целого числа L = 2880 мм. Ширина резинотканевого ремня определяется по формуле: где Ft - окружная сила на ремне: где P1 - мощность на ведущем шкиве; расчетная скорость ремня (на ведущем шкиве): z - число прокладок по ширине ремня, выбираемое по таблице [5,стр.20,табл.7.1]: z = 3; причем должно соблюдаться условие ? ? 0,025·d1, где ? - общая толщина прокладок с резиновой прослойкой: где - толщина одной прокладки с резиновой прослойкой, выбираемая по таблице = 1,2 мм; коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата ремнем меньшего (ведущего) шкива: - коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня: ;Принимаем для валов редуктора: материал - сталь 40X - улучшение, твердость заготовки 270 HB, предел прочности МПА, предел текучести, = 750 МПА [6,стр.185,табл.10.2]. Диаметр вала (исходя из условия на кручение): где T - крутящий (вращающий) момент на валу; на входном валу (на котором находится шкив) принимаем = 15 МПА; привод конвейер расчет проектирование на выходном валу (на котором находится муфта) принимаем = 20 МПА. Примем диаметр вала под подшипник = 35 мм (значение, кратное 5). Для того чтобы при надевании подшипника на вал не повредить поверхность предыдущей ступени (под манжету), необходимо сделать эту ступень диаметром не больше, чем диаметр вала под подшипник.Размер муфты выбирают по диаметру вала и по величине вращающего момента [4, стр236],(Рис.5.1). Так как режим нагрузки постоянный, а привод не реверсивный, муфту выбираем по диаметру вала и по величине крутящего момента: = 244,9 Н•м; диаметр вала = 40 мм.

Содержание

Введение

1.Выбор электродвигателя и кинематический расчет

2.Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов на валах

3.Расчет передач

3.1 Расчет цилиндрической косозубой передачи

3.2 Расчет открытой плоскоременной передачи

4.Предварительный расчет диаметров валов

5.Подбор и проверочный расчет муфт

6.Предварительный подбор подшипников

7.Компоновочная схема и выбор способа смазывания передач и подшипников, определение размеров корпусных деталей

7.1 Компоновочная схема

7.2 Выбор способа смазывания передач

7.3 Выбор способа смазывания подшипников

7.4 Определение размеров корпусных деталей

8.Расчет валов по эквивалентному моменту

9.Подбор подшипников по динамической грузоподъемности

9.1 Долговечность подшипников на входном валу

9.2 Долговечность подшипников на выходном валу

10.Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений

11.Назначение посадок, шероховатостей поверхностей, выбор степеней точности и назначение допусков формы и расположения поверхностей

12.Расчет валов на выносливость

13.Описание сборки редуктора, регулировка подшипников и зацеплений

Список использованных источников

Основу данного курсового проекта составляет расчет и проектирование механического привода.

Целью курсового проекта является приобретение первых инженерных навыков по расчету и конструированию типовых деталей и узлов машин и механизмов на основе полученных теоретических знаний.

Привод - устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств (зубчатых, червячных, цепных, ременных и др. передач).

Двигатель служит для сообщения системе энергии (крутящего момента).

Муфта служит для передачи крутящего момента с одного вала на другой. Кроме того муфты служат для включения (отключения) механизмов при постоянно работающем двигателе (управляемые), предохранение механизмов от поломок при перегрузках (предохранительные), уменьшение динамических нагрузок (упругие). Часто муфты выполняют одновременно несколько функций.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач (в данном проекте из зубчатой цилиндрической косозубой передачи) выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Преимущества цилиндрических редукторов: высокий КПД, большая нагрузочная способность, низкий нагрев (этому способствует высокое КПД), уверенная работа при частых пусках-остановках, а также при неравномерных нагрузках.

Недостатки цилиндрических редукторов: маленькое передаточное число на одной ступени, уровень шума намного выше в сравнению с червячными, отсутствие самоторможения.

Плоскоременная передача - это передача механической энергии при помощи гибкого элемента (ремня) за счет сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями. Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня (одного или нескольких).

Недостатки: большие габариты, малая несущая способность, проскальзывание (не относится к зубчатым ремням), малая долговечность.

Достоинства: плавность работы, бесшумность, компенсация перегрузок, нет необходимости смазывать, малая стоимость, легкий монтаж, возможность работы на высоких окружных скоростях, при выходе из строя, нет повреждений.