Привод ленточного конвейера - Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет) Кафедра «Теоретическая механика и основы проектирования машин»Привод включает в себя электродвигатель, коническо-цилиндрический двухступенчатый редуктор, предохранительно фрикционную муфту, открытую клиноременную передачу и исполнительный механизм барабан. В рамках данного курсового проекта проводится расчет и выбор требуемого электродвигателя, проектный расчет редуктора на ЭВМ, расчет тихоходного вала редуктора на усталостную прочность, расчет на этом валу подшипников на динамическую грузоподъемность, расчет на прочность шпоночных соединений, расчет фрикционной муфты и исполнительного механизма (барабан). Электродвигатель, применяемый в приводе, является асинхронным с короткозамкнутым ротором. Фрикционная муфта служит для компенсации неточности установки валов и ограничения нагрузок в приводе. Коническо-цилиндрический двухступенчатый редуктор предназначен для передачи мощности между валами электродвигателя и исполнительного механизма.Мощность Pt , КВТ, на валу исполнительного механизма вычисляется в зависимости от исходных данных по формуле Расчетная мощность 1 , КВТ, на валу двигателя определяется по мощности на валу исполнительного механизма с учетом потерь в приводе: P Общий КПД привода вычисляется как произведение КПД отдельных передач, учитывающих потери во всех элементах кинематической цепи привода: ? ??1 ??2 ??3 , (1.4) где ?1 =0,95-КПД клиноременной передачи; ?2=0,96 - КПД закрытой конической передачи; ?3=0,97 - КПД закрытой цилиндрической передачи; Частота nk , мин - 1, вращения вала исполнительного механизма вычисляется по формуле: nk ? 60?103 ?V , где D - диаметр барабана, ? (1.12) По формуле определим интервал оптимальных частот вращения вала электродвигателя n1=40?(12..54)=(480..2160) мин-1 (1.13) ncp ? 480?2160 ?1320 мин-1.Редуктор - механизм, передающий и преобразующий крутящий момент, с одной или более механическими передачами. Обычно редуктором называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент. Выбираем редуктор из справочника конструктора-машиностроителя Анурьева В.И. том 3, страница 708. Берем коническо-цилиндрический редуктор с передаточным отношением ip=14 и номинальным моментом выходного вала Твых=710Н?м при частоте вращения входного вала nвх=1500об/мин: КЦ1-200-14-К-1-У3 исполнение 41, где К - коническая ступень; Габаритные и присоединительные размеры коническо-цилиндрического двухступенчатого редуктора типа КЦ1 показаны в таблице 3.Ременные передачи являются одними из старейших и широко применяются в машиностроении. Передача им вращающего момента основана на использовании силы трения между ремнем и шкивом. Ременная передача в простейшем виде состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и надетого с натяжением на шкивы бесконечного ремня. По сравнению с другими видами передач ременные имеют ряд существенных преимуществ: ? возможность передачи движения на сравнительно большие расстояния без особого увеличения массы передачи; ? эластичность привода, смягчающая колебания нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок за счет сил скольжения;4.1 Определение параметров вала исполнительного органа Диаметр конца выходного вала берем из таблицы 3 - d1=45мм. Лепикова, таблицы 24.28 по диаметру выписываем параметры конца вала: длина конца вала l1=110мм; радиус скругления r=2,0мм; размер фаски сх45°=1,6х45°.Определим силы, действующие на ветви ленты: Крутящая сила: F ? F ?F , (9.8) t 1 2 где F ? 0,3F , тогда F ? 0,7F t 1 (9.10) Крутящий момент на валу барабана: T ? F ? D ?3000? 0,380 ?570Hm t (9.13) Находим напряжение изгиба: ?изг ? W зг ? 16637,5 ? 24,7МПА, (9.14) где Wx=0,1?dct3=0,1?553=16637,5мм3 - момент сопротивления сечения вала при расчете на изгиб. Длину шпонки выбираем, немного меньше длины конца вала, из справочника П.Ф. Получаем: Шпонка 14х9х100 ГОСТ 23360-78.Для соединения вала двигателя и быстроходного вала редуктора применим комбинированную муфту, состоящую из зубчатой муфты и дисковой фрикционной муфты. В данной муфте крутящий момент между полумуфтами передается за счет сил трения возникающих между дисками за счет прижимных пружин. Величина максимального момента регулируется степенью сжатия пружин. (10.4) Рассчитываем усилие, с которым пружины прижимают диски друг к другу, если р>больше допускаемого, то имеет место интенсивный износ диска, это снижает долговечность и повышает нагрев, зависит от материала и условий работы. Определяем усилие приходящуюся на одну пружину при выключенной муфте: F ? np ? 4400 ? 440Н .

СОДЕРЖАНИЕ

1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ............................................................................................... 5

1.1 Определение мощности на валу исполнительного механизма.................. 5 1.2 Определение расчетной мощности на валу электродвигателя................... 5 1.3 Определение частоты вращения вала исполнительного механизма ......... 6 1.4 Определение частоты вращения вала электродвигателя............................ 6 1.5 Выбор электродвигателя................................................................................ 6 1.6 Определение передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням................................................................................................................. 7 1.7 Определение мощностей, вращающих моментов и частот вращения валов ....................................................................................................................... 7

2 ВЫБОР СТАНДАРТНОГО РЕДУКТОРА………...…………………...…………...9 2.1 Выбор редуктора......................................................................................... …9

3 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ.........11 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ................................... 14 4.1 Определение параметров вала исполнительного органа.......................... 14

4.2 Расчет на прочность вала исполнительного органа в горизонтальной плоскости……………………..…………..…………………………………………….14

4.3 Подбор шпонок.............................................................................................. 16 4.3.1 Подбор шпонки на выходном валу. ......................................................... 16 4.3.2 Подбор шпонки под барабан..................................................................... 16 4.4 Проверочный расчет шпоночного соединения.......................................... 17 4.4.1 Условие работоспособности шпонки на выходном валу....................... 14 4.4.2 Условие работоспособности шпонки под барабан................................. 17 4.5 Проверочный расчет подшипников тихоходного вала редуктора на долговечность...................................................................................................... 14

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУФТЫ.............................................................................. 20 5.1 Выбор и обоснование муфты....................................................................... 20 5.2 Расчет дисковой фрикционной муфты ....................................................... 20