Расчёт основных массовых, силовых и геометрических характеристик устройства межоперационного транспорта. Расчёт энергетических, кинематических и конструкционных характеристик привода. Выбор подшипников качения, манжеты, материалов для передачи редуктора.
Тип конвейера - горизонтальный ленточный с резиново-тканевой лентой, движущийся по стальному настилу вместе со сборочными приспособлениями и установленными на них узлами. Работа разделена на две части: - в первой части приведены теоретические расчеты изделия, в соответствии с требованиями ГОСТОВ; Так как массы изделий линейно изменяются от m1 кг на первой технологической позиции до m2 кг на последней, то масса изделий на рабочем участке найдется как сумма арифметической прогрессии: M1 = N * (m1 m2) / 2=25*(26 180)/2=2575, кг, где N - число технологических позиций; N=25, m1=26 кг, m2=180 кг. Исполнительным механизмом ленточного конвейера является вал приводного барабана, который приводит в движение конвейерную ленту, скользящую по опорному настилу на рабочем участке. Выбираем ближайшую большую мощность двигателя из серии 4А Таблица 1 - Выбранные двигатели серии 4А Тип двигателя Мощность, КВТ Частота вращения об/минПри выборе типоразмера подшипника для заданных условий работы необходимо учитывать: величину, направление и характер действующей нагрузки; частоту вращения кольца подшипника; необходимую долговечность в часах или миллионах оборотов; особые требования, зависящие от конструкции узла или машины и условий их эксплуатации; стоимость подшипника, Выбор подшипника рекомендуется проводить в следующем порядке: 1. ni-частота вращения вала, по которому ведется расчет передачи, об/мин. ti-продолжительность действия нагрузки Ti , в час.или в относительных единицах (см. график загрузки); Допускаемые напряжения при расчетах на выносливость по напряжениям изгиба определяется отдельно для зубьев шестерни и колеса, с учетом условий работы. где SF lim b - предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений Коррекцию размеров передачи можно проводить изменением прочности материалов и коэффициентов ширины зубчатых колес, а после расчета по контактным напряжениям увеличением межосевого расстояния или модуля.В процессе выполнения данной работы, я приобрел следующие навыки: - оформление конструкторской документации в соответствии с требованиями ГОСТОВ.
Введение
Объект проектирования - конвейер для автоматической сборки узла. Тип конвейера - горизонтальный ленточный с резиново-тканевой лентой, движущийся по стальному настилу вместе со сборочными приспособлениями и установленными на них узлами.
Целью данной работы является приобретение практических навыков проектирования машин, навыков практического конструирования, привитие способности сравнительного анализа вариантов конструкции, выбор оптимального варианта. А так же, приобретение практических навыков оформления конструкторской документации в соответствии с требованиями ГОСТОВ.
Работа разделена на две части: - в первой части приведены теоретические расчеты изделия, в соответствии с требованиями ГОСТОВ;
- вторая часть - графическая, содержит в себе необходимые чертежи исполнительного механизма, а так же габаритный чертеж.
1. Расчет основных массовых, силовых и геометрических характеристик устройства межоперационного транспорта
1.1 Расчет массы изделий, технологического оборудования, подвижных элементов устройства
Так как массы изделий линейно изменяются от m1 кг на первой технологической позиции до m2 кг на последней, то масса изделий на рабочем участке найдется как сумма арифметической прогрессии: M1 = N * (m1 m2) / 2=25*(26 180)/2=2575, кг, где N - число технологических позиций; N=25, m1=26 кг, m2=180 кг.
Исполнительным механизмом ленточного конвейера является вал приводного барабана, который приводит в движение конвейерную ленту, скользящую по опорному настилу на рабочем участке.
Рабочая длина конвейера: L = N * I=25*0,65=16,25, м, где N - число позиций сборки, I=0,65 м - шаг между позициями.
Масса конвейерной ленты вместе со сборочными приспособлениями: M2 = M1=2575, кг.
Тяговое сопротивление конвейера при движении ленты по настилу с коэффициентом сопротивления при огибании барабанов K=3,2:
W = K*(M1 M2)*g*w= 16150, Н, где: g = 9.81 м/с2, w = 0.1 - коэффициент сопротивления перемещению ленты по настилу.
Максимальное натяжение ленты в точке набегания на приводной барабан при угле охвата лентой барабана a=p рад (180 град.), и коэффициенте трения ленты и барабана f=0.15: Smax = W*efa/(efa- 1)= 16150*2,70,47 / (2,70,47 - 1)=41384, Н.
Минимальное натяжение ленты в точке сбегания с приводного барабана: Smin = W/(efa - 1)= 16150 /(2,70,47 - 1)=25234, Н.
Число лавсановых прокладок ленты с предельной погонной нагрузкой на 1 прокладку q = 150 Н/мм: и коэфф. запаса прочности ленты s = 10, i = Smax*s/(q*b*1000)=41384*10/(150*0,80*1000)=3,44, где: b=0,80 м - ширина ленты.
Диаметр приводного барабана расчетный
Dб = a*i=160*3,44=200 мм, где a = 160 - эксплуатационный коэффициент. Принимается Dб ближайший больший из ряда диаметров по ГОСТ 10624-83: 160, 200, 250, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, мм. Крутящий момент на валу барабана с учетом КПД подшипника качения 0.99:
Ориентировочный диаметр вала барабана при допускаемых напряжениях кручения [Ткр]=25 МПА: , мм.
, мм. транспорт привод подшипник редуктор
2. Расчет основных энергетических, кинематических и конструкционных характеристик привода
2.1 Подбор двигателя по статической мощности
Общий коэффициент полезного действия привода находится как произведение КПД входящих узлов трения: hоб=hm*hп.к.*hз.п.*hп.к.*hз.п. *hп.к.*hm*hп.к.=0,904 где hm=0,99 - КПД муфты, hп.к.=0,99 - КПД подшипников качения, hз.п. =0,98 - КПД зубчатой передачи.
Мощность, необходимая на валу двигателя: Nвх=Nвых/hоб=4,9/0,904=12,5 КВТ
Выбираем ближайшую большую мощность двигателя из серии 4А Таблица 1 - Выбранные двигатели серии 4А Тип двигателя Мощность, КВТ Частота вращения об/мин
Крутящий момент от заданной нагрузки на валу двигателя: Твх=9550*Nвх/nдвиг=9550*12,5/2940=40 Н*м
2.4 Компьютерный расчет элементов привода
Таблица 2 - Клиноременная передача
Мощность на ведущем валу 12,5 КВТ
Частота вращения ведущего вала 2940 об/мин
Передаточное число ременной передачи 2,2
Диаметр малого шкива 125 мм
Диаметр большего шкива 275 мм
Межосевое расстояние 640 мм
Скорость ремня 19.23 м/с
Число ремней 6 штук
Усилие, действующее на валы 2157 Н
3. Расчет валов
Алгоритм расчета одинаков для расчетов цилиндрической, конической и червячной передач. Общим для всех расчетов является действие трех сил в зацеплении и наличие муфты на консольной части вала. Расчет ведущего и ведомого вала отличаются крутящими моментами и противоположным направлением сил в зацеплении. Конструкция валов зависит от необходимости применения шпоночного соединения, установки подшипников и поверхностей для фиксации насаженных на вал деталей в осевом направлении.
Исходные данные.
Из расчета зубчатых передач имеем: крутящий момент T2 = 634000? Н? мм : Ft = 6272 H; Fr = 2375 H; Fx = 1799 H.
Из компоновки редуктора: расстояние от муфты до опоры а = 125 мм;
расстояние между опорами L = 1150 мм: Ввиду симметричного расположения передачи l1 = l2 = 575мм.
По результатам расчетов строим эпюры изгибающих и крутящего момента, определяем опасные сечения вала дл расчета теоретического профиля.
Суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении - 2, слева
MИS = = = 1909,5 Н? м
Приведенный момент
Мпр = = = 2012 Н? м
Диаметры вала в опасных сечениях
Допускаемое напряжение на изгиб для вала (см. табл.1)
Из таблицы 1 назначаем материал для изготовления валов: Сталь 40ХН НВ ? 240; sв = 820 МПА; st = 650 МПА; s-1 = 360 МПА; t-1 = 210 МПА.
[sи] = 90 МПА - допускаемое напряжение изгиба;
= 2 - ориентировочное значение коэффициента концентрации
S = 2…2,5 - ориентировочное значение коэф. запаса прочности. Принимаем S = 2
[?кр] = 0,5·[sи] d1 = d2 = = = 41,3 мм;
d3 = = = 60,7 мм .
По результатам расчета вала строим теоретический профиль вала на компоновке редуктора в принятом масштабе и конструируем вал на компоновке редуктора по его теоретическому профилю.
Рис.1 Схема распределения напряжений по сечениям выходного вала
Результаты компьютерного расчета вала
L=1160.0, Sigma=55.
Деталь Данные о нагруженности вала Координаты
Силы, Н Град Т, Н*м мм
Муфта vT=1632 X1=0
Шкив Ft=8075 a=0 vT=-816 X2=240
Шкив Ft=8075 a=0 vT=-816 X3=1140
Реакции опор, Н
Виды реакций Левая опора Правая опора
Горизонтальная сост. Лг=-7935,0 Пг=-8214,0
Вертикальная сост. Лв=0,0 Пв=0,0
Суммарная реакция Rл=7935,0 Rп=8214,0
Вывод
В процессе выполнения данной работы, я приобрел следующие навыки: - оформление конструкторской документации в соответствии с требованиями ГОСТОВ.
- навыки практического конструирования;
- проектирования машин;
- сравнительного анализа вариантов конструкции, выбор оптимального варианта;
Список литературы
1. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины. Учебник. М.: Машиностроение, 1989.
2. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины. Учебник. М.: Машиностроение, 1975
12.Основы конструирования и САПР. Метод. указания к курсовой работе. Кинематическая, энергетическая и габаритная разработка ... механической системы. / О.Л. Галушко, Ю.П. Маньшин, ДГТУ, 1996.
13. Основы конструирования и САПР. Метод. указания к курсовой работе. Разработка фрагментов конструкторской документации механической системы./ О.Л. Галушко, Ю.П. Маньшин, ДГТУ,1994.
14. Основы конструирования машин (алгоритмы и комментарии пользователю машинными программами расчета зубчатых и червячных передач). Метод. указания к курсовому проектированию. / В.И. Кушнарев, ДГТУ, 1994.
