КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
ДЕТАЛИ МАШИН
На тему: Проект привода ленточного конвейера
Разработал: студент гр.МР-081 _____________ Беспалов Д.А
Руководитель _____________ Ломакова О.Н.
Братск 2011
Введение
Технический уровень всех отраслей народного хозяйства тесно связан и в значительной степени определяется уровнем развития машиностроения. На основе машиностроения осуществляется комплексная механизация в лесной и деревообрабатывающей промышленности, на транспорте, в строительстве, в коммунальном хозяйстве. Уделяется внимание усовершенствованию и развитию конструкций современных машин, указываются направления и требования, которые необходимо учитывать при проектировании новых машин и механизмов. Проектируемые машины должны иметь высокие эксплуатационные показатели, небольшой расход энергии и материалов при наименьшей массе и габаритах, высокую надежность. Они должны быть экономичны и как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации, удобны и безопасны в обслуживании, допускать стандартизацию деталей и сборочных единиц.
Различные машины и механизмы в большинстве своем состоят из однотипных по служебным функциям деталей и сборочных единиц. Отсюда следует, что одни и те же методы анализа, расчета и проектирования находят применение, казалось бы, в далеких друг от друга отраслях техники. Поскольку большинство деталей общего назначения используются в приводах, то они выбраны одним из объектов курсового проектирования. Привод рабочей машины – это система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств, для приведения в движение рабочих органов машины.
При проектировании привода производят кинематический и силовой расчет, решают вопросы, связанные с выбором материалов, выполняют проектные и проверочные расчеты деталей, освещают вопросы установки, сборки, разборки и смазки отдельных сборочных единиц и привода в целом.
|
|
Основной задачей на этапе конструирования привода является минимизация его стоимости и габаритов, при обеспечении надежности и работоспособности. Это достигается оптимальным соотношением параметров привода и электродвигателя по рекомендуемым значениям передаточных чисел, передач привода. Исходным документом при проектировании является техническое задание.
Знания и опыт, приобретенные при выполнении этого проекта, являются базой для выполнения курсового проекта по грузоподъемным устройствам и дипломного проекта.
Содержание
1.Условия эксплуатации машинного агрегата
2. Выбор двигателя, кинематический и силовой расчет привода
3. Выбор материала и термообработки закрытой передачи. Расчет допускаемых напряжений
4. Расчет зубчатой передачи редуктора
5. Расчет клиноременной передачи
6.Определение нагрузки валов редуктора
7.Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора
8. Определение реакций в подшипниках. Построение эпюр крутящих и изгибающих моментов
9.Проверка подшипников на динамическую грузоподъемность и
долговечность
10.Список использованных источников
Условия эксплуатации машинного агрегата
1.1 Устанавливаем место расположения привода, его назначение, условия эксплуатации, число смен и их продолжительность. Проводим анализ кинематической схемы в направлении энергетического потока и определяем срок службы приводного устройства
|
|
.1.2 Срок службы приводного устройства определяем по формуле [1, с. 39]
Lh =365· LГ · tс · Lс
LГ – срок службы привода по заданию, лет;
tс – продолжительность смены устанавливаем, часов;
Lс – число смен устанавливаем.
1.3 Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса и определяем рабочий ресурс.
1.4 Составляем табличный отчет.
Ленточный конвейер мощностью 2,2 кВт, предназначен для погрузки и разгрузки, работает в течение 3 лет (по заданию), работа в две смены, продолжительностью 8 часов
1 Устанавливаем конвейер на железнодорожной станции, для обработки товарных вагонов, работа в две смены, нагрузка мало меняющаяся, режим реверсивный, продолжительность смены tс = 8 ч.
2 Определяем ресурс привода
Lh =365· LГ · tс · Lс = 365 ·2,2 · 8 · 2 = 12848 ч.
3 Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса.
Тогда Lh = 12848 · 0,85 = 10920 ч.
Рабочий ресурс привода принимаем Lh=10 · 103 ч.
4 Составляем табличный отчет, как показано в таблице 1
 |
Таблица 1 – Эксплуатационные характеристики машинного агрегата
| Место установки | LГ | LС | tс | Lh | Характер нагрузки | Режим работы |
| Железнодорожная станция | 10 · 103 | С малыми колебаниями | Реверсивный |
2 Выбор двигателя, кинематический и силовой расчет привода
2.1 Определяем мощность на валу рабочей машины, кВт, по формуле[1., с 41]
кВт
где F – тяговая сила, по заданию, кН;
υ – скорость тягового органа, по заданию, м/с.
2.2 Определяем частоту вращения приводного вала ленточного конвейера, об/мин, по формуле[1., с 43]
|
|
об/мин
где D – диаметр барабана, по варианту, мм,
2.3 Определяем общий к.п.д. привода по формуле[1., с 41]
,
где ηз.п, ηо.п, ηмуфты, ηподш – к.п.д. механизмов выбираем по таблице[1., табл. 2.2,с. 42]
2.4.Определяем требуемую мощность электродвигателя, кВт, по формуле[1., с 42]
Рэл.дв= 
= 
кВт
Принимаем стандартную мощность, кВт, по таблице [1., табл. К9 с. 406] округлив, в большую сторону, до стандартного значения.
Двигатель с полученной мощностью может иметь разную частоту вращения.
2.5 Определяем возможные варианты общего передаточного числа [1., с. 43, п.2]
1 вариант: 
; 2 вариант: 
;
3 вариант: 
; 4 вариант: 
,
где 3000, 1500, 100 и 750об/мин синхронная частота вращения двигателей.
Определяем предельные значения общего передаточного числа привода, передаточные числа закрытой и открытой передачи выбираем по таблице[1., табл 2,3, с.45]
Из четырех вариантов выбираем приемлемые.
2.6 Назначить оптимальные передаточные числа
uз.п.- закрытой передачи
uо.п - открытой передачи.
об/мин
2.7 Определяем передаточное число открытой передачи по формуле [1., п.7, с.45]
2.8 Таким образом, выбираем двигатель 4АМ100L6У6, (Рном =2,2 кВт,
пном = 950 об/мин)
2.9 Определяем частоты вращений, угловые скорости, мощности и вращающие моменты всех валов привода по формулам указанным в таблице [1., табл. 2,4, с.46]
Частота вращения: nI, nII, и тIII , об/мин,
nI=nэл.дв=950 об/мин
nII = 
об/мин, (где и1, передаточное число передачи установленной после электродвигателя).
nIII = 
= nр.м = 86 об/мин
Угловые скорости для каждого вала ωI, ωII, ωIII, рад/с
рад/с, 
рад/с, 
рад/с
Мощности на валах привода Р1,Р2 и Р3 , кВт
РI =Рэл.двиг =2,2 кВт РII =Рэл.двиг∙ 
=0,97·2,2=2,1 кВт
РIII = РII∙ 
=2,1· 0,97=2 кВт
Вращающие моменты на валах Т1, Т2 и Т3 кНм
ТI= 
Нм, ТII= 
Нм, ТIII= 
Нм
2.10 Полученные значения заносим в таблицу 2
Таблица 2 – Силовые и кинематические параметры привода
| Тип двигателя… Рном=… кВт; пном=… об/мин | ||||||
| Вал | Частота вращения, п, об/мин | Угловая скорость, ω, рад/с | Мощность, Р, кВт | Момент, Т, кНм | Передаточные числа | |
| I Электродвигателя Быстроходный ременной передачи | 99,4 | 2,2 | иобщ | |||
| II Тихоходный ременной Быстроходный редуктора | 2,2 | ио.п. | 2,75 | |||
| III Тихоходный редуктора Рабочей машины | 2,1 | из.п. |
3 Выбор материала и термообработки закрытой передачи. Расчет допускаемых напряжений
3.1 Материал для изготовления зубчатых колес выбираем по таблице [1, табл. 3.1, с. 52]
Варианты термообработки выбираем по таблице [1, табл. 3.2, с. 53] Перевод единиц твердости из НRС в НВ проводим по графику [1, рис.3.1, с. 52]
Чем выше твердость поверхностей зубьев, тем выше допускаемые напряжения и тем меньше размеры редуктора.
Так как к размерам проектируемого редуктора не предъявляют высоких требований, применяем сталь 40Х с термообработкой:
для шестерни улучшение плюс закалка ТВЧ, средняя, твердость 
, переводим в единицы НВ по графику [1, рис. 3.1, с. 52] НВ1ср=457
для колеса 40Х улучшение, средняя твердость 
.
3.2 Определяют число циклов переменных напряжений:
для колеса 
, циклов
для шестерни 
, циклов
где ω2 – угловая скорость тихоходного вала редуктора, рад/с;
Lh – время работы передачи, ч.
Число циклов переменных напряжений NН0, соответствующее пределу контактной выносливости определяем интерполированием по таблице [1, табл. 3.3, с. 55]
для шестерни, при НВ=457, NН01= 69,9 млн. циклов
для колеса, при НВ=285,5 NН02= 22,45 млн. циклов
3.3 Определяем коэффициенты долговечности по контактным напряжениям КНL и по напряжениям изгиба КFL [1. с. 55]
так как N >NН0 , КНL1 =КНL1 =1.
так как N >4·106 КFL1= КFL2=1.
3.4 Определяем допускаемые напряжения [σ]H0 и [σ]F0,, Н/мм2 соответствующие числу циклов переменных напряжений NH0 и NF0 по таблице [1, табл. 3.1, с 52]
для шестерни при улучшении и закалки для твердости 
, в предположении, что модуль т<3
для колеса при улучшении для твердости 
3.5.Определяем допускаемые контактные напряжение [σ]H , Н/мм2 с учетом времени работы передачи по формулам [1, с.55]
для шестерни для колеса
Среднее контактное напряжение определяем по формуле [1, с.55]
[σ]Н = 0,45([σ]Н1 + [σ]Н2)
3.6 Определяем допускаемые напряжения изгиба [σ]F с учетом времени работы передачи по формуле [1, с.56]
для шестерни для колеса
3.7 Полученные значения напряжений, заносим в таблицу 3
Т а б л и ц а 3 – Механические характеристики материалов зубчатой
передачи
| Элемент передачи | Марка стали | Dпред | Термооб работка | НRC1ср | [σ]H | [σ]H среднее | [σ]F |
| S пред | НВ2ср | Н/мм2 | |||||
| Шестерня | 40Х | У + ТВЧ | 47,5 | 637,16 | 232,5 | ||
| Колесо | 40Х | У | 285,5 | 580,9 | 220,5 |