Техническое задание на разработку механического привода
Ленточного транспортера
Для студенческого конструкторского бюро СКБ ЭО-3-3
Спроектировать механический привод ленточного транспортера. Максимальное тяговое усилие на транспортере 6660н. Скорость движения ленты 1,4м/c. Диаметр барабана ленточного транспортера 600мм. Нагрузка транспортера спокойная, работа на нем двухсменная. Механический привод должен включать электродвигатель, ременную передачу, редуктор и цепную передачу. Наклон линии соединяющей центр барабана и передачу к горизонту θ=30o.
Срок службы привода Т=21·103 ч. Нагрузка нереверсивная, постоянная. В период пуска кратковременная (пиковая) нагрузка в 1,8 раза больше номинальной.
Состав СКБ ЭО-03-3
1. Студент группы Ремизова С.Ю – ведущий конструктор (ПЗ-1 общие положения и расчеты по механическому приводу, общая кинематическая и конструктивная схема механического привода, определение заданий для каждого конструктора СКБ)
2. Студент группы Денисенко В.К. – конструктор цепной передачи (ПЗ-2)
3. Студент группы Орловская А. – конструктор зубчатой передачи (ПЗ-3)
4. Студент группы Тугарева А.В. – конструктор ременной передачи (ПЗ-4)
Содержание
Введение. 4
1. Обоснование выбора передач и кинематической схемы механического привода ленточного транспортера. 6
2. Обоснование выбора электродвигателя. 11
3. Кинематический и силовой расчет механического привода ленточного транспортера. 15
4. Подбор муфты для механического привода. Ошибка! Закладка не определена.
5. Техническое задание для разработки и результаты расчета цепной передачи 18
6. Техническое задание для разработки и результаты расчета зубчатых колес и валов редуктора. 19
7. Техническое задание для разработки и результаты расчета ременной передачи 20
8. Конструктивные размеры валов и корпуса редуктора. Ошибка! Закладка не определена.
Заключение. 21
Список использованной литературы.. 22
Приложение. Чертежи и схемы. Ошибка! Закладка не определена.
Введение
Механическая энергия, используемая для привода в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала электродвигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами:
1. Обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение.
2. Позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.
Назначение передач. Все современные электродвигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется при помощи различных передач.
Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы, передающие работу двигателя исполнительному органу машины. Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции:
понижать и повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты;
преобразовывать один вид движения в другой (вращательное и возвратно-поступательное, равномерное в прерывистое и т. д.);
регулировать угловые скорости рабочего органа машины; реверсировать движение (прямой и обратный ход); распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.
В современном машиностроении применяются механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи.
В зависимости от принципа действия все механические передачи делятся на две группы:
1) передачи трением — фрикционные и ременные;
2) передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные.
Все передачи трением имеют повышенный износ рабочих поверхностей, так как в них неизбежно проскальзывание одного звена относительно другого.
В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев бывают:
а) передачи непосредственного контакта — фрикционные, зубчатые, червячные;
б) передачи гибкой связью — ременные, цепные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.
В техническом задании на курсовую работу задано разработать механический привод, который состоит из двигателя и механических передач.
Обоснование выбора передач и кинематической схемы механического привода ленточного транспортера
Рассмотрим возможные типы механических передач, которые могут быть использованы в разрабатываемом механическом приводе в соответствии с техническим заданием на курсовую работу.
1. Фрикционная передача состоит из ведомого и ведущего катков. Крутящий момент от ведущего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков.
Основным недостатком фрикционной передачи является: большие нагрузки на валы и подшипники от прижимного усилия, что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности и к.п.д. Ввиду этого для нашей разрабатываемой механической передачи ленточного привода фрикционная передача непригодна.
2. Зубчатая передача
В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, а большее — колесом. Термин зубчатое колесо относится как к шестерне, так и к колесу. Зубчатые передачи — самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт, при окружных скоростях до 150 м/сек. Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.
Достоинства зубчатой передачи: в ысокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей; малые габариты; большая долговечность; высокий к.п.д.; сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники; постоянство передаточного числа; простота обслуживания.
Основным недостатком зубчатых передач являются высокие требования к точности изготовления и монтажа.
В зависимости, от конструктивного исполнения различают открытые и закрытые зубчатые передачи. В открытых передачах зубья колес работают всухую или периодически смазываются консистентной смазкой. Закрытые передачи работают в масляной ванне; при смазке окунанием зубчатые колеса (одно из колес пары) погружают в масло на глубину до 1/3 диаметра.
Возможные значения к.п.д. одной пары зубчатых колес представлен в табл. 1. /1/
Таблица 1.
Средние значения к.п.д. одной пары зубчатых колес
на подшипниках качения при передаче полной мощности
| Вид передачи | Закрытая передача | Открытая передача | |
| Степень точности изготовления | |||
| 6-я и 7-я | 8-я | 9-я | |
| к.п.д. | |||
| Цилиндрическая | 0,99-0,98 | 0,97 | 0,96 |
| Коническая | 0,98-0,97 | 0,96 | 0,94 |
Рекомендуемое передаточное число i цилиндрической зубчатой передачи для тихоходной ступени редуктора находится в пределах 2…5, а предельное 5,6…6,3 в зависимости от твердости зубьев /2/. Рекомендуемое передаточное число цилиндрической зубчатой передачи для быстроходной ступени редуктора находится в пределах 3…5, а предельное 6,3…8 в зависимости от твердости зубьев /2/.
Таким образом, для понижения угловой скорости вращения будем использовать в разрабатываемом механическом приводе закрытую цилиндрическую зубчатую передачу в одноступенчатом редукторе.
3. Цепная передача
Цепная передача относится к передачам зацеплением с гибкой связью. Она состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью. В отличие от ременной, цепная передача работает без проскальзывания.
Достоинства цепной передачи:
По сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).
По сравнению с ременными передачами цепные передачи:
а) более компактны;
б) могут передавать большие мощности (до 3000 квт);
в) силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало;
г) могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам.
Основные недостатки цепной передачи:
а). Значительный шум вследствие удара звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях.
б). Сравнительно быстрый износ шарниров цепи вследствие затруднительного подвода смазки.
в). Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.
г). Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа передачи.
Цепные передачи применяют в станках, транспортных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные ненадежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 квт при окружных скоростях до 15 м/сек.
К.п.д. цепной передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, на зубьях звездочек и на перемешивание масла при смазке окунанием. При нормальных условиях работы среднее значение к.п.д. цепной передачи составляет η =0,92 — 0,97.
Рекомендуемое передаточное число i цепной передачи находится в пределах 1,5…4, а предельное 10 /2/.
Цепную передачу будем использовать в нашем разрабатываемом механическом приводе в качестве заключительного звена при передаче вращательного движения от редуктора к исполнительному органу.
4. Ременная передача
Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.
В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают: плоскоременные, клиноременные и круглоременные. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки).
Достоинства ременной передачи:
а). Простота конструкции и малая стоимость.
б). Возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 м).
в). Плавность и бесшумность работы.
г). Смягчение вибрации и толчков вследствие упругой натяжки ремня.
Недостатки ременной передачи:
а). Большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей.
б). Малая долговечность ремня в быстроходных передачах.
в). Большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня.
г). Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня.
д). Необходимость в постоянном надзоре во время работы из-за возможного соскакивания и обрыва ремня.
е). Неприменимость во взрывоопасных местах вследствие электризации ремня.
Рекомендуемое передаточное число i ременной передачи находится в пределах 2…4, а предельное 8 /2/.
Ременные передачи применяют в большинстве случаев как замедлительные, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число не строго постоянным.
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50квт и в редких случаях достигает 1000 квт. Скорость ремня v=5 — 30 м/сек, а в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/сек. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.
Величина к. п. д. ременных передач зависит от потерь на скольжение ремня по шкивам, на внутреннее трение в ремне при изгибе, на сопротивление воздуха движению ремня и шкивов, на трение в подшипниках.
При нормальных условиях работы принимают:
для плоскоременной передачи η= 0,96;..
для клиноременной передачи η =0,95.
Ременную передачу будем использовать в нашем разрабатываемом механическом приводе как частично понижающую передачу от электродвигателя к редуктору.
5. Альтернативой ременной передачи является применение муфты для соединения двигателя с редуктором
Таким образом, в качестве основных элементов механической передачи ленточного транспортера будем использовать:
цепную передачу – для передачи движения от редуктора к исполнительному органу механического привода;
редуктор (зубчатая передача) – для понижения угловой скорости вращения;
ременную передачу или муфту – для передачи крутящего момента от двигателя к редуктору.
Два варианта кинематической схемы механического привода представлены в приложении к ПЗ-1 на чертеже 1.