ПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО ТРАНСПОРТЕРА




 

 

Пояснительная записка

ДМ 03.04.00 ПЗ

 

 

Омск 2015

 

Содержание

 

Задание на проектирование.……………………………………………...........3

1. Введение.........................................................……………………….............4

2. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя ……............5

2.1 Определение расчетных параметров приводного вала..........................5

2.2 Выбор электродвигателя. ………………………………………….........5

3. Расчет цилиндрических зубчатых передач …………………………...........8

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки ……………………………………………………………………...........8

3.2 Определение допускаемых напряжений …………………....................8

3.3 Проектный расчет на контактную выносливость …………….............9

4 Расчет ременной передачи.............…………………………………….........15

4.1 Расчет плоскоременной передачи.. …………………………………...15

5 Эскизная компоновка …………………………………………………….....18

6 Расчет валов на прочность и жесткость ……………………………….......19

6.1 Предварительное определение диаметров валов................................19

6.2 Разработка эскизной компоновки вала в редукторе...........................19

6.3 Расчет вала на статическую прочность................................................20

6.4 Расчет на выносливость.........................................................................22

7 Выбор подшипников качения.......................................................................24

8 Выбор стандартной муфты............................................................................25

9 Выбор смазочного материала........................................................................25

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
Выполнил
 
Провер.
Гольчанский М.А.
 
 
Н. Контр.
 
Утверд.
 
Привод ленточного транспортера Пояснительная записка
Лит.
Листов
 
СибАДИ НТКб-13Т2
Литература ……………………………………………………………….........26

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта по деталям машин является изучение основ проектирования элементов машин общего назначения. Полученные при этом знания и опыт являются базой для его дальнейшей конструкторской работы, а так же для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

В процессе работы над курсовым проектом по исходным данным, называемыми техническим заданием, разобрались в кинематике проектируемого механизма, назначили электродвигатель 4А90 L 4УЗ, назначили сталь марки 45 с твердостью поверхностного слоя для шестерни НВ1=230,для колеса - НВ2= 200 термообработка: улучшение, произвели необходимые расчеты деталей по различным критериям их работоспособности, выбрали для ременной передачи ремень 20-3-БКНЛ-65-1,0-В ГОСТ 23831-79. Для нашего редуктора выбирали упорно-радиальные однорядные шарикоподшипники особо легкой серии. Также выбрали Муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП 1000-40-1 ГОСТ 21424-93. В качестве смазочного материала выбрали индустриальное масло И-70А.

Курсовое проектирование деталей машин способствует закреплению и углублению знаний, полученных студентами при изучении предыдущих общетехнических дисциплин.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
2 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.1 Определение расчетных параметров приводного вала

За расчетные параметры приводного вала следует принимать мощность и частоту вращения.

2.1.1 Определение мощности на приводном валу

, (1)

где - окружная сила, кН: ;

- окружная скорость, м/с:

2.1.2 Определяем частоту вращения приводного вала

, (2)

где - диаметр барабана, мм:

 

2.2 Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя к приводу должны быть известны следующие данные: условия эксплуатации приводного устройства, требуемая мощность и частота вращения электродвигателя и др.

2.2.1 Определяем КПД привода

, (3)

где - КПД ременной передачи, ;

- КПД муфты, ;

- КПД одной пары подшипников качения, ;

- КПД цилиндрической передачи, .

2.2.2 Определяем требуемую мощность электродвигателя

(4)

 

 

2.2.3 Выбор электродвигателя

Теперь по требуемой мощности электродвигателя можно подобрать нужный электродвигатель по условию

, (5)

где Рэ -номинальная мощность электродвигателя, кВт

По формуле (5) в работе /1/ подходят двигатели с соответственно:

Вариант 1: Электродвигатель 4А90 L 4УЗ (

Вариант 2: Электродвигатель 4АI00 L 6УЗ (

2.2.4 Определяем передаточное отношение привода

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ДМ 03.04.00 ПЗ  
(6)

Вариант 1:

Вариант 2:

Произведем разбивку передаточного числа привода по ступеням, согласно рекомендациям.

Предварительно зададимся передаточным числом ременной передачи . Тогда передаточное число редуктора для 2-х вариантов:

(7)

Вариант 1:

Вариант 2:

Определяем передаточное отношение быстроходной и тихоходной ступеней для 2-х вариантов

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
ДМ 03.04.00 ПЗ  
, (8)

(9)

 

Вариант 1: , тогда ;

Вариант 2: , тогда .

Окончательно принимаем разбивку по варианту 1, т.к. полученные значения передаточных чисел не выходят за пределы . Принимаем

 

2.2.5 Определяем основные параметры валов

№ вала Мощность Р, кВт Частота вращения n, об/мин Момент крутящий Т,
 
 
 
 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
3 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

В качестве материала для зубчатых колес (см. табл.1 в работе /2/) примем:

а) для шестерни - сталь 45 (улучшение) с твердостью НВ1=230, пределом прочности пределом текучести (для диаметра заготовки до 90 мм);

б) для колеса - сталь 45 (улучшение) с механическими характеристиками: НВ2= 200; (для диаметра заготовки 120...250мм)

3.2 Определение допускаемых напряжений

Допускаемое контактное напряжение определяется по формуле

По табл.3 в работе /2/ для углеродистой стали 45 с термообработкой улучшением предел контактной выносливости поверхности зубьев шестерни

зубьев колеса

, (10)

где - коэффициент долговечности, .

- у шестерни

- у колеса

Для рассматриваемой косозубой передачи условное допускаемое контактное напряжение

 

Допускаемое напряжение изгиба зубьев определяют по формуле

, (11)

где - предел выносливости зубьев при изгибе, МПа

- зубьев шестерни

- зубьев колеса

Тогда допускаемые напряжения изгиба будут равны

- зубьев шестерни

- зубьев колеса

Предварительный выбор угла наклона зубьев

Выбираем

Выбор коэффициента ширины зубчатых колес

Выбираем в таблице 4 работе /2/ (твердость меньше 350НВ, симметричное расположение зубчатого колеса относительно опор).

 

3.3 Проектный расчет на контактную выносливость

3.3.1 Предварительное значение начального диаметра шестерни, мм

, (12)

где - вспомогательный коэффициент для косозубых передач равен ; - крутящий момент на валу шестерни, ; - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, который определяют по графикам (рис.2) в работе /2/, ; u - передаточное число.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  

3.3.2 Нормальный модуль зубьев

(13)

Примем модуль по ГОСТ 9563-70

3.3.3 Межосевое расстояние передачи

(14)

, примем .

3.3.4 Суммарное число зубьев

(15)

, примем

3.3.5 Число зубьев шестерни и колеса

(16)

(17)

3.3.6 Фактическое значение передаточного числа

(18)

3.3.7 Действительный угол наклона зубьев, град

(19)

3.3.8 Размеры зубчатых колес

Начальные диаметры:

(20)

При этом должно выполняться условие, когда

. Данное условие выполнено.

Т.к. передача без смещения и суммарное смещение равно нулю, то начальные и делительные окружности совпадают, т.е. .

Диаметры вершин зубьев:

- шестерни (21)

- колеса

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
Диаметр впадин зубьев:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
- шестерни (22)

- колеса

Рабочая ширина зубчатого венца:

- колеса (23)

.

Примем

- шестерни

3.3.9 Окружная скорость зубчатых колес

(24)

3.3.10 Выбор степени точности зубчатых колес

Степень точности передачи выбирается в зависимости от окружной скорости по табл.6 в работе /2/. Для нашей косозубой передачи при подходит 8-ая степень точности.

3.3.11 Проверочные расчеты зубчатой передачи

Расчет на контактную выносливость

Формула проверочного расчета

, (25)

где - действительное контактное напряжение, МПа; - коэффициент, учитывающий форму сопряженных зубьев. При угле зацепления и зубчатых колес без смещения ; - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес ; - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий. Для косозубых передач , где - коэффициент торцевого перекрытия, определяемый по формуле

(26)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий

Окружная сила в зацеплении

(27)

 

Удельная расчетная окружная сила в зоне ее большей концентрации определяется по формуле

, (28)

где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, ; - рабочая ширина зубчатого венца, мм.

Удельная окружная динамическая сила, Н/мм, равная

, (29)

где - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи, определяется по табл.7 в работе /2/, ; - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса, определяется по табл.8 в работе /2/, .

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении определяется по формуле

(30)

Удельная расчетная окружная сила, Н/мм, определяется по формуле

(31)

 

Действительное контактное напряжение равно

что меньше допускаемого .

3.3.12 Расчет на выносливость по напряжениям изгиба

Предварительно оценивают относительную прочность зуба шестерни и зуба колеса, для чего определяют эквивалентные числа зубьев по формуле

(32)

- для шестерни ;

- для колеса .

Далее по графику (рис.3) в работе /2/ выбираем коэффициенты формы зуба ;

Находим соотношения и .

Делаем вывод, что слабым звеном по напряжениям изгиба является колесо, для которого и проведем проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба.

Условие прочности зуба, шестерни по напряжению изгиба

(33)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
Коэффициент, учитывающий наклон зуба

(34)

.

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, (по графику рис.4 в работе /2/).

Коэффициент, учитывающий вид зубчатой передачи, (табл.9 в работе /2/).

Удельная окружная динамическая сила

(35)

Удельная расчетная окружная сила в зоне ее наибольшей концентрации

(36)

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении

(37)

Удельная расчетная окружная сила

(38)

Действительное напряжение изгиба

(39)

что меньше допускаемого значения

3.3.13 Определение усилий в зацеплении

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
Окружная сила

(40)

Радиальная сила

(41)

Осевая сила

(42)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
4 РАСЧЕТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

4.1 Расчет плоскоременной передачи

4.1.1 Определение диаметра малого (ведущего) шкива

(43)

Окончательно принимаем

 

 

4.1.2 Определение диаметра большого (ведомого) шкива

(44)

Окончательно принимаем

4.1.3 Определение действительного передаточного числа

(45)

4.1.4 Определение частоты вращения ведомого вала

(46)

4.1.5 Определение окружной скорости ремня

(47)

4.1.6 Определение межосевого расстояния

(48)

4.1.7 Определение длины ремня

(49)

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
Примем

4.1.8 Определение угла обхвата меньшего шкива

(50)

4.1.9 Определение окружной силы передачи

(51)

4.1.10 Выбор материала и числа тканевых прокладок ремня

Учитывая небольшую нагруженность передачи, принимаем ремень с тканевым каркасом из комбинированных нитей БКНЛ-65 с прочностью прокладки 55 Н/мм ширины. Определяем предварительно суммарную толщину прокладок

(52)

Толщина одной прокладки из приложения 2 в работе /3/ Тогда число прокладок Согласно приложению 1 в работе/3/ примем

4.1.11 Определение ширины ремня

(53)

где Ft - окружное усилие передачи, Н; Fраб - максимально допускаемая рабочая нагрузка прокладки, Н; К1 - коэффициент, зависящий от угла обхвата прокладки, определяется из приложения 3 в работе/3/; К2 - коэффициент, учитывающий характер нагрузки и режимы работы, определяется из приложения 4 в работе/3/; К3 - коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон линии центров передачи к горизонту, определяется из приложения 5 в работе/4/.

Примем по стандартным значениям b = 25 мм.

Условное обозначение ремня:

25-3-БКНЛ-65-1,0-В ГОСТ 23831-79.

4.1.12 Определение силы, действующей на

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
, (54)

где - напряжения от предварительного натяжения ремня, принимаемое для плоскоременных передач: .

4.1.13 Определение ширины шкива

(55)

Полученное значение ширины шкива уточняем по рекомендуемому ряду (см.п.1.1.13 в работе /3/). Тогда принимаем ширину шкива

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ДМ 03.04.00 ПЗ  
6 РАСЧЕТ ВАЛА НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ

6.1 Предварительное определение диаметров валов

Определение ориентировочного диаметра валов необходимо для выполнения эскизной компоновки валов в редукторе.

(56)

где Т - крутящий момент, Н∙м; [τ]кр- пониженное значение допускаемого напряжения на кручение, МПа.

Для стальных валов при предварительном определении диаметра обычно принимают

6.2 Разработка эскизной компоновки вала в редукторе

Ориентировочная величина диаметра вала и размеры зубчатых колес, шкивов, звездочек, определенные предыдущими расчетами, являются исходными данными для разработки эскизной компоновки валов в редукторе.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: