Расчет и проектирование привода подвесного конвейера

 

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

 

Учреждение образования

«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра технической механики и материаловедения

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА ПОДВЕСНОГО КОНВЕЙЕРА

(Схема 38. Вариант 3)

 

 

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине «Прикладная механика»

 

Специальность 1-49 01 02 Технология хранения и переработки животного сырья

Специализация 1-49 01 01 02 Технология мяса и мясных продуктов

 

 

 

Руководитель проекта ассистент кафедры _____________ __________ 20

Выполнил студент _____________ __________ 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Целью курсового проектирования является приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений, усвоение последовательности разработки механизмов общего назначения, закрепление учебного материала по расчету типовых деталей машин.

Задачей проекта является разработка привода ленточного конвейера.

Привод состоит из электродвигателя, одноступенчатого редуктора. Вращательное движение от электродвигателя редуктору передается упругой втулочно-пальцевой муфтой, от редуктора к конвейеру – посредством открытой цепной передачи.

Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и ориентировочной частоте вращения. Зубчатые передачи проектируются по критерию контактной прочности активной поверхности зубьев, проверяются по контактным, изгибным напряжениям, а также при действии пиковых нагрузок. Ориентировочный расчет валов проводится на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Подшипники выбираем по характеру нагрузки на валы и по диаметрам валов, проверяем на долговечность по динамической грузоподъемности. Шпоночные соединения проверяем на смятие. Валы проверяются на сопротивление усталости по коэффициентам запаса прочности при совместном действии изгиба и кручения с учетом масштабных факторов и концентраторов напряжений.

Способ смазки и уровень масла обусловлены компоновкой механизма. Масло выбирается исходя из действующих контактных напряжений и окружной скорости в зацеплениях.

В результате работы должна быть получена компактная и эстетичная конструкция редуктора, отвечающая современным требованиям, предъявляемым к механизмам данного назначения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода
2. Расчет открытой передачи
3. Расчет закрытой зубчатой (червячной) передачи
4. Предварительный расчет валов редуктора и выбор подшипников
5. Конструктивные размеры шестерни и колеса (червяка и червячного колеса)
6. Конструктивные размеры корпуса редуктора
7. Первый этап компоновки редуктора
8. Проверка долговечности подшипников
9. Второй этап компоновки редуктора
10. Проверка прочности шпоночных соединений
11. Уточненный расчет валов
12. Выбор посадок для основных деталей редуктора
13. Тепловой расчет редуктора (для червячных передач)
14. Смазка редуктора
15. Выбор муфты (при наличии)
16. Сборка и регулировка редуктора

Список использованных информационных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выбор электродвигателя.

 

Для расчета параметров приводной станции к ленточному конвейеру используем следующие исходные данные:

1. Тяговая сила ленты .
2. Скорость подъема .
3. Диаметр барабана .
4. Редуктор предназначен для длительной эксплуатации.
5. Режим работы односменный.
6. Валы установлены на подшипниках качения.

Кинематическая схема привода показана на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема приводной станции.

1. Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя.

В качестве приводного используется трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока серии 4а.

Мощность привода [с. 41 (1)]:

где   F = 3,0 кН - тяговая сила ленты,

- скорость подъема

(кВт)

Для определения общего КПД привода используем формулу:

где ηз.п., ηо.п., ηм, ηп.к. – коэфициенты полезного действия закрытой передачи, открытой передачи, муфты и подшипников качения.

Значения КПД передач и подшипников выбираем из таблицы 2.2 и примечания к ней [с. 42, (1)].

Определяем требуемую мощность двигателя Рдв, кВт [с. 42, (1)]:

(кВт)

Значение номинальной мощности выбираем из таблицы 2.1 [с. 41, (1)] по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности Рдв:

Для расчета рассмотрим двигатели с различными синхронными частотами вращения: 3000, 1500, 1000, 750 об/мин. Значения номинальных частот вращения принимаем из таблицы К9 [с.406(1)] и сведем в таблицу.

 

Таблица 1.1. Синхронные и номинальные частоты вращения двигателей. 

 

Двигатель	Синхронная частота, об/мин	Номинальная частота, об/мин
4АМ90L2УЗ	3000	2840
4АМ100S4УЗ	1500	1435
4АМ112MA6УЗ	1000	955
4АМ112MB8УЗ	750	700

 

2. Передаточное число привода и его ступеней.

Передаточное число привода и определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя nном к частоте вращения приводного вала рабочей машины nрм при номинальной нагрузке и равно произведению передаточных чисел закрытой изп и открытой иоп передач:

Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины nрм,

об/мин [с. 43 (1)]. Для ленточных  конвейеров:

где v - скорость конвейера, м/с;

D – диаметр барабана, мм.

Определяем передаточное число привода для всех рассматриваемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности Рном:

За номинальную частоту вращения двигателя nном принимаем соответствующие значения из таблицы 1.1.

Выбираем промежутки передаточных чисел для передач привода (таблица 2.3, с. 45, [1]):

• закрытая зубчатая коническая u зп = 2...6,3;
• открытая зубчатая цилиндрическая uоп = 2...4 .

При этом передаточное число привода будет составлять:

Найденному диапазону для передаточного числа привода соответствуют 2 из 4 выбранных электродвигателей с частотами вращения 1000 и 750 об/мин.

Воспользуемся одним из способов разбивки передаточного числа u - принимаем и оставляем постоянным передаточное число редуктора (закрытой передачи) uз.п. = 4, изменяя передаточное число открытой передачи uо.п.:

Согласно таблице 2.3 (c. 45[1]) оптимальные значения . Исходя из этого, выбираем электродвигатель 4АМ112МА6У3 с синхронной частотой вращения n = 750 об/мин, номинальной частотой вращения nном = 700 об/мин и номинальной мощностью P = 3кВт.

3. Определение основных кинематических характеристик привода.

1. Определим мощности [табл. 2.4 с. 46 (1)]:

.

2. Определим частоты вращения [табл. 2.4 с.46 (1)]:

;

3. Определим угловые скорости [табл. 2.4 с.46 (1)]:

4. Определим вращающие моменты [табл. 2.4 с.46 (1)]:

Полученные данные занесем в таблицу.

 

Таблица 1.2. Силовые и кинематические характеристики привода.

 

Двигатель 4АМ112МА6У3: nном = 700 об/мин; Рном = 3 кВт
Параметр	Передача		Параметр	Вал
	за- кры тая	откры тая		двига теля	редуктора				привода рабочей машины
					быстро ходный		тихо ход- ный
Передаточное число u	4	3,5	Расчётная мощность двигателя P, кВт	2,74		2,658		2,552	2,3496
			Угловая ско- рость	73,27		73,27		18,32	5,234
КПД	0,97	0,93	Частота враще- ния n, об/мин	700		700		175	50
			Вращающий момент	37,259		36,148		138,85	447,437

 

 

 

2. Расчет открытой передачи.

 

Основным критерием работоспособности цепной передачи является износостойкость шарниров цепи. Необходимая долговечность обеспечивается за счет ограничения давления в шарнирах. При этом должно соблюдаться условие:

Проектный расчет передачи приводной роликовой цепью.

Определим ориентировочное значение шага цепи p, исходя из допускаемого давления в шарнирах по формуле (с. 92 [1]):

где - крутящий момент на ведущем валу передачи, Н·м. По расчету Т1 = 138,85 Н·м;

 – коэффициент эксплуатации, который определяется по формуле [с.92 (1)]:

где  – коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки. При спокойной нагрузке принимаем [табл. 5.7. c 93 (1)];

  - коэффициент, учитывающий способ смазки. При периодической смазке принимаем [табл. 5.7. c 93 (1)];

 – коэффициент, учитывающий  положение передачи. При наклоне  линии центров звездочек к  горизонту  принимаем [табл. 5.7. c 93 (1)];

 – коэффициент, учитывающий  способ регулировки межосевого  расстояния. Для передачи без регулировки принимаем [табл. 5.7. c 93 (1)];

 – коэффициент, учитывающий  режим работы. При односменном  режиме принимаем  [табл. 5.7. c. 93 (1)];

При подстановке численных значений получим:

v – число рядов цепи, для однорядных цепей типа ПР v=1.

 – число зубьев ведущей  звездочки, которое определяется  по формуле [с. 94(1)]:

где u – передаточное число цепной передачи, [табл.1 глава 1]

 При подстановке численных значений получим:

Поскольку значение должно быть нечетным, то принимаем ;

    – допускаемое напряжение а шарнирах цепи, . Ориентировочно принимаем [с. 94 (1)].

При подстановке численных значений получим:

Полученное значение шага цепи корректируем в соответствии со стандартными значениями. На основании этого принимаем шаг цепи . По табл. К32 [1] принимаем однорядную приводную роликовую цепь имеющую следующее обозначение:

ПР – 25,4 –6000 ГОСТ 13568-75.

Определим число зубьев ведомой звездочки по формуле [с. 94 (1)]:

Для обеспечения равномерного изнашивания зубьев [с. 94 (1)] принимаем .

Определим фактическое передаточное число и проверим его отклонение от заданного u [с. 94 (1)]: