Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

ФГОУ ВПО БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ


Кафедра общетехнических дисциплин


КУРСОВАЯ РАБОТА

по механике


ТЕМА


«Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей»

(Курсовое задание №1. Вариант №2)


Выполнил студент

инженерного факультета

36 группы

Дёмин Денис.

Научный руководитель:

Мамедов Ариф Алиевич


Белгород 2008

Содержание


Исходные данные

Введение

1. Классификация приводов машин

2. Условия эксплуатации, ресурс приводного устройства

3. Энергетический расчет привода

4. Выбор стандартного редуктора

5. Выбор муфты

6. Расчет цепной передачи

7. Расчет вала ведомой звездочки цепной передачи

8. Расчет шпоночного соединения

9. Технико-экономическая характеристика и стоимость проекта

Список используемой литературы

Приложение


Введение


Значительная часть потребностей человека связана с техникой. Этим объясняется необходимость грамотного обращения при оказании услуг с механизмами, приборами, аппаратами и сооружениями, являющимися составной частью систем сервиса.

Большинство этих устройств входит в состав машин, которые преобразуют энергию, материал и информацию с целью облегчения физического и умственного труда человека. Поэтому, изучение элементов этих машин, их взаимодействия в рамках курсовой работы по дисциплине «Механика» позволяет охватить существующий спектр вопросов, возникающих на практике при использовании современной техники.

Курсовая работа оформлена в виде расчетно-пояснительной записки общим объемом 31 страниц машинописного текста, выполненной на листах формата А4, в соответствии с ЕСКД и графической части (лист формата А4х4), которая является Приложением А к расчетно-пояснительной записке.

Курсовая работа выполнялась по индивидуальному заданию по рекомендациям, изложенным в учебно-методическом пособии [1], в соответствии с планом курсовой работы, который приведен в Приложении Б.


1. Классификация приводов машин


Классификация приводов машин производится по виду энергии, используемой для создания рабочего усилия или момента. В зависимости от типа, назначения и характера работы машины механизмы ее могут иметь в основном два вида привода: машинный и ручной. Машинный привод имеет следующие разновидности: электрический, от двигателя внутреннего сгорания, гидравлический, пневматический и, в настоящее время - реже, паровой. Кроме того, в ряде машин находит применение комбинированный привод, как, например, дизель электрический, электрогидравлический и электропневматический.

В современных машинах в основном применяется электрический привод, который имеет ряд преимуществ:

1) постоянная готовность к действию;

2) возможность установки самостоятельного электропривода к каждому механизму, что упрощает конструкцию и управление механизмами;

3) высокая экономичность;

4) легкость регулирования скорости в значительных пределах;

5) надежность работы предохранительных устройств;

6) возможность работы со значительными кратковременными перегрузками.

Определение рациональности применения различных типов приводов следует производить на основе анализа экономических и конструктивно-эксплуатационных показателей, из которых основными являются себестоимость транспортирования, энергетические показатели, надежность работы и независимость от действия условий окружающей среды, удобство управления, технологичность конструкции.


2. Условия эксплуатации, ресурс приводного устройства


Выбор элементов привода, материалов для их изготовления, значений различных коэффициентов при проведении расчетов и многое другое обуславливается условиями эксплуатации и предполагаемым сроком службы привода.

К условиям эксплуатации относятся различные производственные и климатические параметры, такие как: состав и концентрация пыли, влажность и температура воздуха в течение года, насыщение парами различных химических веществ, пожаро- и взрывобезопасность, характер действующих нагрузок (статических и динамических), вибрация, продолжительность безостановочной работы и сменность, частота включений, особенности монтажа и смазки элементов привода и многое другое.

Для стандартизованных элементов привода машин требования к устойчивости при внешних воздействиях установлены в соответствующей нормативно-технической документации (ГОСТах). При проведении расчетов условия эксплуатации учитываются путем использования рекомендованных значений различных коэффициентов, численные значения которых принимаются из справочной литературы.

Ресурс приводного устройства ограничивается ресурсом его наиболее слабого элемента. В связи с этим, при проведении расчетов необходимо определять срок службы проектируемой передачи или другого элемента привода.

Существенно повысить ресурс вновь разрабатываемого привода можно, используя принцип унификации и блочности, который заключается в применении стандартизованных (имеющих высокие технико-экономические показатели) узлов, соединенных между собой посредством легкоразъемных элементов.


3. Энергетический расчет привода


3.1 Определение мощности и частоты вращения электродвигателя


При заданной схеме привода ориентировочная мощность двигателя с учетом потерь в приводе равна:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей,


где Nдв.тр – требуемая мощность двигателя, кВт;

Nном – номинальная мощность на выходим валу проектируемого привода, кВт

ηобщ – общий коэффициент полезного действия (к.п.д.) привода


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где F – сила на ленте конвейера, Н;

V – скорость движения ленты, м/с.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Общий к.п.д. привода вычисляется как произведение частных к.п.д. отдельных элементов:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где ηз – к.п.д. пары зубчатых колес,

ηн – к.п.д. пары подшипников,

ηв – к.п.д. опоры вала барабана,

ηц – к.п.д. цепной передачи,

Так как при установке двигателя и редуктора на общей раме допуски на соосность валов незначительные, то для упругих быстроходных муфт следует принимать к.п.д. ближе к верхнему пределу.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Подставляем значения величин в формулу:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Для определения угловой скорости вала электродвигателя находят пределы угловой скорости вала двигателя по заданной угловой скорости выходного вала привода или ведущего вала рабочей машины и ориентировочным значением передаточных передач, входящих в рассчитываемый привод.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где ωдв.тр. – требуемая угловая скорость вала электродвигателя, рад/с

ωв – угловая скорость вала ведомой звездочки цепной передачи, рад/с

Uобщ.мин. и Uобщ.макс. – соответственно минимальное и максимальное общее передаточное число привода.

Общее придаточное число равно произведению передаточных чисел частных передач, входящих в привод и соединенных последовательно.

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где U1,U2…Ui – рекомендуемые передаточные числа отдельных передач, входящих в привод.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Вычисляем угловую скорость вала ведомой звездочки цепной передачи:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Находим требуемые угловые скорости вала электродвигателя для максимального и минимального значений.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


После вычисления пределы угловой скорости получились больше или меньше угловых скоростей магнитного поля статора существующих электродвигателей. В этом случае ориентируемся на двигатель, у которого угловая скорость наиболее близка к средним расчетным значениям ωдв.тр.

После определения требуемой мощности и угловой скорости двигателя выбираем электродвигатель, наиболее полно удовлетворяющий этим требованиям по мощности Nдв.тр=4,268кВт.

Наиболее подходящим оказался электродвигатель 4А100S4 с Nн=4,0кВт и ωном=157 рад/с (1420об/мин).

Определяем недогрузку или перегрузку двигателя, величину которой определяем по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где ∆ – процент недогрузки двигателя;

Nн – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

Nдв.тр. – требуемая мощность двигателя, кВт


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Подобный уровень перегрузки допускается.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Рис.4.1 Электродвигатель 4А100S4

Таблица 4.1

Тип Номинальная мощность, кВт Номинальная частота вращения, об/мин Диаметр вала, мм Масса, кг
4А100S4 4,0 1420 28 42

3.2 Определение передаточного числа привода


После выбора электродвигателя и установления его исполнения следует вычислить фактическое значение общего передаточного числа привода. При этом используют такую зависимость:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Uобщ. – фактическое значение общего передаточного числа привода;

ωном – угловая скорость вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке, рад/с;


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


nном – частота вращения вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке, об/мин.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Общее передаточное число необходимо распределить между отдельными передаточными входящими в состав привода. но так как общее передаточное число равно произведению частных передаточных чисел, то задаются значениями их кроме одного.

В практике расчета приводов конструкторы обычно производят в нескольких вариантах распределение передаточных чисел после анализа их стоимости, габаритных размеров и технологичности конструкции останавливаются на одном из них. При выполнении курсового проекта обычно делают одно вычисление, причем выбор передаточных чисел можно считать удовлетворительным, если общее передаточное число равномерно распределено между редуктором и цепной передачей.

Значения передаточных чисел уточняются при окончательном расчете передач, в частности, при определении числа зубьев шестерни и колеса зубчатых передач или при определении расчетных диаметров шкивов ременных передач, а так же числа зубьев звездочек цепных передач.

В последующих расчетах определяется момент на каждом валу привода с учетом потерь в передачах и других элементах трансмиссии, которые должны произойти до тех пор, пока обеспечится вращение рассматриваемого вала. При этом в расчет принимается требуемая мощность двигателя.


3.3 Определение силовых и кинематических параметров привода


Считаем, что двигатель привода обладает существенно жесткой механической характеристикой и поэтому частота вращения его вала постоянна и равна номинальной при любом изменении нагрузки.

Угловая скорость вала ротора электродвигателя при номинальной нагрузке равна,


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Угловая скорость каждого ведущего вала привода определяется по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Ui=U1,U2…Un – произведение передаточных чисел передач от двигателя до данного вала.

Угловая скорость выходного вала редуктора:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Угловая скорость ведомого колеса цепной передачи:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Мощность на ведущих валах передач привода определяется по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где ηiобщ – произведение к.п.д. отдельных элементов привода от выходного вала до данного ведущего вала.

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Крутящий момент на ведущем валу передачи определяют по такой зависимости:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Крутящий момент на валу электропривода.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Мi – крутящий момент на рассматриваемом валу, Нм

Ni – мощность на рассматриваемом валу, кВт

ωi – угловая скорость рассматриваемого вала, рад/с.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Результаты расчетов этого раздела являются исходными данными для дальнейших расчетов элементов привода.


4. Выбор стандартного редуктора


По каталогу выбираем цилиндрический одноступенчатый редуктор ЦУ-160-3,15-33У2 ГОСТ21425-75, параметры заносим в таблицу 5.1.


Таблица 4.1

Тип Передаточное число Номинальный момент, Нм Номинальная радиальная нагрузка, Н Диаметр вала, мм Масса, кг
ЦУ-160-3,15-33У2 3,15 1000 4000 55 75

На рисунке 4.1 приведен эскиз выбранного редуктора.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Рис. 4.1 Редуктор ЦУ-160-3,15-33-У2 ГОСТ21426-75


5. Выбор и расчет муфты


Так как привод устанавливается на прочном и жестком основании при минимальной несоосности валов, то в качестве муфт выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424-75.

Выбор производим по условию: Мрi<М,

где Мрi – расчетный крутящие моменты

М – паспортный крутящие моменты, причем Мрi,=К Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей Мi, здесь К=1,2...2,0=1,5,

Мi – передаваемый расчетный крутящий момент i-ой муфты.

М1=26,9Н Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей м;

Мр1= К Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей М1= 1,5 Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей 26,9=40,35 Н Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей м;

Заданному условию для обеих муфт удовлетворяет Муфта 500-55-3-УЗ ГОСТ21424-75. Параметры муфты взяты по каталогу [3, т.2, с.263] и приведены в таблице 6.1 и рисунке 6.1.


Таблица 5.1.

Паспортный крутящий момент, Нм Диаметр посадочного отверстия, мм Исполнение полумуфт Габаритный размер, мм Частота вращения, с-1



По диаметру По длине
500 28-55 3 170 225 60

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Рис. 5.1 Муфта 500-55-3-УЗ ГОСТ21424-75

6. Расчет цепной передачи


Цепные передачи применяют в тех случаях, когда расстояние между валами слишком малы для ременной передачи или велико для зубчатых передач. Преимущество цепной передачи состоит в том, что она обеспечивает постоянство передаточного отношения, имеет малые габариты и вызывает меньшую нагрузку на валы, так как не требует предварительного натяжения. Цепные передачи имеют высокий к.п.д., могут осуществлять передачу значительных мощностей.

Недостатка цепной передачи: повышенная виброактивность и шум вследствие пульсации скорости цепи и динамических нагрузок, интенсивный износ шарниров вследствие трения и трудностей смазки, вытягивание цепи из-за износа шарниров и удлинения пластин.

Исходными данными для расчета являются: мощность на валу ведущей звездочки Ni=3,73 кВт; угловая скорость вращения этого вала ω2=47,17 рад/с; передаточное число передачи Uц=12,4.

Дополнительными данными являются:

- угол наклона передачи к горизонту α=45°;

- нагрузка - неравномерная;

- число смен работы – 1;

- способ регулирования цепной передачи - нажимной звездочкой;

- способ смазки - периодический.


6.1 Выбор шага цепи


Плотность, долговечность и бесшумность работы цепной передачи в значительной степени зависит от величины шага цепи: чем меньше шаг, тем меньше динамические нагрузки и выше качество работы передачи. В связи с этим при проектировании цепной передачи следует стремиться к выбору меньшего шага цепи.

С другой стороны, нагрузочная способность цепи возрастает с увеличением шага. Величина шага цепи ограничивает максимально допустимым значением угловой скорости малой звездочки ω1мах с учетом рекомендуемых значений угловой скорости ω1рек для втулочно-роликовых цепей.

Угловая скорость малой звездочки ωз=47,17 рад/с. Это значение находится в промежутке между ω1рек= 42рад/с и ω1мах=63рад/с, что соответствует численному значению шага t=44,45мм.


6.2 Определение числа зубьев ведущей звездочки


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


6.3 Определение числа зубьев ведомой звездочки:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


6.4 Определение расчетного шага цепи


Предварительно выбираем шаг цепи 44,45 мм.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где N= 3,73 - мощность на валу ведущей звездочки, кВт;

S1=4,72 - коэффициент для цепи типа ПР по ГОСТ 13568-75;

Z1 =15 - число зубьев ведущей звездочки;

n1=450 - частота вращения ведущего вала, об/мин;

Кт - коэффициент рядности цепи (для предварительных расчетов принимаем Кт=1,0);

[р] =18,21МПа- табличное допустимое удельное давление в шарнире, определяемое интерполяцией табличных данных, в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки n1 и предполагаемого шага цепи равного t=44,45 мм.

Кэ – коэффициент эксплуатации, определяемый по формуле:


Кэ=КдРасчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачейКрегРасчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачейКнРасчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачейКсмРасчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачейКрежРасчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачейКа=1,1Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей1,1Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей1Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей1,4Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей1Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей0,8 =1,36,


здесь Кд =1,1 - коэффициент характера нагрузки;

Крег =1,1 - коэффициент способа регулирования провисания цепи с помощью нажимной звездочкой;

Кн =1 - коэффициент наклона передачи к горизонту при а=45 ° <70°;

Ксм =1,4 - коэффициент смазки при нерегулярной смазке;

Креж = 1 - коэффициент режима при односменной работе;

Ка =0,8 - коэффициент длины цепи (предположительно межосевое расстояние будет соответствовать благоприятному значению А= (30-50)t


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


6.5 Определение стандартного шага цепи


Принимаем значение стандартного шага цепи t=25,4 мм, что не соответствует ранее принятым предположениям.

По стандарту принимаем цепь ПР-25,4-6000, у которого шаг цепи t=25,4, Q=6000H, Son=1,79мм2.

Проверяем условие na<nmax

При t=25,4мм nmax=1420об/мин, следовательно условие выполняется.

Средняя скорость цепи V не должна превышать максимального допустимого значения Vmax, т.е. должно выполняться условие:


где Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


20,23<5,61, следовательно условие выполнилось.


6.6 Расчет межосевого расстояния


Межосевое расстояние определяется по формуле :


a = at·t,


где аt – межосевое расстояние в шагах (для благоприятных условий работы цепи: at=30…50)


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


В реальных с/х машинах межосевое расстояние может быть наперед задано, исходя из конструкционных соображений. Следует иметь в виду, что предельные значения МОР ограничены соотношениями:


amax = 80·t

amin = 0.6·(De1+De2)+(30…50), мм

где De1 и De2– диаметры окружностей выступов ведущей и ведомой звездочки, мм


6.7 Окружное усилие, передаваемое цепью.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


6.8 Среднее удельное давление на шарнирах цепи.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


что меньше допускаемого удельного давления [р] =18,21МПа, при частоте вращения ведущего вала nA=450,7об/мин.


6.9 Определение срока службы цепи.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где ∆t=3% - допускаемое увеличение шага цепи.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


здесь КСМ = 1,4 для нерегулируемой смазки.

Кэ – коэффициент эксплуатации

что больше ожидаемого срока службы Т=2000* КСМ=2000*1,4=2800 часов.


6.10 Проверка запаса прочности цепи.


Запас прочности цепи определяется по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Qразр = 6000 Н - разрушающая нагрузка;

Fs- натяжение в ведущей ветви цепи, которая определяется по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Ft= 5650Н - окружная сила

Fд = 1,4 - коэффициент характера нагрузки

Ff - сила натяжения цепи от провисания, Н;

FЦ - сила натяжения цепи от центробежных сил, Н, при скорости цепи V=0,23<12 м/с центробежная сила мала и ее не учитывают, FЦ=0.

Силы Ff определяем по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Кf = 4 - коэффициент, зависящий от угла наклона передачи к горизонту α=40;

q=l,9 кг/м- погонная масса цепи;

а= 40t = 1,016м - межосевое расстояние;

g= 9,81 м/с2- ускорение свободного падения;


Итак, Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Тогда запас прочности:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


что больше допускаемого [n] = 6,8 [1, Приложение 2, таблица 2.20].


6.11 Геометрический расчет передачи


Межосевое расстояние а = 1016мм (см. п.8.5).

Число зубьев ведомой звездочки Z2 = 120 (см. п.8.2).

Расчет числа звеньев цепи:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

где Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Полученное значение числа звеньев Lt принимаем ближайшим чётным для более равномерного износа: Lt=154. Длина цепи L = Lt*t= 154*25,4 =3911,6мм.

Уточнение межосевого расстояния


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Для обеспечения провисания цепи межосевое расстояние уменьшают на (0,002ч0,004) Аут [3, т.2, стр.41]:

Аут = 0,997*а = 0,997*1019=1016мм.

Диаметр окружности выступов звездочки определяется по формуле:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

ведущая Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

ведомая Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Кроме определенных ранее сил Ft, Fq и Fц, необходимо рассчитать усилие R, действующие на валы ведущей и ведомой звездочки, которые можно определить как:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Полученное значение необходимо сравнить с номинальной радиальной нагрузкой на быстроходном валу Fб.hom =1000 Н (см. таблицу 5.1). Должно выполняться условие: R < Fб.hom.

R=6780H < Fб.hom=1000 H - условие не выполняется.

Как отмечалось ранее (см. п.7.29), подобрать более мощный редуктор не представляется возможным.

Для решения возникшей проблемы необходимо разгрузить быстроходный вал редуктора со стороны цепной передачи, например, установив ведущую звездочку цепной передачи на отдельных опорах с подшипниками качения и соединив вал этой звездочки с быстроходным валом редуктора с помощью компенсирующей муфты. Потери мощности на дополнительных опорах и муфте будут компенсированы запасом мощности выбранного электродвигателя.


7. Расчет вала ведомой звездочки цепной передачи


В процессе эксплуатации валы передач испытывают деформации от действия внешних сил, масс самих валов и насаженных на них деталей. Однако в типовых передачах, разрабатываемых в курсовых проектах, массы валов и деталей, насаженных на них, сравнительно невелики,, поэтому их влиянием обычно пренебрегают, ограничиваясь анализом и учетом внешних сил, возникающих в процессе работы.

В цилиндрической прямозубой передаче силу в зацеплении одной пары зубьев раскладывают на две взаимно перпендикулярные составляющие (рис. 5,1):

окружную силу


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


и радиальную


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


здесь Ft и Fr – действующие силы, Н ;

Р - передаваемая мощность, Вт ;

v - окружная скорость, м/с;

α - угол зацепления.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Рис. 7.1 Цилиндрическая прямозубая передача


В цепной передаче нагрузка на валы звездочек, направлена по линии центров звездочек


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Fл - окружная сила на звездочке, Н, Fл=10кН;

к1 - коэффициент, учитывающий влияние провисания цепи;

q - масса одного метра цепи, кг/м;

а - межосевое расстояние, м.


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Валы предназначены для передачи крутящего момента вдоль своей оси и поддержания вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, звездочек, полумуфт и т.д.). Основными критериями работоспособности валов являются их прочность и жесткость.

Во время работы они испытывают деформации кручения, изгиба и растяжения (сжатия), т.е. материал вала находится в сложном напряженном состоянии. Силовыми факторами вызывающими указанные деформации, являются сосредоточенные силы и моменты: крутящий момент; силы, действующие в зубчатом зацеплении; or натяжения ремней и цепей, а так же радиальные силы, возникающие в муфтах вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов.

Проектирование вала начинают с определения диаметра выходного конца его из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учёта влияния изгиба


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где М - крутящий момент, Н мм;

[г]к - допускаемое напряжение на кручении: для валов из сталей 40,45,Ст6 принимают пониженное значение [гк] = 15-20 (Н/мм2).


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Полученный результат округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда: 64мм.

Для редукторов общего назначения рекомендуем изготовлять валы одинакового диаметра по всей длине. Однако для облегчения монтажа подшипников, зубчатых колёс и других деталей применяют и ступенчатую конструкцию вала. Для удобства соединения вала редуктора с валом электродвигателя стандартной муфтой соблюдают условие, чтобы диаметры соединяемых валов, отличающиеся не более, чем на 20%.

Наметив конструкцию вала, установив основные размеры его (диаметры и длины участков вала, расстояние между серединами опор и др.), выполняют уточненный расчет валов т.е. проверочный расчет для определения коэффициента запаса прочности S в опасных сечениях:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Sδ – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

δ-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

(для углеродистых конструкционных сталей δ-1=0,43*β МПа);

Кδ – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений. В углеродистом расчете Rδ ≈ 1,5, Кτ ≈ 1,2.

εδ – масштабный фактор для нормальных напряжений, εδ ≈ 0,7; ετ ≈ 0,6;

β – коэффициент учитывающий шероховатости поверхности, β ≈ 0,95;

δν– амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба δ4 в рассматриваемом сечении;

δm – среднее напряжение цикла нормальных напряжений; если осевая нагрузка на вал отсутствует, то принимают δm = 0; в противном случае:


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


ψδ = 0,2 – для углеродистых сталей


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

где Sτ – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

τ-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

(τ-1=0.58δ-1 МПа)

ψδ = 0,1 – для углеродистых сталей


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


где Wk - момент сопротивления кручения

Расчетное значение S не ниже допускаемого [S]=2.5


8. Расчет шпоночных соединений


Для удобства сборки и разборки узла вала, замены подшипников и других насаживаемых деталей вал выполняют ступенчатым. По конструкции шпонки бывают призматические и сегментные.

Длинна шпонки; при спокойной нагрузке [δ]см <100МПа; при колебаниях нагрузки следует снижать [δ]см на 20-г 25%; при ударной нагрузке снижать на 40-50%, для насаживаемых на вал чугунных деталей [δ]см снижать вдвое.

Если окажется δ СМ > [δ]см, то допускается установка других шпонок под углом 180°, однако рациональнее перейти на шлицевое соединение.

Шлицевые соединения надежнее шпоночных, в особенности при переменных нагрузках; в них допускается более точная центровка деталей на валу, облегчает перемещение подвижных деталей вдоль на валу.

Материал шпонок — сталь чисто тянутая с временным сопротивлением разрыва не менее 590 МПа.

Длину шпонки назначают из стандартного ряда так, что бы она была меньше длинны ступицы на 5-10мм. Выбираем шпонку 18*11*60


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей

Рис. 8.1 Шпонка призматическая 18*11*60


Напряжение снятия узких граней шпонки не должно превышать допустимого


Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей где Расчет привода ленточного конвейера с цилиндрическим одноступенчатым редуктором и цепной передачей


Т – вращающий момент Нмм;

d – диаметр вала в месте установки шпонки;

Асм- площадь смятия, Асм = (h-t1)* 1р;


9. Технико-экономическая характеристика и стоимость проекта


Технико-экономический анализ проекта в полном объеме не проводился, так как это зависит от многих факторов. Например, первичные цены стандартных устройств устанавливает предприятие-изготовитель, которые работает с корпоративным заказчиком по оптовым ценам. Дилеры предлагают большой ассортимент продукции разных производителей при большом разбросе розничных цен, существенно отличающихся от оптовых.

Кроме того, для данного проекта необходимо проектировать специальную раму, на которой будут монтироваться элементы привода, и фундамент для установки всего привода. Стоимость этих работ можно оценить после соответствующей технической проработки. Однако, эти вопросы не входили в объем курсового проектирования.

Экономическую оценку проекта проведем, учитывая стоимость только наиболее дорогих элементов привода: электродвигателя (8500 руб, см. п.4.2), редуктора (10400 руб) и муфт (1300 руб). Общая стоимость этих элементов составляет 21200 рублей.

Список литературы


1. О.Н. Левитский, Н.И. Левитская " Курс теории механизмов и машин", М,ВШ, 1985г.

2. А.А. Эрдеди, Ю.А. Медведев " Техническая механика", М, "ВШ", 1991.

3. Е.А. Сигаев, "Сопротивление материалов", ч-1, Кемерово Кузбассвузиздат, 2002г.

4. Г.Г. Баловнев, Ю.В. Чернов "Сборник задач по сопротивлению материалов", М, изд-во МСХА, 1993г.

5. В.В. Красников и др., "Подъёмно транспортные машины", изд-во "Колос", 1987г.

6. И.И. Устюгов, "Детали машин", М, "ВШ", 1981г.

7. С.А. Чернавский и др., "Курсовое проектирование деталей машин", М, "Машиностроение", 1988г.

8. В.И. Анурьев, "Справочник конструктора-машиностроителя", Том 1,2,3, М, "Машиностроение", 1980г.

9. А.А. Вайнсон, "Подъёмно-транспортные машины строительной промышленности". Атлас конструкций. М, "Машиностроение", 1985г.

10. Д.Н. Решетов. "Детали машин". Атлас конструкций. М,

"Машиностроение", 19 8 0г. 11. А.А. Мамедов, "Механика". Конспект лекций, "Бел ГСХА", 2008г.

Похожие работы:

  1. • Привод ленточного транспортера, состоящего из ...
  2. • Привод с одноступенчатым цилиндрическим косозубым ...
  3. • Кинематический расчет привода ленточного конвейера и ...
  4. • Проектирование привода общего назначения
  5. • Расчет и проектирование привода ленточного конвейера
  6. • Одноступенчатый цилиндрический редуктор с цепной передачей
  7. • Одноступенчатый горизонтальный цилиндрический ...
  8. • Расчет привода ленточного конвейера
  9. • Проектирование редуктора
  10. • Ленточный конвейер
  11. • Проектирование привода
  12. • Расчет одноступенчатого редуктора с прямозубой конической ...
  13. • Расчет мощности двигателя
  14. • Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора ...
  15. • Расчет и проектирование одноступенчатого ...
  16. • Привод ленточного транспортера, состоящего из ...
  17. • Расчет и проектирование привода ленточного конвейера
  18. • Проект привода ленточного конвейера
  19. • Привод ленточного конвеера
Рефетека ру refoteka@gmail.com