Реферат: Привод ленточного конвейера

/>/>/>/>/>/>Федеральноеагентство по образованиюГосударственное образовательное учреждениевысшего профессионального образования/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Пермский государственный технический университет/>/>/>/>/>/>/>Кафедра «Конструированиемашин и сопротивление материалов»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

ДМ.30.00 ПЗ

Тема: «Привод ленточногоконвейера»

Студент:

Руководитель проекта:

Проект защищен с оценкой

Члены комиссии:

Пермь 2008

СОДЕРЖАНИЕ

1. Кинематическийрасчет привода

1.1. Выборэлектродвигателя

1.2.Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням

1.3. Определение чиселоборотов валов

1.4. Определениевращающих моментов на валах

2. Проектировочныйрасчет ременной передачи

2.1. Расчетклиноременной передачи

2.2. Натяжное устройство

3. Проектированиередуктора

3.1. Материалы червякаи колеса

3.2. Допускаемыеконтактные напряжения

3.3. Допускаемыенапряжения изгиба

3.4. Расчет червячнойпередачи

3.5. Разработкаэскизного проекта

3.5.1. Проектировочныйрасчет валов.

3.5.2.Расстояние междудеталями передач

3.5.3. Выбор типаподшипников и схема их установки

3.5.4. Подбор крышекподшипников

3.6. Определениереакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.

3.7. Проверка подшипников на динамическуюгрузоподъемность

3.8. Выбор и проверка шпонок

3.9. Проверочный расчет валов наусталостную выносливость и статическую прочность при перегрузках

3.10. Проверочныйрасчет вала-червяка на жесткость

3.11. Тепловой расчетчервячной передачи

3.12. Смазывание,смазочные устройства

4. Выбор и проверкамуфты

Список использованныхисточников

Спецификация

1. Кинематическийрасчет привода.

1.1. Выборэлектродвигателя.

Определим потребляемуюмощность:

где V=0,18м/с /> кВт

/> кВт

Принимаем КПД элементовпривода:

/>=0,98 [1, с.7]

/> =0,99 [1, с.7]

/> =0,8 [1, с.7]

/> =0,95 [1, с.7]

Находим общий КПДпривода:

/>=0,692

Определяем требуемуюмощность двигателя:

/>=2,87кВт

Определяем частотувращения приводного вала:

Определяем требуемую частотувращения вала двигателя:

/>=3 [1, с.7]

/>=10

Выбор двигателя:

Выберем двигатель мощностью />кВти номинальной скоростью />. Тип двигателя90L2/2850 [1, табл. 24.9]

1.2. Определение общего передаточного числа приводаи разбивка его по ступеням.

Определяем общеепередаточное число:

Находим передаточноечисло червячного редуктора:

/>=/>=13,3

1.3. Определение чиселоборотов валов.

Частота вращениядвигателя:

/>/>/>

Частота вращениябыстроходного вала червячного редуктора

/>/>/>

Частота вращениятихоходного вала червячного редуктора

/>/>76,5/>

1.4. Определениевращающих моментов на валах

Вращающий момент наприводном валу

/>/>262,5 />

Вращающий момент натихоходном валу

/>=/>=270,6 />

Вращающий момент натихоходном валу

/>=/>25,43 />

2. Проектировочныйрасчет ременной передачи.

2.1. Расчетклиноременной передачи.

Выбор сечения ремня:

n=2850, P= 3 кВт - нормальное сечениеремня А [2, с.86, рис. 5.2]

Минимально допустимыйдиаметр ведущего шкива:

/>125 мм [2, табл. 5.4]

Расчетный диаметрведущего шкива:

/>160 мм [2,табл. К40]

Диаметр ведомогошкива:

/>=0,98 — коэффициент скольжения [2, с.86]

Фактическоепередаточное число

Проверяем отклонениефактического передаточного числа от принятого:

/>=/>

Определимориентировочное межосевое расстояние:

/> мм

h(H) — высота сечения ремня [2, табл.К31]

Определим расчетнуюдлину ремня :

/> мм

/>1800 мм [2, табл. К31]

Уточнение межосевогорасстояния :

/>/>)+/>= 394,5 мм

Угол обхвата ремнемведущего шкива:

/>/>

Скорость ремня:

/>/>=23,8

Частота пробеговремня:

/> /> [2,с. 88]

Допускаемая мощностьпередаваемая одним клиновым ремнем:

/>/>/>/>

/> [2, табл. 5.2]

/>=0.89 [2, табл. 5.2]

/> [2, табл. 5.2]

/> кВт

Количество клиновыхремней:

z= />

Сила предварительногонатяжения:

/>=/> Н

Окружная сила:

/>=/> Н

Силы натяжения ведущейи ведомой ветвей:

/> Н

/>120б5-63=57,5

Сила давления ремнейна вал:

/> Н

Проверка на прочность:

/>/>+/>+/>/>

/>10 /> [2,c. 91]

/> />

/>2,61+5+0,8=8,41 />

8,41 /> 10 />

3. Проектированиередуктора.

3.1. Материалы червякаи колеса

Материал червяка:марка стали 40Х /> /> [1, табл.10.2]

Так как выбор материаладля колеса обусловлен скоростью скольжения, определяем производительную ожидаемуюскорость скольжения.

/>=/> м/с

По найденной скоростискольжения принимаем материал

венца червячногоколеса ЛФЖМц66-6-3-2

/>,/> [1, с.33]

3.2. Допускаемыеконтактные напряжения

Определяем допускаемыеконтактные напряжения.

/>,

где /> — допускаемое напряжениепри числе циклов перемены напряжений, равном />

/> [1, с.34]

3.3. Допускаемыенапряжения изгиба

Определяем допускаемоенапряжение изгиба для материала.

где /> — коэф. долговечности />=/>

где /> — эквив.число цикловнагружения зубьев червяка. />

где /> — суммарное число цикловперемены напряжений. />

/>-коэф.эквивалентности,/>=1 [1, с.34]

/>=1/>=96500160

/>=/>0,06

исходное допускаемоенапряжение

/>/>, где />,/> [1, с.33]

/>0,25/>122,5 МПа

допускаемое напряжениеизгиба для материала

/>73,5МПа

Предельные допускаемыенапряжения

/>/>660 МПа

/>/>264МПа

3.4. Расчет червячнойпередачи

Определяем межосевоерасстояние передачи.

/>,

где />0, /> [1, с.35]

принимаем,/> [1, с.36]

Принимаем число витковв зависимости от передаточного числа червячного редуктора.

при,/>/> [1, с.35]

Определяем числозубьев колеса.

/> />53

Определяемпредварительное значение модуля передачи.

/> [1, с.36]

Из ряда стандартныхпринимаем

/>мм [1, с.36]

Определяемпредварительное значение коэффициента диаметра червяка.

Находим минимальнодопускаемое значение коэффициента диаметра червяка из условия жесткости.

/> [1, с.36]

Определяем коэффициентсмещения.

Определяем фактическоепередаточное число.

Определяем отклонениефактического передаточного числа от вычесленного.

Определяемгеометрические размеры червяка.

Делительный диаметр

Диаметр окружностивершин.

Диаметр окружностивпадин.

Длина нарезанной частичервяка.

Находим угол подъемалинии витка червяка.

Определяемгеометрические размеры колеса.

Делительный диаметр

Диаметр окружностивершин.

Диаметр окружностивпадин.

Наибольший диаметрколеса.

Ширина венца

при,/>,/> [1, с.37]

Проверочный расчетчервячной передачи на контактную прочность.

Определяем окружнуюскорость на начальном диаметре червяка.

/> [1, с.38]

Находим скоростьскольжения в зацеплении.

Определяем окружнуюскорость на колесе.

По значению окружнойскорости на колесе принимаем

коэффициент нагрузки k=1 [1, с.39]

/>-коэф.концентрации нагрузки [1, табл.2.16]

Определяем расчетноеконтактное напряжение.

где, /> [1, с.38]

Так как расчетноеконтактное напряжение /> попадает винтервал /> МПа, то условиеконтактной прочности в зацеплении выполнено.

Определяем коэффициентполезного действия червячной передачи.

/> [1, с.39]

где />

Находим силы,действующие в зацеплении

Окружная на колесе,равная осевой на червяке

Осевая на колесе,равная окружной силе на червяке.

где/>,/> [1, с.39]

Радиальная сила.

где,/> [1, с.39]

Проверяем зубьяколеса по напряжениям изгиба.

где k=1 [1, с.39]

/> [1, с.39]

так как />, то прочность на изгибеобеспечена.

Проверочный расчет напрочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки

проверка на контактнуюпрочность

/>=2 [1, с.40]

3.5. Разработкаэскизного проекта.

3.5.1.Проектировочный расчет валов.

Производимпредварительный проектировочный расчет валов:

Быстроходный вал:

где, />=10МПа [2, табл.7.1]

/>=23,3 мм принимаем />21 мм

под подшипник

где t=1,5мм [2, табл.7.1]

/>24 принимаем />25мм

без подшипника

где,/> [2, табл.7.1]

/> принимаем />32 мм

Тихоходный вал.

где />=17 МПа

/>=43,0 мм принимаем />45 мм

/>где t=4мм [2, табл.7.1]

/>53 принимаем />55мм

где /> [2, табл.7.1]

/> принимаем />65 мм

Подбираем муфту кдвигателю.

По моменту на валудвигателя подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую исходя из условий:

/>- коэф. режима работы [2, табл.7.1]

/>/>

Выбираем муфту соследующими параметрами: [2, табл.К21423]

Муфта упругаявтулочно-пальцевая ГОСТ 21425-93

Т=500 />

/>380/>

Размеры отверстий:

/>=45 мм

/>=82мм

3.5.2. Расстояниемежду деталями передач.

Определим зазор междувнутренними поверхностями стенок корпуса, и поверхностью колес

где L– расстояние между внешними поверхностями деталей передач

/> />

Определимрасстояние между дном корпуса и поверхностью червяка

3.5.3. Выбор типаподшипников и схема их установки

Выберем следующиеподшипники:

Быстроходный вал

1. левый подшипник — двойнойроликовый конический 1027305А

ГОСТ 37365-87 [1, табл.24.17]

2. правый подшипник — шариковыйрадиальный 305

ГОСТ 8338-75 [1, табл.24.10]

Тихоходный вал

подшипники роликовыеконические однорядные 7211

ГОСТ 27365-87 [2, табл.К29]

Схема установкиподшипников на рис.1

3.5.4. Подборкрышек подшипника

Определяющим приконструировании крышек является диаметр отверстия в корпусе под подшипник

Определим основныеразмеры и конструкции крышек:

Быстроходный вал

Правая крышка — сотверстием.

/>толщина стенки, /> мм [1,c.167]

/>диаметр под болт, /> мм

Левая крышка — глухая

/>толщина стенки, /> мм [1,c.167]

/>диаметр под болт, /> мм

Тихоходный вал

1. Правая крышка — глухая

/>толщина стенки, /> мм [1,c.167]

/>диаметр под болт, /> мм

3.6. Определениереакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Быстроходный вал.

Силы, действующие навал:

Расстояния до точекприложения сил:

d1 =41,82мм

Расчет в вертикальнойплоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

/> /> />

Проверка:

/> />

Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

/> />/>

/>/> />

Расчет в горизонтальнойплоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

/> />

Проверка:

/> />

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

/> />/> />/> />

Определяю крутящиймомент на валу.

Определяю суммарныереакции опор подшипников.

Определяю суммарныеизгибающие моменты.

/> />/>

Тихоходный вал.

Находим силы,действующие на вал:

Расстояния до точекприложения сил:

d2 =212 мм

Расчет в вертикальнойплоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

/> />

Проверка:

/> />

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

/>/>

Расчет в горизонтальной плоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

/> />

Проверка:

/> />

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

/> />/>

/>/>

Определяю крутящиймомент на валу.

Определяю суммарные реакцииопор подшипников.

Определяю изгибающиемоменты в опасном сечении

/>/>/>

3.7. Проверка подшипников на динамическуюгрузоподъемность

Расчет подшипниковбыстроходного вала

1. левый подшипник — двойнойроликовый конический 1027305А

ГОСТ 37365-87 [1, табл.24.17]

Факторы нагрузки е=0,83Y=0,72

Базоваягрузоподъёмность подшипника: />

2. правый подшипник — шариковыйрадиальный 305

ГОСТ 8338-75 [1, табл.24.10]

Базоваягрузоподъёмность подшипника: />

Общая грузоподъёмность двойногоподшипника: />

Осевая сила />

Радиальные нагрузкиподшипников:

/> />

Осевая составляющаярадиальной нагрузки подшипников:

/> />

Осевая нагрузкаподшипников:

/> [2, табл.9.1]

где /> [2, табл.9.1]

/> [2, табл.9.1]

/>=1,0 [2, табл.9.1]

Находим расчетныйресурс подшипника.

Так как />, то подшипник обеспечиваеттребуемый ресурс.

Расчет подшипниковтихоходного вала

подшипники роликовыеконические однорядные 7211

ГОСТ 27365-87 [2, табл.К29]

Факторы нагрузки е=0,41Y=1,46

Базоваягрузоподъёмность подшипника: />

Осевая сила />

Радиальные нагрузкиподшипников:

/> />

Осевая составляющаярадиальной нагрузки подшипников:

/> />

Осевая нагрузкаподшипников:

где /> [2, табл.9.1]

/> [2, табл.9.1]

/>=1,0 [2, табл.9.1]

Находим расчетныйресурс подшипника.

Так как />, то подшипник обеспечиваеттребуемый ресурс.

3.8. Выбор и проверка шпонок

Условие прочности />

/>окружнаясила

/>площадьсмятия />, где

/> рабочаядлина шпонки

/>полнаядлина шпонки

/>,/>, /> — стандартные размеры [1, табл.24.29]

Допускаемое напряжениесмятия для материала шпонки />=130МПа.

Быстроходный вал:

Тихоходный вал:

шпонка под колесом

3.9. Проверочный расчет валов наусталостную выносливость и статическую прочность при перегрузках

Быстроходный вал: опасноесечение под червяком, концентратор напряжения — резьба.

Материал червяка: марка стали 40Х [1, табл.10.2]

/> /> /> /> /> />

коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

/> , где

/>амплитуда напряжений цикла.

/>средние напряжения цикла />

/>коэффициенты чувствительности к асимметрии цикланапряжений.

/> [1, табл.10.7]

/> [1, табл.10.12]

/> шлифование [1, табл.10.8]

/> закалка ТВЧ [1, табл.10.9]

/>-коэф. долговечности

/> , где /> /> />

/> - напряжение в опасном сечении

/> />

/>=/>=16,1

коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

/> , где

/> средние напряжения цикла

/> амплитуда напряжений цикла.

/> [1, табл.10.2]

опасное сечение под червяком, концентратор напряжения-резьба.

/> [1, табл.10.7]

/> [1, табл.10.12]

/> шлифование [1, табл.10.8]

/> закалка ТВЧ [1, табл.10.9]

/> - напряжение в опасном сечении

/> />

/>=/>=158,9

Проверка на усталостнуювыносливость.

/>,

где />

условие усталостнойпрочности выполняется.

Расчет на статическуюпрочность при перегрузках.

общий коэф. запасапрочности:

/>, где

/>, />

Тихоходный вал: опасноесечение под подшипником, концентратор напряжения- посадка с натягом.

Материал вала: марка стали 40Х [1, табл.10.2]

/> />

коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

/> , где

/> [1, табл.10.13]

/> шлифование [1, табл.10.8]

/> без упрочнения [1, табл.10.9]

/>-коэф. долговечности

/> , где /> /> />

/> - напряжение в опасном сечении

/> />

/>=/>=3,1

коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

/> , где

/> /> [1, табл.10.2]

опасное сечение под подшипником, концентратор напряжения-посадка с натягом.

/> [1, табл.10.13]

/> шлифование [1, табл.10.8]

/> без упрочнения [1, табл.10.9]

/> - напряжение в опасном сечении

/> />

/>=/>=20,4

Проверка на усталостнуювыносливость.

/>,

где />

условие усталостнойпрочности выполняется.

Расчет на статическуюпрочность при перегрузках.

общий коэф. запасапрочности:

/>, где

/>, />

Условие статическойпрочности при перегрузках выполняется.

3.10. Проверочный расчет вала-червяка на жесткость.

Определим стрелупрогиба /> и углы поворота /> сечений и сравним их сдопускаемыми.

/> - допускаемая стрела прогиба, где />=4 — модуль зацепления

/> - допускаемый угол поворота

Вертикальнаяплоскость:

/> — модуль упругости />

/>момент инерции сечения

найдем прогиб в точке2

найдем прогиб в точке4

найдем угол поворота вточке 1

найдем угол поворота вточке 3

Горизонтальнаяплоскость:

найдем прогиб в точке2

найдем прогиб в точке4

найдем угол поворота вточке 1

найдем угол поворота вточке 3

найдем общий прогиб вточке 2:

/>/>

найдем общий прогиб вточке 4:

/>/>

найдем общий уголповорота в точке 1:

/>/>

найдем общий уголповорота в точке 3:

/>/>

условие жесткостивыполняется.

3.11. Тепловой расчетчервячной передачи.

Определяем мощность начервяке.

Находим температурунагрева масла при стационарном режиме.

где /> [1, с.40]

/> [1, с.40]

так как />, то перегрев редукторанаблюдаться не будет.

3.12. Смазывание,смазочные устройства.

Смазываниезубчатого (червячного) зацепления:

1. Так как скорость скольжения в зацеплении />, что

меньше 10/>, то способ смазывания- картерный (окунанием).

2. Выборсорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях /> и фактической окружной скорости колес />

при /> и /> выберем сорт масла:

И-Т-Д-460 [2, табл.10.29]

3.Определяем уровень масла:

/>, где /> делительныйдиаметр червяка />мм

/>мм

при этом минимальныйуровень масла />, где />модуль зацепления />

/>=8,8мм

Желательно,чтобы уровень масла проходил через центр нижнего тела качения подшипника(шарика или ролика).

4.Контроль уровня масла.

В данномредукторе контроль масла ведется с помощью жезловых

маслоуказателей.

5. Сливмасла

Для заменымасла предназначено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической иконической резьбой. [2, табл.10.30]

6. Отдушины.

При длительной работев связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса. Этоприводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого,внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушины вего верхних точках.

В данномредукторе установлена ручка-отдушина [2, с.261]

7. Подшипникичервячного редуктора будут смазываться за счет разбрызгивания и масленоготумана, возникающего при вращения червяка с колесом.

4. Выбор и проверкамуфты

Выбор муфты:

Подбираем муфту кдвигателю.

По моменту на валудвигателя подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую исходя из условий:

/>- коэф. режима работы [2, табл.7.1]

/>/>

Выбираем муфту соследующими параметрами: [2, табл.К21423]

Муфта упругаявтулочно-пальцевая ГОСТ 21425-93

Т=500 />

/>380/>