Реферат: Привод цепного конвейера
<span Times New Roman",«serif»">Министерствообразования Российской Федерации<span Times New Roman",«serif»">Южно-УральскийГосударственный Университет<span Times New Roman",«serif»">Кафедра“ Основы проектирования машин ”<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">Пояснительнаязаписка к курсовой работе<span Times New Roman",«serif»">покурсу: “ Детали машин”<span Times New Roman",«serif»">ЮУрГУ <span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">303236<span Times New Roman",«serif»">.341 ПЗ<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">Нормоконтролёр<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US">:Вайчулис Е.В.
_____________.
“_____“_____2005г.
<span Times New Roman",«serif»">Руководитель<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language: EN-US">:Теребов А.С.
___________.
“_____“_____2005г.
Автор работы:
студент Бабкин Н.В.
группы АТ-341.
Работа защищена
с оценкой.
___________.
“_____“_____2005г.
<span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»"><span Times New Roman",«serif»">Челябинск2005.<span Times New Roman",«serif»">Южно-УральскийГосударственный Университет<span Times New Roman",«serif»">Кафедра“ Основы проектирования машин ”<span Times New Roman",«serif»;text-transform:uppercase">Комплексноетехническое задание (ТЗ)На учебное проектирование по курсу
Детали машин
Тема проекта: Приводцепного конвейера
Кинематическая схемавключает:
1. Двигатель________________________________________________________
2. Открытую передачу ременная_______________________________________
3. Редуктор Ч1Ч2___________________________________________________
4. Муфту упруго-предохранительную__________________________________
5. Исполнительный механизмзвездочки приводные______________________
Исходные технические параметры
Обознач.
Ед. измер.
Величина
1. Исполнительный механизм
— вращающий момент
Т
Н∙м
4000
— окружное усилие
Ft
H
— осевое усилие
Fa
H
— окружная скорость
vt
м/с
0,5
— линейная скорость
v
м/с
— диаметр
D
мм
— число: зубьев, заходов
z
-
19
— шаг: резьбы, зубьев звездочки
t
мм
250
2. Режим работы:
III
— нереверсивный
— повторно кратковременный
число включений
zвкл
-
продолжительность одного
включения
tвкл
c
3. Срок службы объекта
t
ч
24000
4. Дополнительные данные
Основные этапы проектирования
Семестровые
Курсовые
задание 1
задание 2
работа
проект
Пояснительная записка, лист А4
60
Графическая часть, лист А1
-
-
4
Примечание: содержание, срокивыполнения и защита этапов проектирования определяются кафедрой по отдельномукалендарному плану.
Студент___Бабкин_________Преподаватель _________Теребов____________
Группа_____АТ-341________Дата выдачи задания____14.09.04____________
<span Times New Roman",«serif»;text-transform:uppercase"><span Times New Roman",«serif»;text-transform:uppercase">Введение.
Цель курсового проектирования– систематизировать, закрепить, расширить теоретические знания, а также развитьрасчетно-графические навыки студентов. Основные требования, предъявляемые ксоздаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность,минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность. Впроектируемых редукторах используются различные передачи. Передачиклассифицируются:
По принципу действия:
а) с использованием силтрения (фрикционные, ременные).
б) работающие в результатевозникновения давления между зубьями и кулачками.
<img src="/cache/referats/19727/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
Рисунок 1– Кинематическая схема привода. 1-двигатель;2-ременая передача; 3- редуктор; 4-муфта; 5-звездочки приводные.
1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТЫПРИВОДА.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.
1.1.<span Times New Roman"">
Определениечастоты вращения вала исполнительного механизмаЧастотаnk , мин-1 , вращения валаисполнительного механизма вычисляется по формуле:
<img src="/cache/referats/19727/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> (1)
где Vk– линейная скорость, м/с, Vk=0,5.
z – число зубьев звездочки, z=19.
t– шаг цепи, t=250.
<img src="/cache/referats/19727/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">мин-1.
1.2Определение мощности на валу исполнительного механизма.
МощностьРkна валу исполнительного механизма вычисляется последующей формуле:
<img src="/cache/referats/19727/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028"> . (2)
гдеTk–вращательный момент на валу исполнительного механизма, H*м
nk–частотавращения вала исполнительного механизма, мин-1
1.3. Определение расчетной мощности на валуэлектродвигателя.
Расчетная мощность Р1, кВт, на валудвигателя определяется по мощности на валу исполнительного механизма с учетомпотерь в приводе:
<img src="/cache/referats/19727/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> . (3)
где <img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">
Общий КПД привода вычисляется как произведение КПДотдельных передач, учитывающих потери во всех элементах кинематической цепипривода:
<img src="/cache/referats/19727/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> (4)
<img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1032">рем -КПД учитывающий потери в ременной передаче <img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1033">рем=0,96.
<img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1034">черв -КПД учитывающий потери в червячной передаче <img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1035">черв=0,85.
<img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1036">подш -КПД учитывающий потери на подшипниках<img src="/cache/referats/19727/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1037">цил=0,99.
<img src="/cache/referats/19727/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1038">
<img src="/cache/referats/19727/image019.gif" v:shapes="_x0000_i1039">
Рисунок 2– Электродвигатель.
1.4.Определение частоты вращения вала электродвигателя.
Частотаn1 вращения вала двигателя определяется по формуле:
n1= nki, мин -1 . (5)
где i-передаточное отношение привода.
Передаточноеотношение привода равно произведению передаточных отношений всех передач
i= iрем iчервiчерв. (6)
где iрем — передаточное отношение ременной передачи, выбранное из
таблицы 2.
iчерв — передаточное отношение червячнойпередачи, выбранное из
таблицы 2.
iрем=2...3
iчерв=8.. .63
i=2,5∙8∙10=200.
n1=6,32∙200=124,4 мин-1.
1.5. Выбор электродвигателя.
Типоразмер двигателя выбираем по расчетной мощности Р1и по намеченной частоте n1 вращения вала. По экономическим соображенияммощность Рдв двигателя должна быть близка к расчетной мощности Р1при выполнении условия
Р1≤1,05 Рдв . (7)
Выбираемэлектродвигатель из справочника <img src="/cache/referats/19727/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1040">
Асинхронный, серия 4А,закрытый,
Тип двигателя 4A100L4
Мощность двигателя Рдв=4кВт
Отношение вращающего моментак номинальному<img src="/cache/referats/19727/image023.gif" v:shapes="_x0000_i1041">1=2.
Синхронная частота вращения nc=1500 мин -1.
Номинальнаячастота вращения:
n1= nc(1- S), мин -1 . (8)
где S-относительноескольжение вала, S=0,047.
n1=1500(1-0,047)=1430, мин -1.
1.6.Определениепередаточного отношения
<img src="/cache/referats/19727/image025.gif" v:shapes="_x0000_i1042"> . (9)
<img src="/cache/referats/19727/image027.gif" v:shapes="_x0000_i1043">.
Определяемпередаточное отношение редуктора по формуле:
<img src="/cache/referats/19727/image029.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> . (10)
принимаем iрем=2,5
<img src="/cache/referats/19727/image031.gif" v:shapes="_x0000_i1045">
1.7.Определениемощностей, вращающих моментов и частот вращения валов
Связьмежду мощностями и частотами вращения предыдущего и последующего валоввыражается зависимостями:
<img src="/cache/referats/19727/image033.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> (11)
где y-порядковый номер вала исполнительногомеханизма в
кинематической схеме.
Вращающиемоменты на валах вычисляются по формуле:
<img src="/cache/referats/19727/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1047">Н∙м . (12)
Результатывычислений заносим в таблицу 1.
Таблица 1.
Силовые и кинематические параметры привода.
Номер вала
Мощность Р, кВт
Частота вращения n, мин -1
Вращающий момент Т, Нм
1
3,97
1430
26,5
2
3,77
525,3
68,5
3
3,18
60
506
4
2,65
6,32
4000
После распечатки на ЭВМ:
i3=8,75, iпод=83,12.
<img src="/cache/referats/19727/image037.gif" v:shapes="_x0000_i1048">
<img src="/cache/referats/19727/image039.gif" v:shapes="_x0000_i1049"> мин-1 ; <img src="/cache/referats/19727/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1050"> H∙м.
<img src="/cache/referats/19727/image043.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> мин-1 ; <img src="/cache/referats/19727/image045.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> H∙м.
2. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ.
2.1.Материалы червяка и червячного колеса.
Выбираемдля червяка сталь 40Х (ГОСТ4543-71).
Термообработка- поверхностная закалка HRS45...60 длячервячного колеса – безоловянная литейная бронза по ГОСТ 493-79, БрА9ЖЗЛ,способ отливки в землю.
σв=400МПа; σт=200МПа
2.2. Допускаемые контактные напряжения при расчете навыносливость активных поверхностей зубьев.
σнр= σ°нр∙zн . (13)
zн = 1=> σнр=σ°нр= 250 МПа
коэффициентнагрузки kпринимаем 1,2;
k=1,2
2.3.Проверочный расчет червячной передачи на контактную выносливость активныхповерхностей зубьев.
Уточнение коэффициентанагрузки
k= kv∙kβ . (14)
где kv — коэффициентдинамической нагрузки, учитывающий
динамические нагрузки взацеплении.
kβ — коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий
неравномерность распределения в зоне контакта.
kβ <img src="/cache/referats/19727/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> β . (15)
где Ө — коэффициентдеформации червяка, определяющий в
зависимости от z1и q1, Т.33 [1]
в быстроходных и тихоходныхпередачах
z1=4; q=8 => Ө=47
<img src="/cache/referats/19727/image049.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> — коэффициент режима,т.33[1]
<img src="/cache/referats/19727/image049.gif" v:shapes="_x0000_i1055">=0,5(редкий, нормальныйрежим III)
Для быстроходной передачи:
<img src="/cache/referats/19727/image051.gif" v:shapes="_x0000_i1056">
Для тихоходной передачи:
<img src="/cache/referats/19727/image053.gif" v:shapes="_x0000_i1057">
kб=1,206 ; kт=1,26
Действительные контактныенапряжения
<img src="/cache/referats/19727/image055.gif" v:shapes="_x0000_i1058"> . (16)
где Т2-момент начервячном колесе
Длябыстроходной передачи
<img src="/cache/referats/19727/image057.gif" v:shapes="_x0000_i1059"> МПа.
Длятихоходной передачи
<img src="/cache/referats/19727/image059.gif" v:shapes="_x0000_i1060"> МПа.
<img src="/cache/referats/19727/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1061">МПа и <img src="/cache/referats/19727/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1062">МПа <2510 МПа условие выполняют.
2.4.Допускаемые напряжения при расчете зубьев червячного колеса на выносливость поизгибу.
<img src="/cache/referats/19727/image065.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> (17)
где <img src="/cache/referats/19727/image067.gif" v:shapes="_x0000_i1064"><img src="/cache/referats/19727/image067.gif" v:shapes="_x0000_i1065">МПа.
<img src="/cache/referats/19727/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1066">
приложения нагрузки на зубья. <img src="/cache/referats/19727/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1067">
<img src="/cache/referats/19727/image071.gif" v:shapes="_x0000_i1068">
<img src="/cache/referats/19727/image073.gif" v:shapes="_x0000_i1069"> . (18)
где <img src="/cache/referats/19727/image075.gif" v:shapes="_x0000_i1070">
червячного колеса.
<img src="/cache/referats/19727/image077.gif" v:shapes="_x0000_i1071"> . (19)
где <img src="/cache/referats/19727/image079.gif" v:shapes="_x0000_i1072">
червячного колеса за весь срок службыпередачи.
<img src="/cache/referats/19727/image081.gif" v:shapes="_x0000_i1073"> — коэффициент,характеризующий интенсивность полного
режима нагружения при расчетена выносливость зубьев по
изгибу.
<img src="/cache/referats/19727/image083.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> . (20)
где n– частота вращения вала, на котором устанавливаетсячервячное
колесо
<img src="/cache/referats/19727/image085.gif" v:shapes="_x0000_i1075">
Быстроходнаяпередача:
<img src="/cache/referats/19727/image087.gif" v:shapes="_x0000_i1076">
<img src="/cache/referats/19727/image089.gif" v:shapes="_x0000_i1077">
<img src="/cache/referats/19727/image091.gif" v:shapes="_x0000_i1078">
<img src="/cache/referats/19727/image093.gif" v:shapes="_x0000_i1079"> МПа.
Тихоходнаяпередача:
<img src="/cache/referats/19727/image095.gif" v:shapes="_x0000_i1080">
<img src="/cache/referats/19727/image097.gif" v:shapes="_x0000_i1081">
<img src="/cache/referats/19727/image099.gif" v:shapes="_x0000_i1082">
<img src="/cache/referats/19727/image101.gif" v:shapes="_x0000_i1083"> МПа.
<img src="/cache/referats/19727/image103.gif" v:shapes="_x0000_i1084">
Рисунок 3– геометрические параметры червячнойпередачи.
2.5.Проверочный расчет червячной передачи на выносливость зубьев по изгибу
Действительныенапряжения изгиба зубьев червячного колеса:
<img src="/cache/referats/19727/image105.gif" v:shapes="_x0000_i1085"> . (21)
где YF– коэффициент формы зуба червячного колеса, зависящийот
эквивалентного числа зубьев колеса
<img src="/cache/referats/19727/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1086"> . (22)
где γ – делительный угол подъёма линии витка.
<img src="/cache/referats/19727/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1087"> . (23)
<img src="/cache/referats/19727/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1088">.
Для быстроходной передачи:
<img src="/cache/referats/19727/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1089"> ; <img src="/cache/referats/19727/image115.gif" v:shapes="_x0000_i1090">
<img src="/cache/referats/19727/image117.gif" v:shapes="_x0000_i1091">МПа.
Для тихоходной передачи:
<img src="/cache/referats/19727/image119.gif" v:shapes="_x0000_i1092"> ; <img src="/cache/referats/19727/image121.gif" v:shapes="_x0000_i1093">
<img src="/cache/referats/19727/image123.gif" v:shapes="_x0000_i1094"> МПа.
2.6.Расчет червячной передачи на прочность при действительных кратковременныхнагрузок.
σнmax– расчетное напряжение,создаваемое наибольшей нагрузкой из числа подводимых к передачи.
<img src="/cache/referats/19727/image125.gif" v:shapes="_x0000_i1095"> . (24)
<img src="/cache/referats/19727/image127.gif" v:shapes="_x0000_i1096">
<img src="/cache/referats/19727/image129.gif" v:shapes="_x0000_i1097">
<img src="/cache/referats/19727/image131.gif" v:shapes="_x0000_i1098">– для безопасных бронз
<img src="/cache/referats/19727/image133.gif" v:shapes="_x0000_i1099"> ; <img src="/cache/referats/19727/image135.gif" v:shapes="_x0000_i1100">.
<img src="/cache/referats/19727/image137.gif" v:shapes="_x0000_i1101">
Рисунок 4– Силы в червячной передачи.
2.7.Проверка изгибной прочности при действии максимальной нагрузки.
<img src="/cache/referats/19727/image139.gif" v:shapes="_x0000_i1102"> . (25)
где σFmax– расчетные напряжения, создаваемые наибольшейнагрузкой из числа подвижных к передачи.
<img src="/cache/referats/19727/image141.gif" v:shapes="_x0000_i1103">.
<img src="/cache/referats/19727/image143.gif" v:shapes="_x0000_i1104">.
2.8.Силы в зацеплении червячной передачи.
Быстроходнаяпередача:
Окружнаясила на червяке Ft2, равная осевой силе на червяке Fa1
<img src="/cache/referats/19727/image145.gif" v:shapes="_x0000_i1105"> . (26)
где Т1,Т2 –вращающие моменты соответственно на червяке и червячном
колесе, Н∙м
<img src="/cache/referats/19727/image147.gif" v:shapes="_x0000_i1106">
Радиальнаясила:
<img src="/cache/referats/19727/image149.gif" v:shapes="_x0000_i1107"> . (27)
где α – угол профилячервяка в осевом сечении; для архимедова червяка
α=20°
Тихоходная передача:
<img src="/cache/referats/19727/image151.gif" v:shapes="_x0000_i1108">
<img src="/cache/referats/19727/image153.gif" v:shapes="_x0000_i1109">
<img src="/cache/referats/19727/image155.gif" v:shapes="_x0000_i1110">
3.предварительный расчет валов редуктора.
Расчетвыполняем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Диаметрвыходного конца при допускаемом напряжении [ik]=25МПа.
Ведущий (быстроходный вал):
<img src="/cache/referats/19727/image157.gif" v:shapes="_x0000_i1111"> . (28)
<img src="/cache/referats/19727/image159.gif" v:shapes="_x0000_i1112"> .
принимаемdb1=25 мм.
Диаметрподшипниковых шеек dn1=30 мм.
Параметрынарезной части: df1=35,28 мм; d1=50,4 мм; da1=63 мм.
Длиннанарезной части: b1=130 мм.
Расстояниемежду опорами червяка примем l1=240 мм; l2=40 мм.
<img src="/cache/referats/19727/image161.gif" v:shapes="_x0000_i1113"> . (29)
<img src="/cache/referats/19727/image163.gif" v:shapes="_x0000_i1114">мм.
<img src="/cache/referats/19727/image165.gif" v:shapes="_x0000_i1115"> мм.
<img src="/cache/referats/19727/image167.gif" v:shapes="_x0000_i1116">
Рисунок 5– Вал ведущий (быстроходный)
3.1.Проверка долговечности подшипников.
Ведущийвал (быстроходный).
My1=Rx1∙L1=146H.
My2=Rx2∙L1=282H.
Mx1=Ry1+Fa∙d/2=175H.
Mx2=Fx2∙L2=48,2H.
Ma=0,5d∙Fa=115,6 H.
<img src="/cache/referats/19727/image169.gif" v:shapes="_x0000_i1117">
Рисунок 6–Эпюра изгибающих и крутящих моментовдействующих на ведущий вал.
Ft1=2718 H; Fa1=4590 H; Fr1=1671 H; L1=120 мм; L2=40 мм; d=50,4 мм ;
Fbx=Fby=Fb∙sin 45°=1206∙0,707=853 H.
Реакцииопор:
вплоскости XZ:
<img src="/cache/referats/19727/image171.gif" v:shapes="_x0000_i1118">
<img src="/cache/referats/19727/image173.gif" v:shapes="_x0000_i1119">
Проверка:<img src="/cache/referats/19727/image175.gif" v:shapes="_x0000_i1120">
вплоскости YZ:
<img src="/cache/referats/19727/image177.gif" v:shapes="_x0000_i1121">
Проверка: <img src="/cache/referats/19727/image179.gif" v:shapes="_x0000_i1122">
Промежуточныйвал.
Диаметрподшипниковых шеек:
<img src="/cache/referats/19727/image181.gif" v:shapes="_x0000_i1123">
принимаемdn2=50 мм.
Диаметрвала в месте посадки червячного колеса dk1=55 мм.
Параметрынарезной части: df1=70 мм; d1=100 мм; da1=125 мм;
Длиннанарезной части: b1=210 мм.
Ведомыйвал (тихоходный).
Диаметрвыходного конца:
<img src="/cache/referats/19727/image183.gif" v:shapes="_x0000_i1124"> мм.
Диаметрподшипниковых шеек: dn3= 100 мм; dk2=105 мм.
Принимаемрадиально-упорные подшипники: шариковые средней серии, роликовые коническиелегкой серии.
<img src="/cache/referats/19727/image185.gif" v:shapes="_x0000_i1125">
Рисунок 6 – Подшипник шариковый радиально-упорный однорядный.
<img src="/cache/referats/19727/image187.gif" v:shapes="_x0000_i1126">
Рисунок 7– Подшипник роликовый конический однорядный повышенной грузоподъемности.
Таблица 2.
Выбор подшипников.
№ вала
Обознач. подш.
d
D
B
T
C
Co
L
мм.
kH
II
7206
30
62
16
17,25
31,5
22
0,36
III
7210
50
90
21
21,75
56
40
0,37
III
46310
50
110
27
27
71,8
44
IV
7220
10