Курсовая работа (т): Конструктивная разработка привода к ленточному конвейеру

Конструктивная разработка привода к ленточному конвейеру

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит 42 с., 6 таблиц, 4 рисунка, 4 источника.

ПРИВОД, ДВИГАТЕЛЬ, ШКИВ, РЕДУКТОР, ШЕСТЕРНЯ, КОЛЕСО, ПОДШИПНИК, КОРПУС, ФЛАНЕЦ, БОЛТ, МАСЛО, РЕМЕНЬ.

В курсовом проекте произведена конструктивная разработка привода к ленточному конвейеру. Выполнены расчеты на прочность различных деталей редуктора: таких как зубчатое колесо, валы, подшипники. Проведены конструкторские расчеты шпоночных соединений. Рассчитана клиноременная передача.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Расчет и конструирование

.1      Выбор электродвигателя и кинематический расчет

1.2    Расчёт клиноременной передачи

1.3    Расчёт зубчатых колёс

.4      Предварительный расчёт валов редуктора и выбор подшипников

.5      Конструктивные размеры шестерни и колеса

.6      Конструктивные размеры корпуса редуктора

.7      Первый этап компоновки

.8      Проверка долговечности подшипников

.9      Выбор муфты

.10    Расчёт шпонок на смятие

.11    Уточнённый расчет валов

. Посадки зубчатого колеса, шкивов и подшипников

. Выбор сорта масла

. Сборка редуктора

Заключение

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного курсового проекта является разработка привода к ленточному конвейеру, конструирование одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых колес или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим (рисунок 1).

1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - одноступенчатый цилиндрический редуктор; 5 - ленточный конвейер.

Рисунок 1 - Привод ленточного конвейера с цилиндрическим редуктором и клиноременной передачей.

Основные характеристики редуктора - КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов, количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней.

Цилиндрический редуктор общемашиностроительного назначения используется для передачи вращательного движения между валами расположенными параллельно друг к другу. Установленный в различных агрегатах и механизмах цилиндрический редуктор способен снизить частоту вращения, и в тоже время увеличить крутящий момент.

В данном курсовом проекте будет использована клиноременная передача.

Клиноременная передача - один из видов ременной передачи.

В клиноременной передаче гибкая связь осуществляется приводным ремнем трапециевидного сечения с углом профиля, равном 40° (в недеформированном состоянии). По сравнению с плоским ремнем клиновидный ремень передает большие тяговые усилия, но передача с таким ремнем имеет пониженный КПД.

Достоинства ременных передач:

• простота конструкции и малая стоимость;

• возможность передачи мощности на значительные расстояния (до 15 метров);

• плавность и бесшумность работы;

• смягчение вибрации и толчков вследствие упругой вытяжки ремня.

Недостатки ременных передач:

• большие габаритные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей;

• малая долговечность ремня в быстроходных передачах;

• большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня;.

• отсутствие в необходимости смазки;

• малая стоимость.

1. 
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ

1.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Для выбора электродвигателя необходимо знать примерную мощность, требуемую на входном валу привода. Коэффициент полезного действия механических передач определяется отношением мощности на выходном валу к мощности на входном валу:

где h - коэффициент полезного действия (КПД) привода;

- требуемая мощность на выходном валу редуктора;

Р - требуемая мощность двигателя.

Используя формулу (1) выразим требуемую мощность двигателя:

КПД привода определяется произведением КПД передач, входящих в кинематическую систему, а так же потерями на трение в опорах на трение каждого вала (3):

КПД зубчатой передачи .

КПД ременной передачи .

Коэффициент трения в опорах

Зная КПД, выразим из выражения (2) требуемую мощность:

В соответствие с ГОСТ 19523 - 81 подберём электродвигатель требуемой мощности. Выбираем электродвигатель АО2 - 51 - 6, с параметрами Р_дв= 5,5 кВт,частотой вращения n =970 об/мин и диаметром вала.

Угловая скорость двигателя :

Определяем передаточное отношение:

Намечаем для редуктора тогда для клиноременной передачи:

Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора (рисунок 2, вал В):

А - вал электродвигателя; В - ведущий вал редуктора; С - ведомый вал редуктора и вал барабана

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода.

Полученные результату поместим в таблицу.

Таблица 1 - Кинематические характеристики валов привода

1.2 Расчет клиноременной передачи

При выборе между плоскоременной и клиноременной передачей, предпочтение отдано клиноременной, так как применение клинового ремня позволяет увеличить тяговую способность передачи за счет повышения трения, при этом сцепление с поверхностью шкива увеличится примерно в три раза.

Исходные данные для расчета:

передаваемая мощность Р = 3,3 кВт,

частота вращения ведущего (меньшего) шкива n_дв= 970 об/мин,

передаточное отношение i_к.р.= 2,1,

скольжение ремня e = 0,01.

         В зависимости от частоты вращения меньшего шкива и передаваемой мощности Р= 3,3 кВт принимаем сечение клинового ремня О.

         Вращающий момент:

         Диаметр меньшего шкива определим по эмпирической формуле:

(17)

Полученный результат округлим до стандартного значения. Принимаем значение диаметра меньшего шкива .

         Диаметр большего шкива:

         Уточненное передаточное отношение

При этом угловая скорость вала:

Расхождение с заданным значением:

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов

d₁=112 мм

d₂=221 мм

         Межосевое расстояние в интервале:

где  - высота сечения ремня,

Принимаем предварительное значение

         Расчетная длина ремня:

Ближайшее значение длины ремня по стандарту

         Уточненное межосевое расстояние с учетом стандартной длины ремня:

Где L = 1180 мм,

9       Угол обхвата ремнем малого шкива:

10      Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передач, для привода к ленточному конвейеру при двухсменной работе С_р=1,0.

11     Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня, для ремня сечения О при длине L= 1180 мм коэффициент С_L= 0,98.

Коэффициент влияния длины обхвата(таблица 1):

Таблица 1 - Коэффициент

При = 160°коэффициент = 0,95.

         Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче (таблица 2):

Таблица 2 - Коэффициент

Предполагая, что число ремней от 2 до 3, принимаем С_z=0,9.

Число ремней в передаче:

где Р- мощность электродвигателя

Р_о = 3 кВт для ремня сечения В.

Принимаем число ремней z =7

.        Предварительное натяжение ветви ремня

где

q- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил (таблица 3).

Таблица 3 - Коэффициент q

Для сечения ремня О коэффициент q=0,06 Н×с²/м². Тогда:

.        Сила, действующая на вал:

.        Ширина шкивов В_ш:

1.3 Расчет зубчатых колес

Выбираем материалы для зубчатых колес. Для шестерни - сталь 45, термообработка - улучшение, твердость НB=230. Для колеса - сталь 45, термообработка - улучшение, твёрдость HB=200. Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из указанных материалов [] = 410 МПа.

Примем, коэффициент ширины венца.

Коэффициентучитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца. Несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем значение этого коэффициента, как в случае несимметричного расположения колес, так как со стороны клиноременной передачи действует сила давления на ведущий вал, вызывающая его деформацию и ухудшающая контакт зубьев: .

Мощность на ведомом валу редуктора Найдем вращающий момент на этом валу:

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев считаем по формуле (38):

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66