Контрольная работа: Привод цепного конвейера
Привод цепного конвейера
Федеральное агентство по образованию
Тульский Государственный Университет
Кафедра ПМ и ДМ
Привод цепного конвейера
пояснительная записка
к контрольной работе
по дисциплине «Прикладная механика»
ККР.ПМ.06.01.00.00.001 ПЗ
Студент группы Б660222с Култыгин А.Ю.
Руководитель ЮдкинЮ.П.
Тула, 2013
СОДЕРЖАНИЕ
1. Кинематический расчёт
. Расчёт цепной передачи
. Расчёт червячной передачи
.1 Выбор материалов и допускаемых напряжений
.2 Расчёт червячной передачи (на ЭВМ)
. Предварительный расчёт валов
Список использованных источников
1. Кинематический расчёт
Потребная мощность привода, т.е. мощность на выходе:
=4,15*0,6=2,49
кВт.
Частота
вращения приводного вала:
45
об/мин.
Примем
КПД отдельных механизмов составляющих привод цепного конвейера. По табл. 1.1,
[2] примем: КПД соединительной муфты 
=0,98;
КПД червячной передачи 
=0,9; КПД цепной передачи 
=0,93; КПД пары подшипников 
=0,99.
Общий
КПД привода:
=
=0,98*0,9*0,93*0,993=0,796.
Требуемая
мощность электродвигателя:
2,49/0,796=3,128
кВт.
Определим ориентировочное значение частоты вращения вала двигателя
`дв = nвых·uред ·uцп
где n`дв - ориентировочное значение частоты вращения вала двигателя;
uред - передаточное число редуктора, принимаем uред=10;
iцп - передаточное отношение цепной передачи, принимаем iцп=2.
n дв = 45·2·10=900 об/мин.
По
табл. П5, [3] выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом
4A112МА6УЗ с номинальной мощностью 
=3 кВт и
частотой вращения 
=955 об/мин; диаметр выходного конца вала двигателя 
=32 мм; отношение пускового момента к номинальному 
2.
Перегрузка электродвигателя 4,3%, что меньше допускаемых 12% при переменной нагрузке.
Общее передаточное число привода:
=
=
=21,22.
Примем
по табл. 1.2, [2] передаточное число червячного редуктора 
=10, тогда передаточное число цепной передачи:
=
=
=2,12.
Частота вращения и угловая скорость вала электродвигателя:
955
об/мин;
=
=100 рад/с.
Частота вращения и угловая скорость червячного вала редуктора:
955
об/мин;
100
рад/с.
Частота
вращения и угловая скорость ведомого вала редуктора:
=
=95,5 об/мин;
=
=10 рад/с.
Частота
вращения и угловая скорость приводного вала:
=
=45 об/мин;
=
=4,7 рад/с.
Мощность
на валу электродвигателя:
3,128
кВт.
Мощность
на червячном валу редуктора:
3,073*0,98*0,99=
3,035 кВт.
Мощность
на выходном валу редуктора:
3,035*0,9*0,99
= 2,704 кВт.
Мощность
на приводном валу:
2,704*0,93*0,99=2,49
кВт.
Вращающий
момент на валу электродвигателя:
= 
=31,3 Н*м.
Вращающий
момент на червячном валу редуктора:
=
=30,4 Н*м.
Вращающий
момент на выходном валу редуктора:
=
=270,4 Н*м.
Вращающий
момент на приводном валу конвейера:
=
=528,4 Н*м.
2. Расчёт цепной передачи
Цепная передача предназначена для передачи крутящего момента от одного механизма к другому при помощи цепи.
Цепная передача в наиболее общем виде состоит из ведущей и ведомой звёздочек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных цепью.
Недостатки цепных передач: удлинение цепи вследствие износа её шарниров и растяжения пластин, в результате чего она имеет неспокойный ход; наличие в элементах цепи переменных ускорений, вызывающих динамические нагрузки тем большие, чем выше скорость движения цепи и чем меньше зубьев на меньшей звёздочке; шум при работе; необходимость внимательного ухода при её эксплуатации.
На рис. 1 приведена схема рассчитываемой цепной передачи.
Рисунок
1 - Цепная передача
Принимаем для цепной передачи однорядную приводную роликовую нормальную цепь ПР по ГОСТ 13568-75.
Передаточное
число цепной передачи 
2,12.
Примем
число зубьев меньшей звёздочки 
24
(с.259, [1]).
Число
зубьев большей звёздочки
24*2,12=50,88,
принимаем
51.
Примем предварительно шаг цепи р=31,75 мм (с.259, [1]).
Площадь
проекции опорной поверхности шарнира А=262 
(ГОСТ
13568-75).
Определим
скорость цепи по формуле:
1,21 м/с.
Мощность, передаваемая ведущей звёздочкой определена ранее:
2,704
кВт.
Определим
окружную силу передачи:
2235 Н.
Межосевое
расстояние определим по формуле:
40*31,75=1270
мм.
Определим коэффициент эксплуатации передачи по формуле:
,
где
- коэффициент динамической нагрузки,
принимаем
1,3 (с.260, [1]);
-
коэффициент способа регулировки натяжения цепи, принимаем 
1 (с.260, [1]), регулировка осуществляется
передвижными опорами;
-
коэффициент межосевого расстояния передачи, принимаем при 
1 (с.260, [1]);
-
коэффициент наклона линии звёздочек к горизонту, принимаем для угла наклона 30°
1 (с.260, [1]);
-
коэффициент способа смазки цепи, принимаем для периодической смазки 
1,5 (с.260, [1]);
-
коэффициент режима работы, принимаем 
1,25 для
двухсменной работы (с.260, [1]).
Таким образом
1,3*1*1*1*1,5*1,25=2,438.
Допускаемая
окружная сила:
262*33=8646
Н,
где
33 МПа - допускаемое давление в шарнире (табл. 14.1,
[1]).
Проверим
цепь на износоустойчивость шарниров:
,
где
- число рядов цепи, в нашем случае 
.
;
<3546.
Условие выполняется, т.е. цепь достаточно износостойкая.
Определим
число звеньев цепи:
118.
Длина
цепи:
118*31,75=3747
мм.
Уточним
межосевое расстояние передачи:
1271 мм.
Для провисания цепи полученное значение а уменьшим на 0,0025а=0,0025*1271=3 мм, окончательно примем межосевое расстояние передачи а=1268 мм.
Силы действующие на цепь:
окружная
2235 Н
(определена выше);
центробежная
3,8*1,21
=5,6 Н,
где
3,8 кг/м - масса 1 м цепи (табл. 5.13, [2]);
от
провисания
9,81*1,5*3,8*1268*
=71 Н,
где
1,5 - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона
цепи (с.86, [2]).
Расчётная
нагрузка на валы:
2235+2*71=2377 Н.
Определим
коэффициент запаса прочности цепи по формуле:
,
где Q - разрушающая нагрузка цепи, Q=8850 кг (табл. 5.13, [2]);
-
допускаемый коэффициент запаса прочности цепи,
7,8
(табл. 5.16, [2]).
37,6
.
Следовательно, условие прочности выбранной цепи удовлетворяется.
Определим геометрические параметры профиля зубьев (рис.2) ведущей и ведомой звёздочек.
Делительный
диаметр меньшей звёздочки:
243,25
мм.
515,75
мм.
Наружные
диаметры меньшей и большей звёздочек:
262,12
мм,
где
19,05 мм - диаметр ролика (табл. 5.12, [2]);
545,25
мм.
Рисунок
2 - Профиль зубьев звёздочек
Радиус
впадин:
0,5025*19,05+0,05=9,62
мм.
Диаметры
окружностей впадин:
243,25-2*9,62=224,01
мм;
515,75-2*9,62=506,61
мм.
Радиус
сопряжения:
0,8*19,05+9,62=24,86
мм.
Половина
угла впадины:
52,5°;
53,82°.
Угол
сопряжения: