- •Пояснительная записка
- •Содержание
- •Введение
- •Кинематический расчет привода
- •Расчет зубчатых передач
- •Выбор муфт
- •Эскизное проэктирование
- •Конструирование зубчатых колес
- •Расчет валов
- •Расчет подшипников качения
- •Расчет соединений
- •Выбор смазочных материалов и системы смазывания
- •Конструирование корпусных деталей и выбор стандартных изделий
- •Заключение
- •Список литературы
Введение
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.
Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности – основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших технических учебных заведений.
Выполнение курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы Конструирования» завершает общетехнический цикл подготовки студентов. Это самостоятельная творческая инженерная работа, при выполнении которой необходимо активно использовать знания из ряда пройденных дисциплин: «Теоретической механика», «Сопротивление материалов», «Начертательная геометрия. Инженерная графика», «Материаловедение» и других.
В данном курсовом проекте объектом конструирования является привод к ленточному конвейеру, в котором используется большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.
Конструирование – процесс творческий. Каждая конструкторская задача может иметь несколько решений. При этом необходимо по определенным критериям сопоставить типовые варианты и выбрать один из них – лучший для данных конкретных условий.
При выполнении данного курсового проекта мне предстоит последовательно воплотить кинематическую схему привода через многовариантность проектных решений в рабочие чертежи. На этапе проектирования я приобщаюсь к инженерному творчеству, осваиваю предшествующий мой опыт и опыт других конструкторов, учусь предвидеть новые идеи в создании типовых приводов: надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.
Кинематический расчет привода
Исходные данные
Исходные данные приведены на дополнительном листе
Предварительный расчет параметров ленточного конвейера
Определение вращающего момента на выходном валу привода
где - мощность на ведомом валу привода,- угловая скорость ведомого вала, тогда:
=,
=1222,1 Н·м
По формуле Соверена определим диапазон диаметров барабана:
,
=554 мм
Принимаем стандартное значение барабана равное 500 мм.
Определение окружной скорости на выходном валу:
где - угловая скорость ведомого вала,– диаметр барабана, тогда:
=,
=2.06 м/с
Определим частоту вращения выходного вала привода:
где – диаметр барабана,- окружная скорость на выходном валу, тогда:
=,
=78.8 об/мин
Определение окружного усилия на выходном валу:
где - мощность на ведомом валу привода,- окружная скорость на выходном валу, тогда:
=,
=4.85 к·Н
Выбор двигателя
Определим общее КПД привода:
где – КПД клиноременной передачи [1], – КПД зубчатой передачи [1],- КПД муфты [1],- КПД подшипника качения [1], тогда
= 0.96··0.98·0.99
=0.89
Определим общее передаточное число привода (предварительное):
где - передаточное отношение ременной передачи, по [1]=2…4, принимаемравное 2,
- передаточное отношение зубчатой передачи, по [1] =12.5…31.5, принимаемравное 22, тогда
=2·22
=44
Определим необходимую мощность двигателя:
где - мощность на ведомом валу привода,- общий КПД, тогда:
=
=11.1 кВт
Определим частоту вращения вала двигателя:
где - частота вращения ведомого вала,- общее передаточное отношение, тогда:
=78.4·44
=3467.2 об/мин
Так как =11.1 кВт, а=3467.2 об/мин, тогда принимаем двигатель «АИР 132М2» -=11 кВт,=2910 об/мин. Допускается перегрузка по мощности на 8%.
Рассчитаем перегрузку двигателя:
=,
∆=0.9%
Определим фактическое передаточное отношение привода :
где - фактическая частота вращения двигателя, где- частота вращения ведомого вала, тогда:
=,
=36.9
Определим истинное передаточное число редуктора (=2):
где - фактическое передаточное отношение, тогда
=,
=18.5
Определение передаточного отношения тихоходной и быстроходной ступени по [1]
Определение передаточного отношения тихоходной ступени:
где - передаточное число редуктора, тогда:
=0.88
=3.8
Определение передаточного отношения быстроходной ступени:
=;
=4.87
Рисунок 1. Схема привода
Определение мощностей и частот вращения, окружных усилий на всех валах привода
Определение мощностей на всех валах привода (=11 кВт):
=11·0.96;
=10.6 кВт
=10.6·0.98;
=10.3 кВт
=10.3·0.98;
=10.14 кВт
=10.14·0.98·0.99;
=8.9 кВт
Определение частот вращения на всех валах привода (
=;
=1459 об/мин
=,
=303.9 об/мин
=,
=78.8 об/мин
=78.8 об/мин
Определение угловых скоростей всех валов привода
=,
=152.7
=,
=31.8
=,
=8.25
=,
=8.25
Определение окружных усилий на всех валах привода
=,
=69 Н·м
=,
=323 Н·м
=,
=1229 Н·м
=,
=1078 Н·м
Проверочный расчет
где - окружное усилие на валу двигателя, тогда:
=32.8·36.9·0.89,
=1078 Н·м
Расчет ременной передачи
Определение диаметров ведущего и ведомого шкива
Определение диаметра ведущего шкива
=,
=136.6 мм 125 мм, принимаем по ГОСТ равное 140 мм.
Так как =36.4 Н·м, следовательно ремень сечения А(А) ([2] табл. 1.10)
Определение диаметра ведомого шкива
где - диаметр ведущего шкива,– передаточное отношение клиноременной передачи, тогда:
=136·(1-0.01)·2,
=269.3 мм, принимаем по ГОСТ равное 280 мм.
Уточняем передаточное отношение
=,
=2
Определение скорости ремня
где - частота вращения вала двигателя, тогда:
,
V = 21.3 м/с
Определение межосевого расстояния
Определение минимального межосевого расстояния
где h – [2], тогда:
=0.5(140+280),
=218 мм
Определение максимального межосевого расстояния
=2·(140+280),
=840 мм
Определение реального межосевого расстояния
=1.5·,
=333.3 мм
Так как , принимаем для последующих расчетов.
Определение расчетной длинны ремня
L = 2·333.3++,
L = 1340.7 мм
По табл. 1.11 стр. 15 [2] округляем до стандартной большей величины, принимаем L = 1400 мм
Определение окончательного межосевого расстояния
=,
= 363.5 мм
Определение углов обхвата ремня
= ,
= 157.8
Определение частоты пробега
= ,
= 15.2
Расчет числа ремней
Определим
,
= 520 Н
Определение допускаемого полезного напряжения
где - коэффициент угла обхвата (табл. 1.12 стр. 16 [2]),- коэффициент режима работы (табл. 1.8 стр. 10 [2]),- .
Определим :
где - ,- , определим:
где - , тогда:
= 140·1.13
= 158.2 мм, тогда:
= ,
=2.25 МПа, тогда:
= 2.25·0.97·1,
= 2.18 МПа
Определим количество ремней
= ,
= 2.94
Определим окончательное число ремней
где – коэффициент неравномерности нагрузки (табл. 1.16 стр. 18 [2]), тогда:
= ,
= 3.09
Принимаем количество ремней равное = 3.
Определение силы натяжения ремней
Рабочий коэффициент тяги
где - истинный коэффициент тяги ([2]), тогда:
= 0.67·1·0.97,
= 0.64
Рабочие отношения и
= ,
= 4.5
Натяжение от центробежных сил
где q – масса одного метра ремня (табл. 1.10 стр. 14 [2]), тогда:
= 0.1··3,
= 136.1 Н
Натяжение ветвей
= ,
= 804.6 Н
= ,
= 284.6 Н
Определение предварительного натяжения ветвей
где χ – коэффициент податливости ремня, χ = 0.1…0.25 ([2]), принимаем χ = 0.1, тогда:
= 0.5·(804.6+284.6) – 0.1·136.1,
= 524.2 Н
Усилие действующее на вал
= 2·524.2·,
= 1028.8 Н
Определение угла отклонения от линии соединяющей центра шкивов
где β = 180 - - угол между ветвями ремня, тогда:
= · tg ,
= 0.09 - примерно 5.6