Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовой «Детали машин и основы конструирования» Тема: «Привод от электродвигателя»

.pdf
Скачиваний:
121
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
969.95 Кб
Скачать

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет ХТиТ Кафедра ДМиПТУ Специальность 08 Специализация МиАХП

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» Тема: «Привод от электродвигателя»

Исполнитель

 

 

студент 3 курса группы 2

_______________

Шпаковская П.А

Руководитель

 

 

доцент, к.т.н.

________________

Царук Ф.Ф.

Курсовой проект защищен с оценкой _________

 

Руководитель __________

Царук Ф.Ф.

Минск 2014

Реферат

Пояснительная записка 57 с., 8 рис., 7 табл., 4 источника, 2 приложения

ЦЕПНАЯ ПЕРЕДАЧА, ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, ВАЛ, ДВИГАТЕЛЬ, СМАЗКА, КОЛЕСО, ШЕСТЕРНЯ.

Цель выполнения курсового проекта спроектировать привод от электродвигателя.

Пояснительная записка состоит из тринадцати разделов, а также включает расчет на ЭВМ. В каждом разделе рассчитываются или описываются определенные параметры передач.

В первом разделе кратко описывается работа привода.

Во втором разделе производится выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.

Втретьем разделе производится основной и проверочный расчет всех открытых передач: цепной передачи.

Вчетвертом разделе выполнены проектный и проверочный расчѐты закрытых цилиндрических косозубых передач.

Впятом разделе выполнен расчѐт нескольких вариантов открытых и закрытых передач на ЭВМ с целью определения оптимальных размеров передач.

Вшестом разделе выполнен расчѐт размеров элементов корпуса.

Вседьмом разделе выбрана конструкция и выполнен проектный расчѐт валов редуктора.

Ввосьмом разделе выполнен выбор подшипников и расчѐты необходимые для выполнения компоновки редуктора.

Вдевятом разделе выполнены проверочные расчѐты подшипников, шпонок и валов.

Вдесятом разделе выполнен выбор соединительной муфты и еѐ расчѐт.

Водиннадцатом разделе разработаны мероприятия по смазке передач и подшипниковых узлов редуктора.

Вдвенадцатом разделе проведен выбор и обоснование посадок и квалитетов точности для сопряжений привода.

Втринадцатом выбор и обоснование отклонения размеров, форм, взаимного расположения, параметров шероховатости поверхности.

Графическая часть включает:

– сборочный чертеж редуктора – 2 листа формата А1;

– рабочие чертежи деталей редуктора – 1 лист формата А1;

– общий вид привода – 2 листа формата А1.

Введение

В технологии строительных материалов широко используются многоступенчатые приводы, которые могут в себя включать ременную, червячную, цепную, зубчатую и другие передачи.

Ременные передачи обладают следующими достоинствами: простота конструкции; плавность и бесшумность работы; невысокие требования к точности расположения деталей передачи; предохранение от перегрузки за счет возможности проскальзывания ремня по шкиву.

Наряду с достоинствами ременные передачи обладают и некоторыми существенными недостатками: большие габариты; непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания ремня по шкиву; большая нагрузка на валы и опоры; низкая долговечность ремней.

Передаваемая мощность обычно не более 50 кВт, передаточное число до

6.

Во всех отраслях машиностроения и приборостроения наиболее широкое применение нашли зубчатые передачи благодаря ряду их достоинств: постоянству передаточного числа; отсутствию проскальзывания; большой несущей способности при сравнительно малых габаритах и массе; большой долговечности; работе в обширном диапазоне режимов нагружения; сравнительно малым нагрузкам на валы и опоры; высокому КПД; простоте обслуживания и ухода.

К недостаткам зубчатых передач можно отнести: высокие требования к точности изготовления колес и сборки передач; необходимость повышенной жесткости корпусов, валов, опор; шум, особенно при высоких частотах вращения и недостаточной точности; вибрации; имеет низкую демпфирующую способность.

1 Краткое описание работы привода

На рисунке 1.1 изображена кинематическая схема привода.

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема привода

Привод ленточного конвейера работает следующим образом: электродвигатель 1 передает крутящий момент, через соединительную муфту 2, на быстроходный вал цилиндрического редуктора 3 (частота вращения уменьшается, крутящий момент увеличивается) и затем через цепную передачу 4 на ленточный конвейер 5.

КП 22 03 00 01 ПЗ

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Разраб.

Шпаковская

 

Провер.

Царук

 

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

 

Утверд.

Царук

 

 

Лит.

Лист

Листов

Краткое описание работы

 

1

1

 

 

 

привода

БГТУ 4 31 08 11 10

2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Для выбора электродвигателя по каталогу надо определить требуемую для привода мощность.

Требуемую мощность электродвигателя Ртр находим с учетом потерь, возникающих в приводе [1] c. 19:

P

Pвых

,

 

тр.дв

 

o

 

(2.1)

 

 

 

где Рвых – мощность на ведомом валу привода (кВт);

 

о – коэффициент полезного действия привода по [1] c. 19:

 

o м зз2 ц.п.

п4.п. ,

(2.2)

 

 

 

 

 

где м – коэффициент полезного действия соединительной муфты, 0,98,

[1];

пп – коэффициент полезного действия пары подшипников, 0,99, [1];з.з. – коэффициент полезного действия косозубой цилиндрической, 0,97,

[1];

цеп – коэффициент полезного действия цепной передачи 0,93, [1].

Ориентировочное передаточное число[1] с. 20:

(2.3)

где – ориентировочное передаточное число цилиндрического редук-

тора, 19,5;

– ориентировочное передаточное число цепной передачи 2,25.

Ориентировочная угловая скорость электродвигателя [1] с. 20:

(2.4)

где – угловая скорость на ведомом валу (с-1),

Определяем ориентировочное значение частоты вращение вала электродвигателя [1] с. 20:

(2.5)

Из [1] таблица 2.3 выбираем электродвигатель с мощностью

КП 22 03 00 02 ПЗ

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Разраб.

Шпаковская

 

Провер.

Царук

 

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

 

Выбор электродвигателя и

Лит.

Лист

Листов

 

1

3

кинематический расчет

 

 

 

 

привода

БГТУ 4 31 08 11 10

Утверд. Царук

Рдв и действительной частотой вращения nдв. близкой к ..

Рдв = 11 кВт; nдв =

Марка двигателя 4А132М2 – асинхронный.

В дальнейшем расчет ведется по Рдв и nдв. Угловая скорость на валу двигателя [1] с. 21:

(2.6)

Определяем фактическое общее передаточное число привода [1] с. 21: (2.7)

о

Уточняем передаточное число редуктора:

о

ред

п

Находим передаточные числа ступеней привода:

 

 

(2.8)

Uззт = 0,88× U ред

где Uззт – передаточное число зубчатой передачи тихоходной ступени.

Uззт = 0,88× 19,66 = 4

U ззб = U ред U ззт

где Uззб – передаточное число зубчатой передачи быстроходной ступени.

19, 66

U 5

ззб

4

 

Определяем мощность на валах:

 

м

кВт

зз

пп

кВт

зз

 

кВт

цп

пппп

кВт

Определяем угловые скорости на валах:

 

Лист

КП 22 03 00 02 ПЗ

2

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Результаты расчетов занесены в таблицу 2.1. Проверка: вых

Определяем частоту вращения на валах [1] с. 21:

(2.9)

Определяем крутящий момент на валах [1] с. 25:

(2.10)

Таблица 2.1 – Сводная таблица результатов расчетов

№ вала

Мощность,

Угловая ско-

Частота вра-

Крутящий

кВт

рость, с-1

щения, мин-1

момент, Н∙м

 

 

 

 

 

1

7,72

303,5

2900,0

25,4

2

7,56

303,5

2900,0

24,92

3

7,19

60,7

580,0

118,5

4

6,91

15,2

145,0

454,9

5

6,36

6,9

65,5

927,0

 

Лист

КП 22 03 00 02 ПЗ

3

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3 Расчет открытых передач

3.1 Расчет цепной передачи

Основным критерием работоспособности цепной передачи является износостойкость шарниров цепи. Производим расчѐт передачи с роликовой цепью.

Принимаем число зубьев малой звѐздочки в зависимости от передаточного числа цепной передачи: Uцеп = 2,25 [1] с. 67:

(3.1)

.

Принимаем Z1 = 27.

Определяем число зубьев большой звѐздочки:

Принимаем Z2 = 61. Определяем шаг цепи [1] с. 66:

 

 

 

 

[ ]

 

,

 

(3.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Кэ–коэффициент, учитывающий условия эксплуатации [1] с. 67;

 

 

 

Kэ Кд Ка Крег Ксм Крех Кн,

(3.3)

Кд – коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, 1,25;

 

Ка – коэффициент, учитывающий длину цепи, 1;

 

Крег – коэффициент, учитывающий регулировку передачи, 1;

 

Ксм – коэффициент, учитывающий характер смазки, 1;

 

Крех – коэффициент, учитывающий режим работы передачи, 1.25;

 

Кн – коэффициент, учитывающий наклон передачи, 1.

 

 

 

Kэ 1 1.25 1 1 1 1.25 1.56

 

 

– крутящий момент на ведущем валу;

 

 

 

[

] – допускаемое давление в шарнирах цепи ([1] таблица 6.3):

 

 

 

[

]

 

МПа

 

 

 

 

– коэффициент, учитывающий количество рядов цепи, выбираем ко-

личество рядов цепи Zp = 4 и

[ ]

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

[

]

 

принимаем ближайшее стандартное значение

шага цепи

25,4 мм, типоразмер цепи 4ПР-25,4-228.

 

Выполняем расчет по удельному давлению

 

в шарнирах для обеспече-

ния износостойкости цепи [1] с. 69:

 

 

 

 

 

 

 

КП 22 03 00 03 ПЗ

 

 

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

 

 

Разраб.

шпаковская

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Царук

Расчет открытых передач

1

4

Реценз.

 

 

 

 

 

 

 

Н. Контр.

Утверд. Царук

БГТУ 4 31 08 11 10

 

 

Кэ

[ ]

(3.4)

где

– окружная сила, H [1] стр. 69:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.5)

 

 

 

 

 

 

– диаметр делительной окружности меньшей (ведущей) звездочки [1]

с. 69:

(3.6)

( )

( )

А – проекция опорной поверхности шарнира [1] с. 70:

(3.7)

где – размеры элементов цепи, мм2 [ ]

 

МПа

[

]

[

]

Рассчитаем число ударов цепи при набегании на зубья звездочек и сбегании с них с целью исключения повышенных динамических нагрузок [1] с. 70:

 

 

 

 

 

,

 

 

(3.8)

 

 

 

где

– число звеньев цепи [1] с. 70:

 

 

 

 

 

 

;

(3.9)

 

 

 

,– вспомогательные коэффициенты [1] с. 70:

и

 

(3.10)

 

и

 

5,41;

 

оптимальное межосевое расстояние [1] с. 70:

(3.11)

Уточняем межосевое расстояние [1] с. 70:

(

 

)

(3.12)

 

Лист

КП 22 03 00 03 ПЗ

2

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

(

 

 

 

 

 

)

 

Проверяем цепь на запас прочности [1] с. 71:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ ]

 

 

(3.13)

 

 

 

 

 

 

где разрушающая нагрузка [ ]

 

 

;

коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки

;

натяжение от силы тяжести цепи [1] с. 7:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.14)

масса 1 метра цепи,

[ ]

 

 

 

 

 

 

;

– коэффициент, учитывающий провисание цепи [1] с. 7:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.15)

–угол наклона центров звездочек к горизонту

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=2,904;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– натяжение цепи от центробежной силы [1] стр. 71:

(3.16)

где – средняя скорость цепи [1] с. 71:

(3.17)

[ ]

[ ] – допускаемое значение коэффициента безопасности ([1] таблица 6.5) 51,5 [ ]

Для нормальной работы передачи необходимо провисание холостой цепи примерно на 0,01a. Это достигается путем уменьшения расчетного межосевого расстояния на 0,75-1,0%. Поэтому рекомендуемое монтажное расстояние ам принимают равным [1] с. 72:

(3.18)

Определяем нагрузку на валы звездочек [1] с. 72:

(3.19)

где – коэффициент нагрузки, учитывающий характер нагрузки, действующей на вал, и расположение передачи ([1] таблица 6.6),

В

В таблице 3.1 показаны основные параметры звездочек роликовых и втулочных цепей.

 

Лист

КП 22 03 00 03 ПЗ

3

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата