САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автомобильно-дорожный

Кафедра транспортно-технологических машин

Пояснительная записка к курсовому проекту

по деталям машин

тема: «Проектирование привода конвейера»

Проект выполнил студент группы

ПТМ-3 Буданов Д.А. а

Курсовой проект

защищен с оценкой я

Руководитель Виноградова Т.В.

2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….…4

1.Техническое задание……………………………………………………………...5

2. Энергетический и кинематический расчёт привода………………………...6

2.1 Выбор электродвигателя………………………………………………….….6

2.2 Уточнение передаточных чисел привода…………………………………7

2.3 Определение частот вращения……………………………………………..7

2.4 Определение мощности………………………………………………...........8

2.5 Определение вращающих моментов………………………………………8

3. Расчёт клиноременной передачи……………………………………………….9

4. Силовой и прочностной расчёт зубчатых колёс редуктора……………….12

4.1 Выбор материала……………………………………………………………..12

4.2 Расчёт тихоходной ступени…………………………………………………12

4.3 Расчёт быстроходной ступени………………………………….………..…15

5.Предварительный расчёт валов…………………………………….…………..18

5.1 Расчёт диаметров быстроходного вала………………………………….18

5.2 Расчёт диаметров промежуточного вала………………………………...18

5.3 Расчёт диаметров быстроходного вала……………………………….....18

6. Расчёт валов…………………………………………………………………….....20

6.1 Расчёт быстроходного вала…………………………………………….….20

6.2 Расчёт промежуточного вала…………………………………………....…21

6.3 Расчёт тихоходного вала………………………………………………....…22

7. Проверочный расчёт валов на прочность………………………….............24

7.1 Сечение А-А………………………………………………………….............24

7.2 Сечение B-B………………………………………………………….……….25

8. Расчёт подшипников на долговечность……………………………………...26

8.1 Быстроходный вал…………………………………………………………..26

8.2 Промежуточный вал………………………………………………………...27

8.3 Тихоходный вал……………………………………………………………...28

9. Проверочный расчёт шпоночных соединений……………………………..29

9.1 Тихоходный вал……………………………………………………………..29

9.2 Промежуточный вал………………………………………………..………29

9.3 Быстроходный вал………………………………………………………….30

10. Проверочный расчёт стяжных винтов……………………………………...31

10.1 Быстроходный вал………………………………………………………….31

10.2 Промежуточный вал………………………………………………………..31

10.3 Тихоходный вал…………………………………………………………….31

11. Конструирование редуктора…………………………………………………..32

11.1 Уплотнение подшипниковых узлов……………………………………...32

11.2 Конструирование корпуса и крышки…………………………………….32

11.3 Выбор смазки………………………………………………………………..33

11.4 Выбор муфты………………………………………………………………..34

Приложение……………………………………………………………………….…..35

Список литературы…………………………………………………………………..38

Введение

Целью курсового проекта является проектирование привода конвейера.

Привод конвейера состоит из асинхронного двигателя, клиноременной передачи, двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора, а также приводного вала с барабаном и муфты. Редуктор состоит из разъемного чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи – валы, шестерни, зубчатые колёса, подшипники и пр.

Работа привода осуществляется следующим образом: вращающий момент с электродвигателя на входной вал редуктора передается с помощью клиноременной передачи. Далее с помощью муфты вращающий момент передается с выходного вала редуктора на приводной вал конвейера.

2. Энергетический и кинематический расчёт привода

2.1 Выбор электродвигателя

2.1.1 Определение общего КПД привода

η=η₁· η₂²· η₃³· η_4,

где η₁=0,97- коэффициент, учитывающий потери клиноременной передачи

η₂=0,98- КПД пары зубчатых колёс

η₃=0,99- коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения

η₄=0,99- коэффициент, учитывающий потери в муфте

η=η₁· η₂²· η₃³· η₄=0,97·0,98²·0,99³·0,99=0,89

2.1.2 Определение угловой скорости выходного вала:

ω_в=

2.1.3 Определение требуемой мощности электродвигателя:

N_тр= = 1,76 кВт

2.1.4 Выбор электродвигателя:

По таблице П5 выбираем электродвигатель 4А90L4X3

N=2,2 кВт, n=1500 об/мин, S=5,1%

2.1.5 Определение номинальной частоты вращения:

n_ном=n_с(1-S)= 1500(1-0,051)=1424 об/мин

2.2 Уточнение передаточных чисел привода

2.2.1 Общее передаточное число привода:

i=

2.2.2 Передаточное отношение редуктора:

i_ред=

2.2.3 Передаточное отношение тихоходной ступени:

i_т=0,88 =0,88·3,37=2,97

Принимаем по стандартному ряду i_т=2,8

2.2.4 Передаточное отношение быстроходной ступени:

I_б=

Принимаем по стандартному ряду i_б= 4

2.2.5 Вычисление погрешности:

Δ= <3%

2.3 Определение частот вращения

2.3.1 Частота вращения тихоходного вала:

n_тих = n_вых= 50 об/мин

2.3.2 Частота вращения промежуточного вала:

n_пр= n_тих·i_тих= 50·2,8= 140 об/мин

2.3.3 Частота вращения быстроходного вала:

n_б= n_пр·i_б= 140·4= 560 об/мин

2.4 Определение мощности

2.4.1 Мощность на выходном валу:

N_в.в.= T_в.в.·ω_в.в.=300·5,23=1570 Вт

2.4.2 Мощность на тихоходном валу:

N_тих=

2.4.3 Мощность на промежуточном валу:

N_пр=

2.4.3 Мощность на быстроходном валу:

N_б=

2.5 Определение вращающих моментов

2.5.1 Момент на тихоходном валу:

T_тих=

2.5.2 Момент на промежуточном валу:

T_пр=

2.5.3 Момент на быстроходном валу

Т_б=

3. Расчёт клиноременной передачи

3.1 Угловая скорость ведущего вала:

ω₁=

3.2 Номинальный вращающий момент ведущего вала:

M₁=

3.3 По ГОСТ 1284-68 принимаем ремень сечения «О» и диаметр ведущего шкива D₁=80 мм.

3.4 Передаточное отношение без учёта скольжения:

i=

3.5 Диаметр ведомого шкива:

D₂=iD₁(1-ε)=2,54·80·0,985=200,2 мм

Принимаем по ГОСТ 1284-68 ближайшее стандартное значение D₂=200 мм.

3.6 Передаточное отношение с учётом проскальзывания:

i=

3.7 Пересчитываем n₂:

n₂= об/мин

расхождение с заданным Δn₂= не превышает допустимых 3%.

3.8 Межосевое расстояние:

Его выбираем в интервале от a_min=0,55(D₁+D₂)+h до a_max=2(D₁+D₂).

В нашем случае

a_min=0,55(80+200)+6=160 мм

a_max=2(80+200)=560 мм

Принимаем среднее значение a=360 мм.

3.9 Расчётная длина ремня:

L_p=2a+ (D₁+D₂)+

Принимаем по ГОСТ 1284-68 L=1120 мм

3.10 Средний диаметр:

D_ср=0,5(D₂+D₁)=0,5(200+80)=190 мм

3.11 Новое значение а с учётом стандартной длины L:

a=0,25[L-πD_ср+ мм

3.12 Угол обхвата меньшего шкива:

α₁=180°-60

3.13 Скорость меньшего шкива:

v= 0,5ω₁D₁=0,5·149·80·10^-3=5,96 м/с.

3.14 Величина окружного усилия:

p₀=107+ .

3.15 Допускаемое окружное усилие на один ремень:

[p]=p₀C_αC_LC_p,

Где С_α=1-0,003(180-α₁)=1-0,003(180-161)=0,94;

С_L=0,3 0,3 - коэффициент, учитывающий влияние длины ремня;

С_p=1- коэффициент режима работы при заданных условиях.

[p]=121·0,94·0,95=108 Н

3.16 Окружное усилие:

P=

3.17 Расчётное число ремней:

z=

3.18 Предварительное натяжение каждой ветви ремня:

S₀=ϭ₀F=1,6·47=115,2 H

3.19 Рабочее натяжение ведущей ветви:

S₁=S₀+

3.20 Рабочее натяжение ведомой ветви:

S₂=S₀- =115,2-

3.21 Усилие на валы:

Q=2S₀zsin =2·115,2·3·0,986= 682 H

3.22 Ширина шкива:

b=2t+2s=2·12+2·8=40 мм