Курсовой проект (2)

Министерство образования и науки РФ
Архангельский государственный технический университет
Кафедра прикладной механики и основ конструирования




Курсовой проект
По дисциплине: «Детали машин и основы конструирования»
На тему: «Расчёт привода ленточного конвейера»


Пояснительная записка
11.06.01.14 – 00.00.00 ПЗ


студент: Вострых Олег Сергеевич ФПР3 – 1
руководитель проекта: __________ Костылева Н.Н.
оценка проекта:__________
члены комиссии: ___________ Костылева Н.Н
___________ Сметанин



















2005.

Реферат.

Пояснительная записка из 21 – листа. Содержит исходные данные, энергетический и кинематический расчёты, расчёт передачи, конструирования зубчатого колеса, расчёт вала, подбор муфт и подшипников, список используемой литературы. Текст пояснительной записки содержит 2 таблицы габаритных размеров электродвигателя и редуктора и 5 эскизов: электродвигатель, редуктор, вал, муфта упругая втулочно– дисковая и муфта кулачково – дисковая. К пояснительной записке прилагается 2 формата А3: колесо зубчатое и вал шестерня. Главной задачей курса «Детали машин» и данного курсового проекта является изучение конструкций, основ расчёта и конструирования деталей и сборочных единиц общего назначения.


































2. Исходные данные.






Рис.1. Кинематическая схема привода: 1 - электродвигатель;
2 – соединительная муфта упругого типа; 3 - редуктор цилиндрический; 4 – передача цепная открытая; 5 – ведущий (приводной) барабан ленточного конвейера.


Исходные данные: окружное усилие на барабан Ft=0,8 кН, окружная скорость барабана
·=1,2 м/с, диаметр барабана Dб=160 мм, срок службы
конвейера 2000ч.

















3.Энергетический расчёт.

3.1. Определяем мощность на рабочем валу конвейера:

Р3=Ft*
·,

где Ft - окружное усилие на барабан, кН;

· - окружная скорость барабана, м/с;

Р3=0,8*1,2=0,96кВт;

3.2. Определяем общий КПД привода:


·общ= (
·п.к.)2*
·закр.*
·цепи.,

где
·п.к. – КПД подшипников качения 0,99;

·закр. – КПД закрытой передачи 0,97;

·цепи. – КПД цепной передачи 0,92;


·общ=0,992*0,97*0,92=0,87;

3.3. Определяем мощность на валу электродвигателя:

Р1= Р3/
·общ=0,96/0,87=1,1кВт;

3.4. По расчётной мощности, используя прил.1[1], выбираем асинхронный
двигатель серии 4А, в закрытом исполнении, обдуваемый. При n=1500мин –1.
Тип двигателя: 4А80А4У3;
Мощность: Р=1,1кВт;
Частота вращения: n=1420 мин – 1;
М пуск. /Мном=2,0; М макс/Мном=2,2;
Ось вращения: 80мм;
Число полюсов: 4;
У3 – климатическое исполнение.


Таблица 1. Основные размеры, мм.


l1

l10

l30

l31

d1

d10

d30

b1

b10

h

h1

h5

h10

h31


50

100

300

50

22

10

186

6

125

80

6

24,5

10

218




4. Кинематический расчёт привода.

4.1. Определяем частоту вращения рабочего вала:

n3=60*
·/(
·*Dб),

где Dб – диаметр барабана;

n3=60*1,2/(3,14*0,16)=143,3 об/мин;

4.2. Определяем общее передаточное число.

Uобщ = n1/n3 =1420/143.3=9.9;

Производим разбивку общего передаточного числа по ступеням отдельных передач ( Табл.3. и табл.2.[1] ).

Передаточное число редуктора определяем по таблице 3 и принимаем Uред=4 (ГОСТ 2185 – 66);

Тогда Uцепи. = Uобщ/Uред.=9,9/4=2,48;

4.4. Определяем частоту вращения последовательно на каждом валу:

n1=1420 об/мин ;
n2= n1/Uред.=1420/4=355 об/мин ;
n3= n2/ Uцепи.=355/2,48=143,1 об/мин;

4.5. Определяем угловые скорости на волах:


·1 =
·* n1/30=3,14*1420/30=148,6 рад/с;

·2 =
·* n2/30=3,14*355/30=37,2 рад/с;

·3 =
·* n3/30=3,14*143,1/30=14,9рад/с;

4.6. Определяем расчётные мощности на валах:

Р1=1,1кВт;
Р2=Р1*(
·п.к)2 *
·закр.=1,1*(0,99)2*0,97=1,045кВт;
Р3=Р2*
·цепи.= Р2*
·цепи=1,045*0,92=0,96кВт;

4.7. Крутящий момент на валах;

Т=Р/
·, Т1=Р1/
·1=1,1*103/148,6=7,4 Н*м;
Т2=Р2/
·2=1,045*103/37,2=28,1 Н*м;
Т3=Р3/
·3=0,96*103/14,9=64,4 Н*м.

5. Выбор редуктора.

5.1. Выбираем редуктор по передаточному числу и крутящему моменту.

Т2=28,1 Н*м;
Uред=4;
Цилиндрический одноступенчатый редуктор с межосевым расстоянием 100 мм, номинальным передаточным числом 4, вариантом сборки 12, климатическое исполнение У (умеренное) и категории размещения 2.

Редуктор ЦУ-100-4-12У2 ГОСТ 21426 – 75.

Таблица 2: Габаритные и присоединительные размеры редукторов, мм

L
Не более
L1
Не более

l

l1

l2

l3
H,
Не
более

H1
h,
не бо-
лее

А

А1
В, не бо-
лее

В1

d

d1

d2


315

265

132

85

136

155

224

112

22

224

95

140
132
25
35
15



























Расчёт цепной передачи.

n1=355 об/мин; Р1=1,045 кВт;
n2=143,1 об/мин; Р2=0,96 кВт;

·1=37,2 с -1; Т1=28,1 Н*м;

·2=14,9 с -1; Т2=64,4 Н*м;
i =Uцепи=2,48,
где i – передаточное отношение;

. Определим коэффициент эксплуатации;

Кэ= Кд* Кн* Кс* Кп ,

где Кд – коэффициент, учитывающий характер нагрузки: при спокойной
нагрузке Кд = 1,0;
Кн – коэффициент, учитывающий угол наклона передачи: при угле
наклона
·
· 60є Кн=1,0;
Кс – коэффициент, учитывающий способ смазывания цепи: при
периодической Кс=1,5;
Кп – коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи: при работе в одну смену Кп=1,5.

Кэ=1,0+1,0+1,5+1,0=1,5;

6.2. Определим число зубьев малой звёздочки;

Кэ==29 – 2*i= 29 – 2*2.48=24.04;
округлим до ближайшего целого нечётного числа:

z1=25;

6.3. Определим шаг цепи;

t = 2.8*3
·(Т1*103*Кэ)/(z1*[р]*m ),

где Т1 – вращающий момент на валу меньшей звёздочки, H*м;
[р] – допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа;
m – коэффициент, учитывающий число рядов цепи:
при однорядной цепи m=1;

По табл. 3.8[2] предварительно принимаем [р]=25,7 для предполагаемого шага цепи t (t=19,05 или t=25,4);


t=2.8*3
·(28.1*103*1.5)/(25*25.7*1)=11,29мм;

По
· табл. 3.1[2] принимаем t=12,7мм;
Цепь ПР-1,7-18,2-1 (ГОСТ 13568-97);

6.4. Из табл.3.4[2] выписываем значения площади проекции опорной поверхности
шарнира для цепи ПР-1,7-18,2-1:
S=39;
Из табл.3.1[2] – значения разгружающей нагрузки и массы 1м цепи:
Fp=18,2; q=0,65кг;

6.5. Определяем скорость цепи.


·=z1*t*n1/(60*1000)=25*12,7*355/60000=1,88 м/с;

6.6. Натяжение ведущей ветви цепи.

F1= Ft+F
·+Ff ,

где Ft – окружная сила;
Ft =Р1*103/
·=1,045*103/1,88=555,85 Н;

F
· – центробежная сила;
F
· =q*
·2 =0,65*1,882=2,3 Н;

Ff =9,81*Kf*q*a,
Кf – коэффициент провисания, учитывающий расположение цепи:
при горизонтальном расположении (
·=0) Кf=6;
а – межосевое расстояние, мм; предварительно определяется по
выражению:
а = (3050)*t=30*12,7=381мм=0,381м;
Ff =9,81*6*0,65*0,381=14,58Н;

F1=555,85+2,3+14,58=572,73Н;

. Расчётное давление в шарнирах цепи.

p= F1* Kэ/S=572,73*1,5/39=22МПа;

Для шага цепи t=12,7мм и частоты вращения меньшей звёздочки n1=355об/мин допускаемое давление в шарнире цепи по таблице 3.8[2] [p]=28,1МПа;

p<[p] – условие износостойкости выполнено верно;



6.8. Расчётный коэффициент запаса прочности цепи.

n=Fp/F1=18,2/0,57273=31,78;

Для шага цепи t=12,7мм и частоты вращения меньшей звёздочки
n1=355об/мин требуемый коэффициент запаса прочности по таблице 3.9[2]
[n]=8,5;

n>[n] – условие прочности цепи выполнено верно;

6.9. Расчётная нагрузка на валы.

Fв = Kв* Ft+2* Ff,
где Kв – коэффициент нагрузки вала;
по таблице 3.10[2] Kв=1,15;

6.10. Число зубьев ведомой звёздочки.

z2= z1*i=25*2,48=62;

Число зубьев цепи;

zзв=2*а/t+( z1+ z2)/2+(( z2 – z1)/(2*
·))2*t/а 13 z=2*a/t+(z+z)/2+(z-z)/(2*pi)*t/a 15=
= 2*381/12,7+(25+62)/2+((62 – 25)/(2*3,14))2*12,7/381=104,66;
принимаем ближайшее целое чётное число зубьев Zзв=104;

Фактическое межосевое расстояние.

аф =0,25*t*[zзв –(z1+ z2)/2+
·( zзв – (z1+ z2)/2)2 – 2*((z2 – z1)*
·)2]=
=0,25*12,7*[104–(25+62)/2+
·( 104–(25+62)/2)2 – 2*((62–25)*3,14)2=
=377мм=0,377м;
Частота ударов цепи при набегании её на зубья звёздочек
и сбегании с них;


· = z1*n1/(15*zзв)=25*355/(15*104)=5,69 с – 1;
по таблице 3.11[2] допустимое значение [
·] = 60с – 1;


· <[
·] – условие долговечности выполнено верно.








7. Конструирование звёздочек.

7.1. Расчёт параметров профилей зубьев.

Шаг цепи: t=12,7 мм;
Диаметр элемента зацепления цепей:
для роликовых цепей Dц = d1 =8,51 мм (по таблице 3.1.[2]);
Геометрическая характеристика зацепления:

· = t/Dц = 12,7/8,51=1,49;
Число зубьев звёздочки: z1=25;
Диаметр делительной окружности:
dд =t/sin(180/z1) =12,7/ sin(180/25) =101,6 мм;
Диаметр окружности выступов:
Dе = t*(К+ctg(180/z1)) = 12,7*(0,480+ctg(180/25)) = 106,8 мм;
Коэффициент высоты зуба: К=0,480;
Диаметр окружности впадин:
Di = dд – 2*r = 101,6 – 2*4,33=92,94 мм;
Наибольшая хорда (для контроля звёздочек с нечётным шагом зубьев):
Lx = dд*cos(90/z1 – 2*r) = 101,6*cos( 90/(25 – 2*4,33))= 101,13 мм;
Lx = dд*cos(95/z1 – 2*r) = 101,6*cos( 95/(25 – 2*4,33))= 101,08 мм;
Радиус впадины:
r = 0,5025* Dц + 0,05 = 0,5025*8,51 + 0,05 =4,33 мм;
Радиус сопряжения:
r1 = 0,8*Dц + r = 0,8*8,51 + 4,33 = 11,138 мм;
Радиус головки зуба:
r2 = Dц*(13 50/50 151,24*cos
· + 0,8*cos
· – 1,3025) – 0,05 =
=8,51*(1,24*cos(14,44)+0,8*cos(14,44) – 1,3025) – 0,05 =5,673 мм;
Половина угла впадины:

· =55є – 60є/z1 = 55 – 60/25 = 52,6є;
Угол сопряжения:

· =18є – 56є/z1 = 18 – 56/25 = 15,76є;
Половина угла зуба:

· =17є – 64є /z1 = 90є – 180є /z1 – (
·+
·) = 17 – 64/25 = 14,44;
Прямой участок профиля:
FG = Dц*(1,24*sin
· – 0,8*sin
·) =
=8,51*(1,24* sin(14,44) – 0,8*sin(15,76))=0,,775мм;
Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки зуба:
ОО2=1,24* Dц =1,24*8,51=10,55 мм;
Смещение центров дуг впадин:
е =0,03*t = 0,03*12,7=0,381 мм;
Координаты точки О1:
x1 =0,8*Dц*sin
· = 0,8*8,51*sin(52,6) = 5,41;
y1 = 0,8*Dц*cos
· = 0,8*8,51*cos(52,6) = 4,14;
Координаты точки О2:
x2 =1,24*Dц*cos(180/z1) = 1,24*8,51*cos(180/25) = 10,47;
y2 =1,24*Dц*sin(180/z1) = 1,24*8,51*sin(180/25) = 1,32;
Для 2-ой звёздочки:

Шаг цепи: t=12,7 мм;
Диаметр элемента зацепления цепей:
для роликовых цепей Dц = d1 =8,51 мм (по таблице 3.1.[2]);
Геометрическая характеристика зацепления:

· = t/Dц = 12,7/8,51=1,49;
Число зубьев звёздочки: z2=62;
Диаметр делительной окружности:
dд =t/sin(180/z2) =12,7/ sin(180/62) =250,7 мм;
Диаметр окружности выступов:
Dе = t*(К+ctg(180/z2)) = 12,7*(0,480+ctg(180/62)) = 256,52 мм;
Коэффициент высоты зуба: К=0,480;
Диаметр окружности впадин:
Di = dд – 2*r = 250,7 – 2*4,33=242,04 мм;
Наибольшая хорда (для контроля звёздочек с нечётным шагом зубьев):
Lx = dд*cos(90/z2 – 2*r) = 250,7*cos( 90/(62 – 2*4,33))= 250,65 мм;
Lx = dд*cos(95/z2 – 2*r) = 250,7*cos( 95/(62 – 2*4,33))= 250,58 мм ;
Радиус впадины:
r = 0,5025* Dц + 0,05 = 0,5025*8,51 + 0,05 =4,33 мм;
Радиус сопряжения:
r1 = 0,8*Dц + r = 0,8*8,51 + 4,33 = 11,138 мм;
Радиус головки зуба:
r2 = Dц*(13 50/50 151,24*cos
· + 0,8*cos
· – 1,3025) – 0,05 =
=8,51*(1,24*cos(15,97)+0,8*cos(15,97) – 1,3025) – 0,05 =5,554 мм;
Половина угла впадины:

· =55° – 60°/z2 = 55 – 60/62 = 54,03°;
Угол сопряжения:

· =18° – 56°/z2 = 18 – 56/62 =17,1°;
Половина угла зуба:

· =17° – 64° /z2 = 90° – 180° /z – (
·+
·) = 17 – 64/62 = 15,97°;
Прямой участок профиля:
FG = Dц*(1,24*sin
· – 0,8*sin
·) =
=8,51*(1,24* sin(15,97) – 0,8*sin(17,1))=0,902мм;
Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки зуба:
ОО2=1,24* Dц =1,24*8,51=10,55 мм;
Смещение центров дуг впадин:
е =0,03*t = 0,03*12,7=0,381 мм;
Координаты точки О1:
x1 =0,8*Dц*sin
· = 0,8*8,51*sin(54,03) = 5,51;
y1 = 0,8*Dц*cos
· = 0,8*8,51*cos(54,03) = 3,99;
Координаты точки О2:
x2 =1,24*Dц*cos(180/z2) = 1,24*8,51*cos(180/62) = 10,54;
y2 =1,24*Dц*sin(180/z2) = 1,24*8,51*sin(180/62) = 0,53;


15

Приложенные файлы

  • doc 23777804
    Размер файла: 123 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий