Проектирование привода ленточного конвейера

Оглавление

Задание

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

2. Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых напряжений

3. Расчет тихоходной ступени редуктора

4. Расчет быстроходной ступени редуктора

5. Основные размеры корпуса и крышки редуктора

6. Расчет ведомого вала и расчет подшипников для него

7. Расчет ведущего вала и расчет подшипников для него

8. Расчет промежуточного вала и расчет подшипников для него

9. Смазка

10. Проверка прочности шпоночных соединений

11. Выбор муфт

Список использованной литературы

Приложение: спецификации редуктора, привода, муфты

Задание

Спроектировать привод ленточного конвейера.

Кинематическая схема привода

Мощность на валу барабана: N_вых = 1 кВт.

Скорость ленты конвейера: v = 0,7 м/с.

Диаметр барабана: d = 200 мм.

График нагрузки

Срок службы: 15 лет.

К_сут = 0,25

К_год = 0,7

1.         Выбор электродвигателя и кинематический расчет

КПД привода: η = η₁² · η₂² · η₃⁴ = 0,98² · 0,97² · 0,99⁴ = 0,868

η₁ = 0,98 – КПД муфты;

η₂ = 0,97 – КПД закрытой зубчатой передачи;

η₃ = 0,99 – КПД пары подшипников качения. табл. 1.1, [2]

Требуемая мощность двигателя:

N_двⁿ =  = 1 / 0,868 = 1,15 кВт.

Выбираем электродвигатель: АИР80В4; N_дв = 1,5 кВт; n_дв = 1410 мин^-1

d_вых × l = 22 × 50 – размеры выходного конца вала.

Частота вращения барабана:

n_вых = 60v / πd = 60 · 0,7 / 3,14 · 0,2 = 66,88 мин^-1

Передаточное число:

U = U₁ · U₂ = n_дв / n_вых = 1410 / 66,88 = 21,1

Передаточное число тихоходной ступени:

U₂ = 0,88 = 0,88 = 4,04 табл. 1.3 [2].

Передаточное число быстроходной ступени:

U₁ = U / U₂ = 21,1 / 4,04 = 5,22

Частота вращения валов:

n₁ = n_дв = 1410 мин^-1

n₂ = n₁ / U₁ = 1410 / 5,22 = 270 мин^-1

n₃ = 66,88 мин^-1

Мощности на валах:

N₁ = N_дв · η₁ · η₃ = 1,15 · 0,98 · 0,99 = 1,12 кВт

N₂ = N₁ · η₂ · η₃ = 1,12 · 0,97 · 0,99 = 1,08 кВт

N₃ = N₂ · η₂ · η₃ = 1,08 · 0,97 · 0,99 = 1,04 кВт

N_вых = 1 кВт

Вращающие моменты на валах:

Т₁ = 9550 N₁ / n₁ = 9550 · 1,12 / 1410 = 7,6 Н·м

Т₂ = 9550 N₂ / n₂ = 9550 · 1,08 / 270 = 38,2 Н·м

Т₃ = 9550 N₃ / n₃ = 9550 · 1,04 / 66,88 = 148,5 Н·м

Т₄ = 9550 N_вых / n_вых = 9550 · 1 / 66,88 = 142,8 Н·м

2.         Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых напряжений

Материал колес – сталь 45; термообработка – улучшение: 235…262 НВ₂; 248,5 НВ_СР2; σ_в = 780 МПа; σ_-1 = 540 МПа; τ = 335 МПа.

Материал шестерен – сталь 45; термообработка – улучшение: 269…302 НВ₁; 285,5 НВ_СР1; σ_в = 890 МПа; σ_-1 = 650 МПа; τ = 380 МПа. табл. 3.2 [4].

Срок службы привода:

t = 24 · 365 · K_сут · К_год · К_л = 24 · 365 · 0,25 · 0,7 · 15 = 2,3 · 10⁴ ч

Учитывая график нагрузки:

t₁ = 0,03 · 2,3 · 10⁴ = 0,07 · 10⁴ ч

t₂ = 0,75 · 2,3 · 10⁴ = 1,73 · 10⁴ ч

t₃ = 0,22 · 2,3 · 10⁴ = 0,51 · 10⁴ ч

N_K4 = 60 · C · Σ[(T_i / T_max)³ · n₄ · t_i] = 60 · 1 · [1³ · 66,88 · 0,07 · 10⁴ + 0,7³ · 66,88 · 1,73 · 10⁴ + 0,2³ · 66,88 · 0,51 · 10⁴] = 27 · 10⁶

N_HO = 16,5 · 10⁶ табл. 3.3 [4] – число циклов перемены напряжений, соответствующих пределу выносливости.

При N_K4 > N_HO, коэффициент долговечности К_Н43 = К_Н44 = 1.

N_FO = 4 · 10⁶ - число циклов перемены напряжений при изгибе для всех видов сталей, стр. 56 [4].

При N_K > N_FO, коэффициент долговечности К_F43 = К_F44 = 1.

[σ]_H3 = 1,8HB_CP1 + 67 = 285,5 · 1,8 + 67 = 581 МПа

[σ]_H4 = 1,8HB_CP2 + 67 = 248,5 · 1,8 + 67 = 514 МПа

[σ]_F1 = 1,03HB_CP1 = 285,5 · 1,03 = 294 МПа

[σ]_F2 = 1,03HB_CP2 = 248,5 · 1,03 = 256 МПа