Курсовое проектирование
по дисциплине “Детали машин”
Тема:
“Проектирование привода ленточного конвейера”
Введение
Основная цель курсового проекта по деталям машин – приобретение студентом навыков проектирования. Работая над проектом, студент выполняет расчёты, учится рациональному выбору материалов и форм деталей, стремится обеспечить их высокую экономичность, надёжность и долговечность. Приобретённый студентом опыт является основой для выполнения им курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проектирования, а так же всей дальнейшей конструкторской работы.
Проектируемый привод ленточного конвейера состоит из электродвигателя марки 4A100L8У3 (Pд=3,0 кВт;Nд=710 мин), редуктора коническо-цилиндрического двухступенчатого, барабана. Передача крутящего момента от электродвигателя на редуктор осуществляется с помощью муфты МУВП (радиальное смещение 0,3 мм, угловое 0,8). Крутящий момент от редуктора на приводной вал передаётся с помощью жёстко-компенсирующей муфта (ГОСТ 5006-55).
Мощность, потребляемую конвейером, по ф. стр.5 [1]:
Pp=FtV=3,1×0,8=2,48 кВт,
где Ft – тяговое усилие на барабане, кН;
V – окружная скорость
Мощность, потребляемая электродвигателем:
Pэп=Рр/h=2,48/0,879=2,821 кВт,
где h - общий К.П.Д. привода:
h=h1h24h32h4=0,98×0,9954×0,92×0,995=0,879
где hпк, hм, hкп, hцп – КПД соответственно подшипников качения, муфты, конической и цилиндрической зубчатой передач.
Определяем частоту вращения приводного вала:
nр=60000×V/(p×D)=60000×0,8/(3,14×225)=67,9 мин-1.
Определяем желаемую частоту вращения электродвигателя по ф. стр. 6 [1]:
nэж=nр×U0=67,9*10=679 мин-1,
где U0 – общее ориентировочное передаточное число привода, табл. 5.6 [4],
U0=Uбпо×Uтпо=2,5×4=10,
где Uбпо, Uтпо – ориентировочные передаточные числа соответственно быстроходной и тихоходной передач из табл. 2 [1].
Исходя из вычисленных значений Рэп и nэж по ГОСТ 28330-89 выбираем электродвигатель 4А100L8У3 с синхронной частотой вращения nэдс=710 мин-1 и мощностью Рэд=3,0 кВт.
Определяем передаточное число привода:
U0=nэда/np=710/67,9=10,45.
Разбиваем U0 на передаточные числа:
Uтп=U0/Uбп=10,45/2,5=4
где Uбп=2.5 – передаточное число быстроходной передачи;
Определяем частоты вращения валов стр. 11 [1]:
n1=710 мин-1,
n2=n1/Uбп=710/2.5=284 мин-1,
n3=n2/Uтп=284/4=71 мин-1,
Определяем мощности, передаваемые валами по ф. стр. 11 [1]:
Р1=Рэп×hм =2,8×0.995=2.786 кВт;
Р2= Рэп ×hк.п×hпк×hм=2.783*0.995*0,995*0,95=2.633 кВт;
Р3=Р2×hк.п=2.633*0.98=2.58 кВт;
Определяем угловые скорости валов привода по ф. cтр. 11[1]:
w1=p×n1/30=3,14×710/30=74.35 с-1;
w2=p×n2/30=3,14×284/30=29.74 с-1;
w3=p×n3/30=3,14×71/30=7.43 с-1.
Определяем крутящие моменты на валах привода по:
Т1=Р1/w1=2786/74.35=37.47 Н×м;
Т2=Р2/w2=2633/29.74=88.53 Н×м;
Т3=Р3/w3=2580/7.43=347.24 Н×м;
w1 | w2 | w3 | Т1 | Т2 | Т3 |
74.35 с-1 | 29.74 с-1 | 7.43 с-1 | 37.47 Н×м | 88.53 Н×м | 347.24 Н×м |
Желая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, выбираем для изготовления шестерен и колёс сравнительно недорогую легированную сталь 40Х. По таблице 8.8 [2] назначаем термообработку: для шестерен – азотирование поверхности 50…59 HRC при твёрдости сердцевины 26…30 HRC, ,;для колеса – улучшение 230…260 HB,.
Определяем допускаемые контактные напряжения
Для колёс обеих ступеней по табл. 8.9 (с. 168, [2]):
мПа
для шестерни обеих ступеней
Коэффициент безопасности
Число циклов напряжений для колеса второй ступени, по формуле (8.65,[2]), при с=1:
=60*1*71*10416=4,4*
Здесь n-частота вращения выходного вала,
=5*365*0,29*24*0,82=10416 ч-срок службы передачи.
По графику (рис.8.40[2]), для 245HB =1.5*, для 50…59 HRC =.
По таблице (8.10[2]), =0,25. По формуле (8.64[2]), для колеса второй ступени:
=*=0,25*4,4*=1,7*.
Сравнивая и , отмечаем, что для колёс второй ступени >. Так как все другие колёса вращаются быстрей, то аналогичным расчётом получим и для них >. При этом для всех колёс передачи =1.
Допускаемые контактные напряжения определяем по формуле (8.55[2]),
Для колёс обеих ступеней =550/1.1=509 МПа
Для шестерней =1050/1.2=875 МПа.
Допускаемое контактное напряжение для обеих ступеней у которых H1>350 HB, а H2<350 HB, по формуле (8.56[2]),
=(875+509)/2=692 МПа,
но не более чем 1.25=1.25*509=636МПа. Принимаем =636 МПа.
Допускаемые напряжения изгиба
По таблице 8.9[2] для колёс обеих ступеней
=1.8HB=1.8*240=432МПа;
для шестерней
=12*HRC + 300=12*28+300=636 МПа.
Определяем по формуле (8.67[2]),
где - предел выносливости зубьев
SF – коэффициент безопасности
KFL – коэффициент долговечности
KFC – коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки.
KFС=1 т.к. нагрузка односторонняя.
число циклов (рекомендуется для всех сталей)
=0,14*1,77*=2.4*
=0.14
т.к. , то KFL=1
По таблице 8.9[2] SF =1.75.
Допускаемые напряжения изгиба:
для шестерни =636/1.75=363 МПа;
для колеса =247 МПа.
... Uред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи: Uкл.рем.ст. = Uпр / Uред.ст. = 10,8 / 5,6 = 1,93 Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера. Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9). Ртреб.эл. = Ррем1 = 8,87 кВт (9) Мощность на входном валу ...
... : 1.3 Определение частоты вращения вала исполнительного механизма и двигателя Частота n4, мин-1, вращения вала: гдеD - диаметр барабана ленточного конвейера, мм; Рисунок 1 - Кинематическая схема привода ленточного конвейера: 1 - электродвигатель; 2 - ременная передача; 3 - двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор; 4 - компенсирующая муфта; 5 - узел барабана. ...
... ω2 = π× n2/30 = 3,14×695,33/30 = 72,78 с-1; (13) ω3 = π × n 3/30 = 3,14× 17,38/30 = 1,82 с-1; (14) ω4 = ω3 = 1,82 с-1 (15) Определение мощностей, передаваемых валами привода р1 = р × η3 × η4 (16) где Р - номинальная мощность требуемого электродвигателя, р =1,7кВт; η3 - КПД подшипников качения, η3 =0,995 ...
... . Рассчитаем входной и выходной валы. Из предыдущих расчетов редуктора известно: а) моменты передаваемые валами ТI = 17.64 Н×м и ТII = 284.461 Н×м; б) диаметры d1 = 50 мм и d2 = 200 мм; 3.1. Входной вал червячного редуктора. 3.1.1. Выбор материала вала. Назначаем материал вала - сталь 40ХН. Принимаем по таблице 3 [3]: sВ = 820 МПа, sТ = 650 МПа. 3.1.2. ...
0 комментариев