Федеральное агентство образования РФ

Санкт-Петербургская Государственная

Лесотехническая академия

Кафедра теории механизмов, деталей машин

и подъемно-транспортных устройств.

Дисциплина:

“Детали машин и основы конструирования”

курсовой проект

1. На тему:

2. расчет и проектирование

3. привода ленточного конвейера

расчетно-пояснительная записка

Факультет МТД

Курс III группа 3

Студент Афанасьев А.В.

Санкт-Петербург

Содержание

Введение

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

4. Расчет клиноременной передачи

5. Выбор Редуктора

6. Выбор зубчатой муфты

Список используемой литературы

Приложение А

Введение

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” и включает кинематический расчет, проектирование и выбор основных узлов привода ленточного конвейера.

В пояснительной записке приводится последовательность кинематического расчета привода с выбором типоразмеров стандартных узлов: электродвигателя, редуктора, а также расчет дополнительной клиноременной передачи с клиновым ремнем нормального сечения.

Выходной вал редуктора соединяется с валом приводного барабана при помощи компенсирующей зубчатой муфты. Выбор зубчатой муфты осуществляется по каталогу.

Регулирование скорости конвейера в процессе работы не предусмотрено.

Курсовой проект состоит:

1. пояснительная записка

2. чертеж привода конвейера в двух проекциях.

2. Расчетная схема привода. Исходные данные

Схема привода ленточного конвейера представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема привода ленточного конвейера.

1. Асинхронный электродвигатель серии АИР 132 М4

2. Клиноременная передача

3. Одноступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами типа ЦУ

4. Зубчатая муфта типа МЗ

5. Вал приводного барабанного конвейера

Данные по заданию на курсовой проект:

Тяговое усилие на барабане	Ft ,кН	3.8
Скорость ленты конвейера	V, м/с	2,1
Диаметр приводного барабана	ДБ, м	0,30
Число пар полюсов электродвигателя		2
Режим работы двигателя		легкий
Срок службы привода	Zh,часов	10 000

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

Выбор электродвигателя.

Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле (1).

Р_Б = F_t ∙ V (1)

где:

Ft =3,8 кН	тяговое усилие на барабане
V =2,1 м/с	скорость ленты конвейера

Подставляя значения в формулу (1) имеем:

Р_Б = 3,8 ∙ 2,1 = 7,98 кВт

Значение общего КПД приводной станции конвейера определяется по формуле (2).

_общ = _кл.рем. ∙ _ред. ∙ _муф. ∙ _Б (2)

где:

кл.рем. = 0,95	КПД клиноременной передачи
ред. = 0,98	КПД редуктора
муфт. = 0,99	КПД муфты
Б = 0,98	КПД барабана

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

_общ = 0,95 ∙ 0,98 ∙ 0,99 ∙ 0,98 = 0,90

Требуемая мощность электродвигателя (кВт) определяется по формуле (3).

Р_{треб.эл.} = Р_Б / _общ (3)

Подставляя значения в формулу (3) имеем:

Р_{треб.эл.} = 7,98 / 0,90 = 8,87 кВт

Синхронная частота вращения вала электродвигателя (мин ^-1) определяется по формуле (4).

n_c = (60 ∙ f) / р (4)

где:

f =50Гц	частота промышленного тока
р =2	число пар полюсов электродвигателя

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

n_c = (60 ∙ 50) / 2 = 1500 мин ^-1

Исходя из вышеприведенных расчетов принимаем типоразмер двигателя – АИР 132 М4 (n = 1500 мин ^-1 ; Р_дв = 11 кВт). При выборе электродвигателя учитывалось, что асинхронные двигатели самые распространенные в промышленности и могут допускать длительную перегрузку не более 5 –10 %. А также номинальная мощность электродвигателя должна быть – Р_дв Р_{треб.эл.}

С учетом коэффициента скольжения двигателя S (%), определяем частоту вращения вала электродвигателя по формуле (5).

n_эл = n_c – (n_c ∙ S) / 100 (5)

Подставляя значения в формулу (5) имеем:

n_эл = 1500 – (1500 ∙ 3,5) / 100 = 1447,5 мин ^-1

1. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

Частота вращения вала приводного барабана (мин ^-1) определяется по формуле (6).

n_Б = (60 ∙ V) / ( ∙ Д_Б) (6)

где:

V = 2,1 м/с	Скорость ленты конвейера
ДБ = 0,3 м	Диаметр приводного барабана

Подставляя значения в формулу (6) имеем:

n_Б = (60 ∙ 2,1) / (3,14 ∙ 0,3) = 134 мин ^-1

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле (7).

Uпр = nэл / n_Б (7)

Подставляя значения в формулу (7) имеем:

U_пр = 1447,5 / 134 = 10,8

Предварительно примирим передаточное отношение клиноременной передачи равным 2, тогда используя формулу (8) найдем передаточное отношение редуктора.

U_пр = U_кл.рем. ∙ U_ред. (8)

Имеем:

U_ред. = U_пр / U_кл.рем. = 10,8 / 2 = 5,4

Стандартное значение передаточного отношения зубчатого редуктора U_ред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи:

U_{кл.рем.ст.} = U_пр / U_ред.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).

Р_{треб.эл.} = Р_рем1 = 8,87 кВт (9)

Мощность на входном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (10).

Р_1ред. = Р_2рем. = Р_треб. ∙ _кл.рем. (10)

Подставляя значения в формулу (10) имеем:

Р_1ред. = Р_2рем. = 8,87 ∙ 0,95 = 8,43 кВт

Мощность на выходном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (11).

Р_2ред. = Р_1ред. ∙ _ред. (11)

Подставляя значения в формулу (11) имеем:

Р_2ред. = 8,43 ∙ 0,98 = 8,26 кВт

Мощность на валу барабана определена ранее по формуле (1) и равна:

Р_Б = 7,98 кВт

Определяем частоту вращения на каждом из валов редуктора.

n_эл = n_1рем. = 1447,5 мин ^-1

Частота вращения на входном валу редуктора (мин ^-1) определяется по формуле (12).

n_1ред = n_2рем. = n_эл. / U_{кл.рем.ст}. (12)

Подставляя значения в формулу (12) имеем:

n_1ред = 1447,5 / 1,93 = 750 мин ^-1

Частота вращения на выходном валу редуктора (мин ^-1) определяется по формуле (13).

n_2ред. = n_1ред. / U_ред.ст. (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

n_2ред. = 750 / 5,6 = 134мин ^-1

Частота вращения вала барабана равна:

n_Б = n_2рем. = 134мин ^-1

Определяем крутящие моменты на каждом из валов редуктора.

Крутящий момент (Нм) электродвигателя находится по формуле (13).

Т_эл. = Т_1рем = 9550 ∙ (Р_{треб.эл} / n_эл.) (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

Т_эл. = Т_1рем. = 9550 ∙ (8,87 / 1447,5) = 58,52 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (14).

Т_1ред. = Т_2рем. = Т_эл. ∙ U_{кл.рем.ст.} ∙ _кл.рем. (14)

Подставляя значения в формулу (14) имеем:

Т_1ред. = 58,52∙ 1,93 ∙ 0,95 = 107,3 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (15).

Т_2ред. = Т_1ред. ∙ U_ред.ст. ∙ _ред (15)

Подставляя значения в формулу (15) имеем:

Т_2ред. = 107,3∙ 5,6 ∙ 0,98 = 588,86Нм

Крутящий момент (Нм) на приводном барабане определяется по формуле (16).

Т_Б. = Т_2ред. ∙ _муф. ∙ _Б (16)

Подставляя значения в формулу (16) имеем:

Т_Б. = 588,82 ∙ 0,99 ∙ 0,98 = 571,31 Нм

1. Расчет клиноременной передачи.

Расчетная схема клиноременной передачи представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Расчетная схема клиноременной передачи.

Исходные данные для расчета:

Т1рем. = Тэл.	= 58,52 Нм
Uкл.рем.	= 1,93
nэл = n1рем.	= 1447,5 мин -1
Б = 0,98	КПД барабана

Расчет проводим для клиноременной передачи нормального сечения.

Осуществим выбор сечения ремня по величине крутящего момента. Так как (50 <Т_рем.1 = 58,52 <150) Нм, то выбираем тип сечения ремня “В”.

Диаметр d₁ (мм) меньшего (ведущего) шкива определяем по формуле (17).

d₁ = kd³√ Т_рем.1 = (30…40) ³√ Т_рем.1 (17)

Подставляя значения в формулу (17) имеем:

d₁ = 40 ∙ 3,89 = 155,6 мм

Принимаем стандартный диаметр шкива по ГОСТ 17383-73

d_1ст. = 160 мм.

Скорость ремня (м/с) определяется по формуле (18).

U₁ = ∙ d_1ст. ∙ (n_1рем. / 60) (18)

Подставляя значения в формулу (18) имеем:

U₁ = 3,14 ∙ 0,16 ∙ (1447,5 / 60) = 12,12 м/с

Диаметр d₂ (мм) большего (ведомого) шкива ременной передачи определяется по формуле (19).

d₂ = d₁ ∙ U_кл.рем ∙ (1 – ε) (19)

где:

ε – коэффициент упругого проскальзывания, ε = 0,01…0,02. Для расчетов принимаем значение ε равное 0,015

Подставляя значения в формулу (19) имеем:

d₂ = 160 ∙ 1,93 ∙ (1 – 0,015) = 304,17 мм.