125219 (Привод ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, открытой клиноремённой передачи цилиндрического одноступенчатого редуктора и соединительной муфты)

КУРСОВАЯ РАБОТА

Привод ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, открытой клиноремённой передачи цилиндрического одноступенчатого редуктора и соединительной муфты

Содержание

Введение

1. Выбор электродвигателя

2. Кинематический и энергетический расчёт привода

2.1 Кинематический расчёт

2.2 Энергетический расчёт

3. Расчёт цилиндрической передачи

3.1 Выбор материала и термообработки

3.2 Определение допускаемых напряжений

3.2.1 Допускаемые напряжения при расчёте на усталостную контактную прочность

3.2.2 Допускаемые напряжения при расчёте на изгибную усталостную прочность

3.3 Определение основных параметров передачи

3.4 Определение сил в зацеплении

3.5 Проверочный расчёт передачи на контактную усталостную прочность

3.6 Проверочный расчёт передачи на изгибную усталостную прочность

4. Расчёт клиноремённой передачи

5. Выбор муфты

6. Предварительный расчёт валов

6.1 Выбор материала и допускаемых напряжений

6.2 Предварительный расчёт быстроходного вала

6.3 Предварительный расчёт тихоходного вала.

7. Выбор подшипников

7.1 Выбор типа и типоразмера подшипника

7.2 Выбор схемы установки подшипников

7.3 Проверка долговечности подшипников тихоходного вала

7.3.1 Составление расчётной схемы и определение реакций в опорах

7.3.2 Проверка долговечности подшипников

8. Конструирование элементов цилиндрической передачи

9. Расчёт шпонок

10. Конструирование шкивов

11. Уточнённый расчёт валов

11.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

11.2 Проверка статической прочности вала

11.3 Проверка усталостной прочности тихоходного вала

11.4 Конструктивные элементы валов, допуски, посадки и шероховатости

12. Смазка редуктора

13. Конструирование крышек подшипников

13.1 Определение размеров крышки быстроходного подшипника

13.2 Определение размеров крышки тихоходного подшипника

14. Конструирование корпуса редуктора

15. Конструирование рамы

16. Сборка редуктора и монтаж привода

16.1 Сборка редуктора

16.2 Монтаж привода

Заключение

Список литературы

Введение

В данном проекте разрабатывается привод ленточного транспортёра. Транспортёр предназначен для перемещения песка и щебня в карьере.

Привод состоит из электродвигателя, открытой клиноремённой передачи цилиндрического одноступенчатого редуктора и соединительной муфты.

Электродвигатель в приводе создаёт вращающий момент и приводит привод в движение.

Ремённая передача расположена на первой ступени привода. Наличие этой передачи даёт компоновочные преимущества - можно расположить редуктор и двигатель в один ряд, что уменьшит габариты привода по ширине. Ремённая передача также способствует снижению шумности при работе привода и предохраняет двигатель от перегрузок за счёт проскальзывания ремней при перегрузках.

Редуктор представляет собой закрытую цилиндрическую передачу. В редукторе использованы косозубые колёса, что снижает шумность передачи и повышает её нагрузочную способность.

Редуктор и открытая клиноремённая передача служат для уменьшения числа оборотов и увеличения вращающих моментов.

Для соединения выходных концов вала редуктора и барабана используется муфта.

Отметим, что при работе привода возможны сильные рывки.

Выпуск предусматривается мелкосерийный.

Срок службы привода 10 лет, работа в две смены, коэффициент загрузки за смену 0.7, коэффициент загрузки за год 0.55. С учётом того, что в году 365 дней, а в одной рабочей смене 8 часов получим ресурс привода в часах:

L_h = 10 · 365 · 0.55 · 2 · 8 · 0.7 = 22484 часа.

1. Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и частоте вращения. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

Определим требуемую мощность транспортёра:

Р_вых = F · v = 10 · 10³ · 0,6 = 6000 Вт = 6 кВт

Для определения требуемой мощности привода определим КПД привода. Для этого задаёмся, в соответствии с таблицей 1.1 [3], КПД отдельных элементов привода:

КПД клиноремённой передачиη_pn = 0.95

КПД подшипникового узлаη_nn =0.99

КПД цилиндрической передачиη_ц = 0.97

КПД муфты Общий КПДη_м = 0.98

Общий КПД привода:

η_nр = η_рn· η_ц· η_м· η_п³ = 0.95·0.97·0.98·0.99³ = 0.88

Требуемая мощность двигателя:

= 6,82 кВт

По таблице Ш [4] подбираем электродвигатели с мощностью большей или равной требуемой. Двигатели выбираем асинхронные, трёхфазные общепромышленного применения серии 4А. Двигатели этой серии предназначены для продолжительного режима работы, т.е. соответствуют режиму работы привода. Подходят четыре варианта электродвигателей серии 4А с номинальной мощностью кВт и различной частотой вращения. Данные по ним представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Вариант	Тип двигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
			синхронная	номинальная
1	4А112М2УЗ	7,5	3000	2925
2	4A132S4Y3	7,5	1500	1455
3	4А132М6УЗ	7,5	1000	968
4	4A160S8Y3	7,5	750	731

Для окончательного выбора типоразмера двигателя определим рекомендуемый интервал частот вращения вала электродвигателя, для чего определим необходимую частоту вращения вала барабана и передаточное число привода. Частота вращения вала барабана:

По таблице 1.2 [3] принимаем передаточные числа передач:

Передаточное число цилиндрической передачи: и_ц =2 ÷ 6,3

Передаточное число ремённой передачи: и_рп = 2 ÷ 4

Минимальное передаточное число привода: и_пр^тiп = и_рп^тin · и_ц^min =2·2 = 4

Максимальное передаточное число привода: и_пр^max= и_пр^max ·и_ц^max = 4·6,3 = 25,2 Минимально-допустимая частота вращения вала электродвигателя:

n_дв^min=n_вых·u_пр^min=35.8·4=143.2 об/мин

Максимально допустимая частота вращения вала электродвигателя:

n_дв^max=n_вых·u_пр^max=35.8·25.2=902.2 об/мин

Проанализировав результаты вычислений и данные таблицы 1.1 выбираем окончательный вариант электродвигателя.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 3000 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1000 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 750 об/мин подходит по результатам расчёта.

Принимаем двигатель 4A160S8Y3 с синхронной частотой вращения 750 об/мин.

2. Кинематический и энергетический расчёт привода

2.1 Кинематический расчёт

Требуемое передаточное число привода при принятом электродвигателе:

Разобьём передаточное число привода между редуктором и ремённой передачей. Примем: передаточное число ремённой передачи и_рп = 3,55, тогда передаточное число редуктора:

Частота вращения быстроходного вала редуктора:

Частота вращения тихоходного вала редуктора:

Частота вращения вала барабана:

Угловая скорость вала электродвигателя:

Угловая скорость быстроходного вала редуктора:

Угловая скорость тихоходного вала редуктора:

Угловая скорость вала барабана:

2.2 Энергетический расчёт

Мощность на валу электродвигателя:

P_дв= 6,82 кВт

Мощность на быстроходном валу редуктора:

P_б=Р_дв·η_рп·η_п = 6,82·0,95·0,99 =6,41кВт

Мощность на тихоходном валу редуктора:

Р_m=P_б ·η_ц ·η_п= 6,41·0,97·0,99=6,16 кВт

Вращающий момент на валу электродвигателя:

Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

Вращающий момент на валу барабана:

Результаты кинематического и энергетического расчёта представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1

Вал	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, с-1	Мощность, кВт	Вращающий момент, Нм
Вал двигателя	731	76.4	6.82	89.2
Быстроходный вал редуктора	205.9	21.55	6.41	297.4
Тихоходный вал редуктора	35.8	3.74	6.16	1647
Вал рабочего органа машины	35.8	3.74	6	1604

3. Расчёт цилиндрической передачи

3.1 Выбор материала и термообработки

Материал для зубчатых колёс подбираем по таблице 2.1 [3]. Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение, твёрдость сердцевины и поверхности 269...302 НВ.

Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение, твёрдость сердцевины и поверхности 235...262 НВ.

3.2 Определение допускаемых напряжений

Определение допускаемых напряжений проводим в соответствии с пунктом 2.1 2 [3].

Для определения допускаемых напряжений вычислим среднюю твёрдость колёс:

Для шестерни: НB_CP1 = 0.5· (НB_min+ НB_max) = 0.5 (269 + 302) = 286HB

Для колеса: НВ_СР2 =0.5· (НB_min+ НB_max) = 0.5 (235 + 262) = 249НВ

3.2.1 Допускаемые напряжения при расчёте на усталостную контактную прочность

Для шестерни:

[σ] _Н1=К_НL1 [σ] _HO1

Для колеса:

[σ] _Н2=К_НL2 [σ] _HO2

где К_HL1 и K_HL2 - коэффициенты долговечности при расчёте по контактным напряжениям колеса и шестерни;