Проектирование привода ленточного транспортера

ОглавлениеТехническое заданиеВведение23Анализ передаточного механизма4Кинематические расчеты. Выбор электродвигателяАнализ результатов расчета на ЭВМ.6Эскизное проектирование редуктора10Диаметры вала-червяка410Диаметры выходного вала. 11Схема установки подшипников в редукторе.12Расстояния между деталями червячной передачиКонструирование редуктораКорпус червячного редуктораЧервячные колеса141416Крышки подшипниковПроушина131821Оформление сливных отверстий 21Оформление опорной части корпусаСмазывание передач24Конструирование приводного валаСхема установки подшипниковВыбор типа подшипника23252525Корпус подшипника26Крышка подшипника27Расчет соединений 28Расчет шпонок28Соединение с натягомРасчет подшипников3032Определение радиальных и осевых реакций подшипников быстроходного вала32Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность34Определение радиальных и осевых реакций подшипников тихоходного вала35Расчет подшипников тихоходного вала на динамическую грузоподъемность37Определение реакций в подшипниках на приводном валу39Расчет подшипников приводного вала на динамическую грузоподъемность 40Уточненный расчет валов 421Расчет на статическую прочность 42Расчет на сопротивление усталостиКонструкция муфты53Список использованной литературыСпецификации5255572ВведениеЛенточный конвейер - машина непрерывного транспорта для горизонтальногоперемещения различных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении с рабочиморганом в виде ленты.

Это наиболее удобный и экономически выгодный механизм подъемаи перемещения различных грузов по сравнению с другим подъемно-транспортнымоборудованием. Единственным недостатком ленточных конвейеров является ограничениеугла подъема, но очень часто этот недостаток превращается в преимущество, котороеневозможно выполнить или заменитьдругим механизмом.

Ленточные конвейерыпредназначены для перемещения и подъема как штучных грузов (коробки, ящики, мешки ит.д.) так и сыпучих (песок, щебень, уголь и др.).31Анализ передаточного механизма1.1 Кинематические расчеты. Выбор электродвигателяДля выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частотувращения.1) КПД привода (см. [1], табл. 1.1):22η общ=ηчерв ∙ η муф ∙ η подш =0,8 ∙0,98 ∙ 0,99=0,7606η черв – КПД червячной передачиη муф – КПД муфтыηподш – КПД подшипников2) Требуемая мощность электродвигателя:Pдв =Ft ∙ V6000∙ 0,4==3,16 кВт1000∙ ηобщ 1000∙ 0,7606Выбираем ближайший больший, Pдв =4 кВт3) Частота вращения приводного вала:n пр =6 ∙ 104 ∙ V 6 ∙ 104 ∙ 0,4==38,2 мин−1π∙Dπ ∙2004) Частота вращения тихоходной ступени редуктора:n тих=n пр=38,2 мин−15) Вращающий момент на приводном валу:T пр =F t ∙ D 6000 ∙ 200 ∙10−3==600 Н ∙ м226) Вращающий момент на тихоходном валу:Т т=T пр=618,4 Н ∙ мη ∙ η❑муф❑подш7) Передаточное число редуктора: U ред=nдвnтихДля двигателя с мощностью 4 кВт n дв принимает следующее значение: 945 мин−1U ред=945=24,738,28) Выбор двигателя:По рассчитанным параметрам выбираем двигатель АИР112МВ6/950 исполненияIM3081 (см.

[1], табл. 24.9) с мощностью Pдв =4 кВт и синхронной частотой вращения валаэлектродвигателя n дв=950 мин−1. Схема двигателя изображена на рисунке 1.4Рис. 1 ЭлектродвигательОписание двигателя (см. [1], табл. 24.7): Тип двигателя: 112М, Исполнение IM3081Число полюсов: 4d 1=32 ммl 1=80 ммl 30 =452 ммb 1=10 ммh1 =8 ммl 20=4 ммl 21=16 ммd 20 =265 ммd 22=15 ммd 24=300 ммd 25=180 ммh31=310 мм51.2 Анализ результатов расчета на ЭВМПри конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия,наилучшим образом удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям:наименьшим массе, габаритам, стоимости; наибольшему КПД; требуемой жесткости,надежности.Применение ЭВМ для расчетов передач позволяет произвести расчеты с переборомзначений наиболее значимых параметров: способа термической обработки или применяемыхматериалов (допускаемых напряжений) и др. Необходимо выбрать оптимальный вариант.В пакете прикладных программ ПДМ – проектирование деталей машин – расчетпроизводят в два этапа.

На первом этапе отыскивают возможные проектные решения иопределяют основные показатели качества, необходимые для выбора рациональноговарианта: массу механизма, межосевое расстояние, материал венца колеса, коэффициентполезного действия. Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры,требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчетавалов и выбора подшипников.Расчет зубчатых передач производят для нескольких сочетаний твердостей рабочихповерхностей зубьев шестерни и колеса, соответствующих способу термической обработки: I– улучшение шестерни и улучшение колеса; II – закалка ТВЧ шестерни и улучшение колеса;III – цементация шестерни и колеса.В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия.

Массахарактеризуют материалоемкость, она тесно связана с габаритами и трудоемкостьюизготовления, а стоимость материала составляет значительную часть стоимости машины.Выбор варианта выполняют с учетом следующих общих ограничений:- возможности конструктивного решения выбранного варианта;- дефицитности материалов;-технологическихвозможностейпроизводства(наличиесоответствующегооборудования для зубонарезания; при высокой твердости материала колес необходимыотделочные операции: шлифование, притирка поверхностей зубьев);- соразмерности узлов и деталей привода (электродвигателя, редуктора, ременной илицепной передачи, приводного вала и др.).Подконструктивнымиограничениямипонимаютпреждевсеговозможностьизготовления зубьев шестерни и обеспечение необходимой прочности и жесткостибыстроходного вала, возможность размещения в корпусе редуктора подшипников валов6быстроходной ступени.

Чем больше передаточное число редуктора и выше поверхностнаятвердость зубьев, тем труднее удовлетворить конструктивным ограничениям.Для червячного редуктора следует проанализировать влияние материала венца насуммарную массу mc червяка и червячного колеса, массу mред редуктора, межосевоерасстояние аw, КПД, температуру tM масла в редукторе.

Наиболее целесообразным являетсявариант с возможно меньшей массой и большим КПД при допустимой температуре масла вредукторе, с оценкой целесообразности установки вентилятора на быстроходном валу исоразмерности редуктора и деталей, устанавливаемых на концах входного и выходноговалов.Рис.

2 Графики, отражающие влияние материала венца на массу червяка и червячногоколеса, массу редуктора, межосевое расстояние и температуру масла.В качестве оптимального следует выбрать вариант с меньшими массами и габаритами,а также невысокой температурой масла и высоким значением КПД. Для конструктивнойпроработки принят вариант 2.7892Эскизное проектирование редуктораПосле определения межосевых расстояний, размера червяка и колеса приступают кразработке конструкции редуктора. Первым этапом конструирования является разработкаэскизного проекта. При эскизном проектировании определяют расположение деталейпередач, расстояние между ними, ориентировочные диаметры ступеней валов, выбираюттипы подшипников и схемы их установки.2.1 Диаметры вала-червякаЧервяки выполняют стальными и чаще всего заодно с валом (см.

рис. 3).Геометрические размеры червяка, в том числе длина нарезанной части b 1 и ориентировочноерасстояние между опорами, известны из расчетов и эскизного чертежа редуктора.Рис. 3 Вал-червякДиаметр червяка в ненарезанной части назначают таким, чтобы обеспечить повозможности свободный выход инструмента при обработке витков и необходимую величинуупорного заплечика для подшипника.Предварительные значения диаметров и длин быстроходного вала (см. рисунок 3) (мм)различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:33d ≥ (7 … 8 ) ∙ √ T Б=( 7 … 8 ) ∙ √30=21,75 … 24,86 ммБольшее значение соответствует роликоподшипникамУсловие согласования быстроходного вала и вала электродвигателя:d ≈ ( 0,8 … 1 ) ∙ d 1=( 0,8 … 1 ) ∙32=22,4 … 28 ммПринимаемd=32 мм по табл.

24.28 [1]d П ≥ d +2 ∙t цил=32+2 ∙3,5=39 ммПринимаем d П =45 мм из конструктивных особенностей редуктора и расчетаподшипников на долговечность.d БП ≥ d П +3 ∙ r=45+3∙ 2=51≈ 53 ммДлина посадочного конца вала:l МБ =42 мм по табл. 24.28 [1]10Выходная часть вала представлена на рисунке 4.l=( 0,6 … 0,8 ) ∙ a=0,6 ∙11=6,6 ≈ 6,7 ммa – см.

пункт 2.4Рис. 4 Выходная часть валаОпоры червяка в силовых червячных передачах нагружены значительными осевымисилами. Поэтому в качестве опор вала червяка применяют конические роликовыеподшипники (см. рис. 5).Рис. 5 Конический роликовый подшипник2.2 Диаметры выходного валаВычисляют диаметры выходного вала (см. рис. 6) и округляют значения достандартных (см.