Привод ленточного транспортёра

Московский Государственный Технический Университет им. Н. Э. БауманаКафедра «Детали Машин»Расчётно-пояснительная запискак курсовому проекту на тему:Привод ленточного транспортёраДМ 1341.00.00 ПЗСтудент: Соколов А.И.Дата:подписьРуководитель проекта: Блинов Д.С.Группа СМ1-62Дата:подписьМосква, 20181.Кинематический расчёт1.1. Выбор электродвигателяПотребляемая мощность привода P:V ∙ Ft 0,85 ∙ 2,8P′ === 3,05 кВтηобщ0,78V ∙ Ft 0,85 ∙ 2,8P′ === 3,05 кВтηобщ0,78где ηобщ – общий КПД привода;ηобщ = ηред ∙ ηподш ∙ ηмуфт = 0,8 ∙ 0,99 ∙ 0,995 = 0,78ηред – ориентировочное значение КПД червячного редуктора;ηмуфт – КПД упругой муфты;ηподш – КПД пары подшипников приводного вала;Исходя из полученного значения требуемой мощности электродвигателяP−P′3,05−3выбираем двигатель мощностью P=3 кВт, т.к.

δ ==∙ 100% = 1,8%P3Окончательно марка двигателя будет выбрана после расчёта частоты вращениябыстроходного вала редуктора.1.2. Определениеприближение)частотывращениятихоходноговала(1–еЧастота вращения приводного вала:V ∙ 6 ∙ 104 0,85 ∙ 6 ∙ 104nпр.вала === 46,4 об/минπ ∙ Dбπ ∙ 350Передаточное отношение редуктора up=20-30Приближенноезначениечастотывращениявалаэлектродвигателя,nэд = nпр.вала ∙ uред = 46,4 ∙ 20 = 928 об/минПринимаем nэд=1000 мин-1 Таким образом, окончательно выбираем следующийэлектродвигатель:АИР 112МА6/950P=3 кВт;nc=1000 мин-1;nЭД=960 мин-1;nс - синхронная частота вращения вала ЭД;Передаточное число червячного редуктора:uред =nЭДnт=95046,4= 20,62Номинальный вращающий момент на приводном валу:Тп =Ft ∙Dб2=2,8∙3502= 490 Н ∙ мНоминальный вращающий момент на тихоходном валу редуктора:Tп490Tт === 495 Н ∙ м0,99 ∙ 0,98 0,99 ∙ 0,981.3.

Основные результатыВ результате расчётов, выполненных в п.1 были получены следующие результаты:а) nт = 46,4 мин−1б) Был выбран следующий электродвигатель:АИР 112МА6/950P=3 кВт;nc=1000 мин-1;nЭД=960 мин-1;в) uред = 46,4г) Вращающий момент на червячном колесеTт = 518 Н ∙ м3453.Определение диаметров валов3а) Быстроходный вал: d ≥ 8 ∙ 3√T1 = 8 ∙ √29 = 24,8ммПринимаем: d  24 мм;Принимаем dп =50мм.dБП = dп + 3 ∙ r = 50 + 3 ∙ 3 = 59ммб) Тихоходный вал:d ≥ (5 … 6) ∙ 3√T2 = 40,2 … 48,2мм;Принимаем: d = 48мм;dп = d + 2 ∙ t цил = 48 + 2 ∙ 3,5 = 55ммПринимаем: dп = 55мм;dБП = dп + 3 ∙ r = 55 + 3 ∙ 3 = 64мм;Принимаем: dБП = 65мм;64. Расчет соединений.4.1 Расчёт шпоночных соединенийа)Шпоночные соединения для передачи вращающего момента с валаэлектродвигателя на муфту и с муфты на быстроходный вал.Диаметр валов: d = 32 мм.Передаваемый момент: T = 29Нм.Тип шпонки: призматическая с закругленными торцами;Для данного диаметра рекомендуемые параметры шпонки:b  10 мм;h  8 мм;t1  5м;t 2  3,3 мм; СМ 140 ММПаПроверочный расчёт: lр 2  T  1032  29  103 3,5 мм;d ср  0,47  h   СМ 32  0,47  8  140Принимаем lр  10мм;l = lp + b = 20ммОкончательно выбираем: «Шпонка10х8х20 ГОСТ 23360-78»б)Шпоночные соединения для передачи вращающего момента с тихоходноговала на муфту и с муфты на приводной вал.Диаметр валов: d = 48 мм.Передаваемый момент: T = 518 Нм.Тип шпонки: призматическая с закругленными торцами;Для данного диаметра рекомендуемые параметры шпонки:b  14 мм;h  9 мм;t1  5,5м,t 2  3 мм; СМ 140 МПа;2  T  10 32  518  10 3 36 мм;Проверочный расчёт: l р d ср  0,47  h   СМ 48  0,47  9  140Принимаем lр  36мм;l = lp + b = 50ммОкончательно выбираем: «Шпонка 14х9х50 ГОСТ 23360-78»7г)Шпоночное соединение для передачи вращающего момента с червячногоколеса на тихоходный валДиаметр вала: d  60 мм;Передаваемый момент: T  518 Н  м;Тип шпонки: призматическая с закругленными торцами;Для данного диаметра рекомендуемые параметры шпонки:b  18 мм;h  11 мм;t1  7 мм;t 2  4,4 мм; СМ 140 МПа;Проверочный расчёт: l р 2  T  10 32  518  10 3 23 мм;d  0,47  h   СМ 60  0,47  11  140Принимаем lp = 32ммl = lp + b = 50ммПринимаем l = 50ммОкончательно выбираем: «Шпонка 18х11х50 ГОСТ 23360-78»Призматические шпонки должны находиться в пазу вала с натягом, поэтому поледопуска ширины шпоночного паза принимаем равным P9.

Поле допуска ширинышпоночного паза отверстия примем Js9.85.Расчёт валов и подшипников качения редуктора5.1Определение сил реакций в опорах валов и расчет подшипников.а) Быстроходный вал редуктораСилы, действующие на червяк со стороны червячного колеса:Ft1=Fa2=940 H; Ft2=Fa1=4011H; Fr=1460H.12228244Fr1Fа1Ft1Fr1F1вFа1F1гF2вF2гFt191. Радиальные реакции опор от сил в зацеплении- в плоскости YOZ∑ M1 = 0; Fr ∙ (l − l1) + Fa ∙R 2в = −dFr (l−l1 )+Fa∙ 2⁄2d1+R∙l= 02в21460∙122+31,5∙4011=−244d∑ M2 = 0; R1в ∙ l − Fa ∙ 1⁄2 + Fr ∙ l1 = 0ld−Fr ∙l1 +Fa ∙ 1⁄2= −1248 H−1460∙122+4011∙31,5R1в === −212 Hl244Проверка ∑ Y = R1в + Fr + R 2в = −212 + 1460 − 1248 = 0 – реакции найденыправильно.- в плоскости XOZ:F ∙(l−l )940∙122∑ M1 = 0 ; R 2г ∙ l − Ft ∙ (l − l1) = 0; R 2г = t 1 == 470 HFt ∙l1l940∙122244∑ M2 = 0 ; − R1г ∙ l + Ft ∙ l1 = 0; R1г === 470Hl244Проверка: ∑ X = R1г − Ft + R 2г = 470 − 940 + 470 = 0 –правильноСуммарные реакции опор:R1 = √R21г + R21в = √2122 + 4702 = 515 HR 2 = √R22г + R22в = √12482 + 4702 = 1333 Hреакциинайдены2.

Радиальные реакции опор от действия муфты.Fk = 125√TБ = 125√29 = 684 HРеакции от силы FkF (l+l )684∙(244+28)∑ M1 = 0; Fk (l + l2 ) − R 2k l = 0; R 2k = k 2 == 762 HFk l2l684∙28244∑ M1 = 0; Fk l2 − R1k l = 0; R1k === 78 Hl244Проверка −Fk + R 2k − R1k = −684 + 762 − 78 = 03. Реакции опор для расчета подшипников.4.5.6.7.R r1max = R1 + R1k = 515 + 78 = 593 HR r2max = R 2 + R 2k = 1333 + 762 = 2095 HВнешняя осевая сила, действующая на вал, Famax = Fa = 6157 HДля типового режима нагружения II коэффициент эквивалентности KE=0,63Вычисляем эквивалентные нагрузки:Fr1 = K E ∙ Fr1max = 0,63 ∙ 593 = 373 HFr2 = K E ∙ Fr2max = 0,63 ∙ 2095 = 1320HFa = K E ∙ Fa max = 0,63 ∙ 4011 = 2527HПредварительно назначаем роликовые радиально упорные подшипникилегкой серии 7210А. Схема установки подшипников- враспор.Для принятых подшипников находим: d = 50 мм; D = 90 мм; Cr =70400H;C0r = 55000H; e = 0,43; Y = 1.5Минимально необходимые для нормальной работы радиально –упорныхподшипников осевые силы10Fa1min = 0,83eFr1 = 0,83 ∙ 0,43 ∙ 373 = 133 HFa2min = 0,83eFr2 = 0,83 ∙ 0,43 ∙ 1320 = 471 HНаходим осевые силы, нагружающие подшипник.

Расчетная схемасоответствует рис.7.4а. Так как Fa1min < Fa2min и Fa2min − Fa1min = 471 −133 = 338 < Fa = 2527 , то Fa1 = Fa1min = 133 H; Fa2 = Fa1 + Fa = 133 +2527 = 2660 HF1338. Отношение a1 == 0,35, что меньше e=0,43. Тогда для опоры 1: X=1;VFr1Y=0.ОтношениеFa2VFr2373=26601320= 2,01, что больше e=0,43.

Тогда для опоры 2: X=0,4;Y=1,5.9. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников приK Б = 1.5; K Т = 1.Pr1 = VFr1K Б K Т = 1 ∙ 373 ∙ 1,4 ∙ 1 = 522 H.Pr2 = (VFr2 + YFa )K Б K Т = (0,4 ∙ 1320 + 1,5 ∙ 2527) ∙ 1,4 ∙ 1 = 6046 H.Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем расчетныйскорректированный ресурс при a1 = 1, a23 = 0,6 и k = 10/3 (роликовыйподшипник)C103L10ah = a1 ∙ a23 ∙ ( ) ∙Pr10660∙n70400= 1 ∙ 0,6 ∙ (6046103) ∙10660∙960= 37243 ч.Расчетный ресурс больше требуемого: L10ah > L′10ahПроверка выполнения условия Pr max ≤ 0,5 ∙ CМинимально необходимые для нормальной работы подшипников осевыесилы:Fa1min = 0,83eFr1 = 0,83 ∙ 0,43 ∙ 593 = 211 HFa2min = 0,83eFr2 = 0,83 ∙ 0,43 ∙ 2095 = 747 HТак как Fa1min < Fa2min ; и Fa2min − Fa1min = 747 − 211 = 536 < Fa = 4011, то Fa1 = Fa1min = 211 H; Fa2 = Fa1 + Fa = 211 + 4011 = 4222 HОтношениеFa2VFr2=42222095= 2,01 что больше e=0,43.

Тогда X=0,4, Y=1,5Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипника опоры 2Prmax = (VXFr2max )K Б K T = (0,4 ∙ 2095 + 1,5 ∙ 4222) ∙ 1,4 ∙ 1 = 10039 HУсловие Pr max ≤ 0,5 ∙ C выполнено.б) Тихоходный вал редуктора11Силы, действующие на червячное колесо со стороны червяка:Ft1=Fa2=940 H; Ft2=Fa14011H; Fr=1460H.52102104Ft2Fа2Fr2F2вFа2F1вFr2Ft2F2гFкF1гF2кF1к1. Радиальные реакции опор от сил в зацеплении- в плоскости YOZ12∑ M2 = 0; − Fr ∙ (l − l1) + Fa ∙R1в =dFr (l−l1 )−Fa ∙ 2⁄2l=+R1в21460∙52−940∙129∑ M1 = 0; −R 2в ∙ l + Fa ∙dFr ∙l1 +Fa ∙ 2⁄2d2104∙l= 0= −436 Hd2⁄2 + Fr ∙ l1 = 01460∙52+940∙129R 2в === 1896 Hl104Проверка ∑ Y = R1в − Fr + R 2в = 1896 − 1460 − 436 = 0 – реакции найденыправильно.- в плоскости XOZ:F ∙(l−l )4011∙52∑ M1 = 0 ; R 2г ∙ l − Ft ∙ (l − l1) = 0; R 2г = t 1 == 2005,5 HFt ∙l1l4011∙52104∑ M2 = 0 ; − R1г ∙ l + Ft ∙ l1 = 0; R1г === 2005,5Hl104Проверка: ∑ X = R1г − Ft + R 2г = 2005,5 − 4011 + 2005,5 = 0 – реакции найденыправильноСуммарные реакции опор:R1 = √R21г + R21в = √2005,52 + 4362 = 2052 HR 2 = √R22г + R22в = √2005,52 + 18962 = 2759 H2.

Радиальные реакции опор от действия муфты.Fk = 125√Tt = 125√518 = 2845HРеакции от силы FkF (l+l )2845∙(104+102)∑ M1 = 0; Fk (l + l2 ) − R 2k l = 0; R 2k = k 2 ==5635 HFk l2l2845∙102104∑ M1 = 0; Fk l2 − R1k l = 0; R1k === 2790 Hl104Проверка −Fk + R 2k − R1k = −2845 + 5635 − 2790 = 03. Реакции опор для расчета подшипников.4.5.6.7.R r1max = R1 + R1k = 2052 + 2790 = 4842 HR r2max = R 2 + R 2k = 2759 + 5635 = 8394 HВнешняя осевая сила, действующая на вал, Famax = Fa = 940 HДля типового режима нагружения II коэффициент эквивалентности KE=0,63Вычисляем эквивалентные нагрузки:1 = ∙ 1 = 0,63 ∙ 4842 = 3050 2 = ∙ 2 = 0,63 ∙ 8394 = 5288 = ∙ = 0,63 ∙ 940 = 592 Предварительно назначаем роликовые радиально упорные подшипникилегкой серии 7211А. Схема установки подшипников- враспор.Для принятых подшипников находим: = 55 мм; = 100 мм; =84200;0 = 61000; = 0,40; = 1.5Минимально необходимые для нормальной работы радиально – упорныхподшипников осевые силы1 = 0,831 = 0,83 ∙ 0,40 ∙ 3050 = 1012 2 = 0,832 = 0,83 ∙ 0,40 ∙ 5288 = 1755 13Находим осевые силы, нагружающие подшипник.