Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Кафедра «Детали машин»

Привод ленточного транспортёра

Пояснительная записка

ДМ 47-01.00.00 ПЗ

Студент ______________________ (.) Группа

Руководитель проекта ______________________________ (Орлова Е.В.)

2017г.

Содержание

Введение………………………………………………………….………………..3

1. Краткое описание работы изделия и его назначение………………………4

2. Кинематический расчет привода ……………………………………….….. 5

3. Разработка компоновочной схемы

1. 3.1. Предварительный расчет валов……………………………………...…..6

2. 3.2. Расчет расстояния между деталями передач ………………………..…7

3. 3.3. Выбор типа подшипника и схемы его установки ……………...………7

5. Расчет подшипников

5.1.На тихоходном валу………………………………………..……………8

5.2.На промежуточном валу……………………………..………………….12

5.3.На быстроходном валу…………………………………………………..16

5.4.На приводном валу………………………………………………………19

6. Проверочный расчет валов на прочность

6.1. Быстроходного вала………..……………………………...…………....22

6.2. Промежуточного вала ………..……………………...………………....25

6.3. Тихоходного вала …..………………………..………...……….............28

6.4. Приводного вала ……………………………………...………………...32

7. Расчет соединений

7.1. Шпоночного

7.1.1.Соеднение тихоходного вала и колеса……………..........……….36

7.1.2.Соединение промежуточного вала и колеса……..………..……..37

7.1.3.Соединение быстроходного вала и муфты..……………………..37

7.1.4.Соединение тихоходного вала и муфты..………………………..37

7.1.5.Соединение приводного вала и барабана………………………..37

7.2.Болтовое соединение…………………………………………………….39

8. Компенсирующие способности муфт………………………………………41

Список использованной литературы

Приложение 1

Введение

Целью выполнения курсового проекта является спроектировать привод ленточного конвейера.

Составными частями привода являются электродвигатель, одноступенчатый конический редуктор, 2 муфты, приводной вал, цепная передача.

Устройство привода следующее: вращающий момент передается с электродвигателя на быстроходный вал редуктора при помощи муфты; с выходного вала редуктора через муфту на приводной вал с обгонной муфтой.

Требуется выполнить необходимые расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и разработать конструкторскую документацию, предназначенную для изготовления привода:

• чертеж общего вида редуктора (на стадии эскизного проекта);

• сборочный чертеж редуктора (на стадии технического проекта);

• рабочие чертежи деталей редуктора;

• расчетно-пояснительную записку и спецификации;

1.Краткое описание работы изделия и его назначение

Ковшовый конвейер предназначен для непрерывной транспортировки сыпучих грузов.

Движение ленты осуществляется посредством литого барабана. Передача вращения на него осуществляется посредством зубчатой передачи, одноступенчатого редуктора, асинхронного электродвигателя (исполнение IM 1081). Двигатель соединен редуктором через муфту.

Технические требования: II типовой режим нагружения. Расчетный ресурс 7000 ч при надежности подшипников качения 90%. Изготовление серийное – 300 штук в год.

2. Кинематический расчет привода

Для проектирования ленточного транспортера, прежде всего, необходимо выбрать электродвигатель. Для этого определим мощность, потребляемую движущим устройством (барабаном транспортера), оценим КПД привода, подсчитаем вращающие моменты на валах привода. Таким образом, определим исходные данные для расчета передач.

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:

_оп = 0,99 – КПД опор приводного вала ([1], таб. 1.1, подшипники качения (одна пара));

_м = 0,98 – КПД муфты ([1], таб. 1.1, муфта соединительная);

Частота вращения приводного вала или выходного вала редуктора:

Потребляемая мощность привода:

Требуемая мощность электродвигателя:

_общ = _ред  _оп  _м  _м = 0,9409*0,99*0,98*0,98 = 0,8946

_ред = _быстр_тих=0,97*0,97= 0,9409

По каталогу ближайшие мощности P=3кВт и P=4кВт

Проверим минимальную мощность с учетом перегрузки 12%:

Поэтому выбираем двигатель с мощностью P=4кВт

Общее передаточное число привода:

В результате был выбран электродвигатель АИР112МB6/950, с мощностью – 4кВт, частотой вращения вала под нагрузкой – 950 об./мин ([1], таб. 24.9).

Общее передаточное число привода:

3. Разработка компоновочной схемы

3.1. Предварительный расчет валов

Вращающие моменты валов из Приложения 1:

Быстроходного T_б= 39,1 Hм

Промежуточного T_пр=140,6 Hм

Тихоходного T_т= 502,5 Hм

Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов редуктора (округляются в ближайшую сторону до стандартных ([1], таб. 24.1), диаметры концов валов согласуются с ([1], таб. 24.27), высота заплечика, координата и размер фаски подшипника принимается согласно ([1], стр. 46))

Для быстроходного:

Для промежуточного:

Для тихоходного:

3.2. Расчет расстояния между деталями передач

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляем зазор:

L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

Расстояние между дном корпуса и поверхность колес:

3.3. Выбор типа подшипника и схемы его установки

Первоначально назначаем следующие пары подшипников:

Для быстроходного: 12207 d = 35мм D = 72мм B = 17мм r = 2мм r₁=1мм

Для промежуточного: 7207А d = 35мм D = 72мм B = 17мм r₁= r₂= 1,5мм

Для тихоходного: 12210 d = 50 мм D = 90 мм B = 20 мм r = r₁ = 1,5мм Схема установки подшипников на промежуточном валу - «враспор», на быстроходном и тихоходном валах – плавающая.

5. Расчет подшипников

5.1. На тихоходном валу

Исходные данные:

Частота вращения вала n=70,1 об/мин

Радиальная сила в зацеплении (суммарная для шеврона) F_r=2359,8 Н

Осевая сила в зацеплении F_A=2856,3Н

Окружная сила в зацеплении (суммарная для шеврона) F_t=5820,4 Н

Вероятность безотказной работы 90%

Требуемый ресурс L_10ah=8000 часов

Режим нагружения IV – легкий

Диаметр колеса на валу d₂=172.658 мм

Консольная нагрузка F_к= 1164 Н

Линейные размеры l=215,44 мм

l₁=77,72 мм

l₂=76,41 мм

Определение радиальных реакций опор от сил в зацеплении

В плоскости YOZ

Проверка:

В плоскости XOZ

Аналогично ситуации в плоскости YOZ, получим:

Суммарные реакции опор:

Радиальные реакции опор от действия консольной силы:

Проверка:

В дальнейших расчетах направление векторов реакций опор от действия муфты условно принимаем совпадающим с направлением векторов реакций от сил в зацеплении.

Реакции опор для расчета подшипников:

-коэффициент эквивалентности (для IV типа нагружения)

Внешняя осевая сила, действующая на валах =0 (т.к. шеврон), но .

Предварительно назначаем роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами с одним бортом на наружном кольце подшипники: 12210.

Для принятых подшипников из [1, таб. 24.14] находим:

При вращении внутреннего кольца V=1

Принимаем по [1, таб. 7.6] и

– роликовый подшипник [1 c. 117];

Коэффициент осевого нагружения [1, таб. 7.2]:

следовательно, X=0.56, Y=0.44/e=1.4

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:

Условие выполняется.

Определяем предел усталостной нагрузки

Определяем центровой диаметр тел качения

тогда коэф. загрязнения

Определим номинальную кинематическую вязкость масла v₁

Определим коэффициент относительной вязкости смазочного материала к

Тогда а=2,5671, b=1.9987, c=0.19087, r=1/3, f=0.83, s=9.3,g=1.

Определим эквивалентную радиальную динамическую нагрузку с учетом режима нагружения

Вычислим требуемую динамическую грузоподъемность

Определим статический коэффициент безопасности

Определим фактический ресурс подшипника при вероятности безотказной работы 90%

Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а₁=1(вероятность безотказной работы 90%, [1, таб. 7.7]).

Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполнено условие подшипник 12210 пригоден. При требуемом ресурсе надежность выше 90%.

5.2. На промежуточном валу

Исходные данные:

Частота вращения вала n=140,6 об/мин

Радиальная сила на колесе в зацеплении F_r12=2359,8 Н

Радиальная сила на шестерне в зацеплении F_r34=852,8 Н

Осевая сила на колесе в зацеплении F_A1= F_A2=2856,3 Н

Осевая сила на шестерне в зацеплении F_A3= F_A4=1021,3 Н

Окружная сила на колесе в зацеплении F_t12=5820,4 Н

Окружная сила на шестерне в зацеплении F_t34=2108,8 Н

Вероятность безотказной работы 90%

Требуемый ресурс L_10ah=8000 часов