Привод ленточного конвеера

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовой  проект по деталям машин ПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Задание ПМ –Привод ленточного конвеера.

Вариант 4

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА 
Исполнитель Горин В.В.                                   Группа 11А10ПИТ

Руководитель Воронина А.Л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2010г. 

Глава 1.  РАСЧЕТ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

1.1. Исходные данные

 

 

 

 

 

     1- ведущий вал

2-  ведомый вал 

3 – ведущая шестерня 

4 – ведомое колесо

5. - двигатель

6. -  муфта компенсирующая

7-  муфта комбинированная

8 - барабан конвейера

                                                    

В задании даны: Р - окружное усилие на барабане, в кН;

       V- скорость ленты конвейера, в м/с;

  D - диаметр барабана, в мм.

Исходные цифровые данные приняты:

Р = 1,2 кН, V= 2,5 м/с; D = 0,315 м.

 

Разработать: цилиндрический редуктор и рабочие чертежи вала и колеса. Принять режим нагружения шестерни и колеса постоянный с длительной работой.

 

1.2. Выбор электродвигателя

 

Определение частоты  вращения барабана конвейера  :

                       = = =166,6

Определение мощности на барабане конвейера N :

         N = = =3 кBт

Определение мощности на валу электродвигателя N :

N = ,

где:  - общий КПД привода от барабана конвейера до электродвигателя (см. в табл. 1.1 величину КПД частей привода):

 

=   =0,99 0,99 0,98=0,93

 

где: =0,99 -КПД пара подшипников качения;

        =0,99 -КПД муфты;

        =0,98 -КПД цилиндрической передачи;

Тогда N = = =3,23 кВт 

Таблица 1.1

КПД деталей привода

Наименования	КПД
	Обозначения	Величина
Муфта		0,99
Подшипники качения (одна пара)		0,99
Цилиндрическая передача		0,98

 

После расчета мощности на валу электродвигателя N по таблице 1.2 выбирают три или четыре двигателя, ближайших по мощности  N но в большую сторону: N N

 

Выписка из каталога электродвигателей

Таблица 1.2

Мощность   кВт	Синхронная частота вращения,
	3000		1500		1000		750
	Тип двигателя	Рабочая частота вращения	Тип двигателя	Рабочая частота вращения	Тип двигателя	Рабочая частота вращения	Тип двигателя	Рабочая частота вращения
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,37	-	-	-	-	71А6	915		-
0,55	-	-	71А4	1354	71В6	915		-
0,75	71А2	2820	71В4	1350	80А6	920	90LA8	705
1,1	71В2	2805	50А4	1395	80В6	920	90LB8	715
1,5	80А2	2850	80В4	1395	90L6	925	100L8	702
2,2	80B2	2850	90L4	1395	100L6	945	112MA8	709

 

3	90L2	2850	100S4	1410	112MA6	950	112MB8	709
4	100S2	2880	100L4	1410	112MB6	950	132S8	720
5,5	100L2	2850	112M4	1432	132S6	960	132M8	712
7,5	112M2	2895	132S4	1440	132M6	960	160S8	727
11	132M2	2910	132M4	1447	160S6	970	160M8	727
15	160S2	2910	160S4	1455	160M6	970	180M8	731
18,5	160M2	2910	160M4	1455	180M6	980	-	-
22	180S2	2919	180S4	1462	-	-	-	-
30	180M2	2925	180M4	1470	-	-	-	-

Примечание: Размеры каталожных электродвигателей приведены в Приложении 1.

 

Для данной схемы можно выбрать двигатель мощностью N=4кВт>3,94кВт. На основании таблицы 1.2 это будут следующие двигатели:

100S2:  N =4кВт, n =2880 ;

100L4:            N =4кВт,     n =1430 ;

112MB6: N =4кВт, n =950 ;

132S8:  N =4кВт, n =720 .

 

Что бы установить, какой же двигатель  из этих четырех подходит к нашему расчетному случаю, надо найти передаточное число U создаваемое каждым данным двигателем, и сравнивать его со стандартным значением U для конкретного типа передачи (см. табл. 1.3):

Таблица 1.3

Передаточные числа зубчатых передач (цилиндрические) U

(ГОСТ 2185-66)

2,5

2,8

3,15

3,55

4,0

4,5

5,0

5,6

6,3

 

            U = = =17,2

U = = =8,46

U = = =5,7

U = = =4,3

Согласно таблице 1.3 ближе к стандартным величинам (U = 4,5; 5,0; 6,3) передаточные числа зубчатых передач, образованных при использовании двух двигателей: 112МВ6 с частотой вращения = 950 об/мин (U = 5,7) и 132S8 с частотой вращения = 720 об/мин (U = 4,3). Так как двигатель с большей частотой вращения имеет меньшие габариты, выбираем двигатель 112МВ6, округляя передаточное число редуктора до стандартного значения: U = 5,6

 

1.3. Силовой расчет привода

Определение частоты вращения ведущего и ведомого п₂ валов: 

                     = = 950об/мин;      п₂ = = об/мин

Определение мощности на ведущем N и ведомом N валах: 

За исходное значение берется  мощность на барабане (см. п. 1.2.2)  N_б

N = N / = 3/0,99 =3,09кВт    

N = N / = 3,09/0,99·0,98=3,19 кВт

Где:  , , по таблице 1.1

 

Определение крутящих моментов на ведущем  М_{ и ведомом М₂ валах.

              М =9550 =9550· 3,19/950=32 Hм

М =9550 =9550·3,09/169.6=174Hм

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.4

               Таблица  1.4

Схемы приводов (см. п. 1.1)	Номера валов	Частота вращения, п об/мин	Мощность N кВт	Крутящий момент, М Нм
1.1.1	1	950	3,19	32
		2	169,6	3,09	174

 

 

                                                       1.4. Расчет  зубчатой  передачи

 

1.4.1. Выбор  материала зубчатых передач 

 

 

 

В качестве материала зубчатых колес  используются углеродистые  и легированные стали, подвергнутые термообработке. Рекомендуемые  марки сталей и их термообработка представлены в таблице 1.5 

        Таблица 1.5

Марка стали	МПа	МПа	Термообработка
				HB - HB	вид
35	500-600 600-700 700-800 800-900	250 320 400 550	140-170 167-194 194-222 223-250	нормализация нормализация отпуск  отпуск
45	600-700 700-800 800-900	320 400 550	167-194 194-222 223-250	нормализация, закалка, отпуск улучшение, закалка отпуск, отпуск
40Л	530	300	153-196	нормализация
50	640 700-800	350 530	179-228 228-255	нормализация закалка, отпуск
40Х	700-800 800-900 900-1000	400 550 700	200-230 230-257 257-287	нормализация отпуск, отпуск
35ХГСА	760 1100	500 960	235 310	Закалка отпуск, отпуск

 

Для обеспечения прирабатываемости  зубчатых пар необходимо, чтобы шестерня была тверже колеса, то есть  HB   

Для нашего расчетного случая выбираем по таблице 1.6 для следующие материалы:

- для колеса - Ст50  (HB - НВ _тах = 179-228, = 640 МПа, = 350 МПа);

- для шестерни - Ст40Х (НВ_тт - НВ_тах = 200-230, = 700 МПа, = 400 МПа);

 

1.4.2. Определение допускаемых  контактных напряжений зубчатых  передач

Величина допускаемых  напряжений зависит от режима нагружения,

По условию задания у шестерни и колеса режим нагружения постоянный, работа длительная.

Соответствующее постоянному режиму допускаемое контактное напряжение равно:

для шестерни:  [ ] =

для колеса:  [ ] =

где:     - предел контактной выносливости:

          =2НВ_ср1 +70 = 2 215 + 70 = 500 МПа;

 = 2НВ_ср2   + 70 = 2 • 203,5 + 70 = 477 МПа,  

где:   средняя твердость  шестерни из Ст40Х (см. п1.4.1)

равна: НВ_ср1   =

 

Средняя твердость колеса из Ст50 (см.п.1.4.1)

  равна: НВ_ср2= = 203,5

  -   коэффициент,   учитывающий   шероховатость   поверхности,   рекомендуемый: =0,95 ... 1,   принимаем =1.