Расчет привода к ленточному конвейеру

Министерство образования  и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Чебоксарский институт экономики и менеджмента (филиал)

 

Кафедра высшей математики и информационных технологий

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу  «Основы проектирования и конструирования»

 

на тему «Расчет привода к ленточному конвейеру»

 

 

                                                                          Выполнил студент

                                                                         

                                                                          Подпись_______________

                                                                          Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары

2013

 

Содержание

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

1. Теоретические основы  проектирования………………………………………5

1. Основы проектно-конструкторского процесса и конструкторская документация…………………………………....………………………………...5
2. Основные технические характеристики машин и механизмов…………7
3. Технико-экономические правила конструирования……………………11
2. Расчет привода к ленточному конвейеру………………………………….14
1. Анализ кинематической схемы машинного агрегата………………..…14
2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода……………………16
3. Выбор материала зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений……………………………...………………………………...19
4. Расчет зубчатых передач редуктора (закрытой косозубой цилиндрической передачи)…………….......................………………….23
5. Проектный расчет валов (эскизная компоновка редуктора)………......27
6. Расчет параметров зубчатого колеса (конструирование зубчатого колеса)……………………………………………... ……………………..29

Заключение………………..……………………………………………………..30

Список литературы………………………………..………………………….….31

Приложение 1………………………………………………………………….…33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

     Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере.

Правильная  организация и бесперебойная работа промышленного транспорта являются таким же обязательным условием успешной работы предприятия, как и рациональная организация производственных процессов.

Ленточные конвейеры являются наиболее распространенными транс-

портирующими машинами, обеспечивающими перемещение насыпных и штучных грузов с высокой производительностью. Отличительными особенностями современных ленточных конвейеров является их эксплуатационная надежность и экономичность, обусловленная малыми удельными затратами энергии на транспортирование груза и простотой обслуживания, что обеспечивается высоким уровнем автоматизации контроля и управления. Проектирование конвейера, который будет соответствовать всем данным требованиям, является очень важным и ответственным процессом, требующим соответствующих знаний и навыков.

          В данном курсовом проекте выполнено проектирование привода к ленточному конвейеру по заданным параметрам: тяговой силе, скорости ленты, диаметра барабана исполнительного органа, а также параметров режима работы, срока службы, характеру рабочей нагрузки, режиму работы. В ходе курсового проекта по расчетным вращающим моментам, частотам вращения и мощностям на валах был выбран двигатель, произведен кинематический расчет привода, зубчатых передач редуктора, проектировочный расчет валов и расчет параметров зубчатого колеса.

Цель работы - произвести расчет привода к ленточному конвейеру.

Для реализации этой цели в курсовом проекте  были поставлены следующие задачи:

• произвести анализ кинематической схемы машинного агрегата;
• определить условия эксплуатации машин, срок службы привода;
• выбрать двигатель;
• рассчитать зубчатые передачи редуктора;
• произвести проектировочный расчет валов;
• рассчитать параметры зубчатого колеса.

Основными требованиями, предъявляемыми к создаваемой машине являются: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

 

1. Теоретические основы проектирования

1. Основы проектно-конструкторского процесса и конструкторская документация

     Детали, узлы, машины изготовляют по чертежам, выполненным на основе проектов- совокупности расчетов, графических материалов и пояснений к ним, предназначенных для обоснования и определения параметров конструкции(кинематических, динамических, геометрических и.т.д.), ее производительности, экономической эффективности. Для особо ответственных конструкций проект дополняют макетом или действующей моделью.

     Основные особенности этого процесса состоят в много вариантности решения, необходимости согласования принимаемых решений с общими и специфическими требованиями, предъявляемыми к конструкциям, а также с требованиями соответствующих ГОСТОВ, регламентирующих термины, определения, условные обозначения, систему измерений, методы расчета и т. д.

     Конструирование машин - это творческий процесс со свойственными ему закономерностями построения и развития.

Стадии разработки конструкторской  документации и этапы работ установлены ГОСТ 2.103-68. Он обобщает опыт, накопленный в передовых странах по проектированию машин, приборов и аппаратов.

Учитывая характер формулировки задачи и точку входа в рабочий  план, мы можем выделить следующие разновидности конструирования.

      Первая стадия - разработка технического задания-документа, содержащего наименование, основное назначение, технические требования, показатели качества, экономические показатели и специальные требования заказчика к изделию.

Техническое задание  разрабатывают на основе требований заказчика с учетом достижений и технического уровня отечественных и зарубежных конструкций, патентного поиска, а также результатов научно- исследовательских работ и научного прогноза.

      Вторая стадия- разработка технического предложения- совокупности конструкторских документов, обосновывающих техническую и технико-экономическую целесообразность разработки изделия на основе предложений в техническом задании, рассмотрения вариантов возможных решений с учетом достижений науки и техники в стране  за рубежом, патентных материалов, возможностей машиностроительных заводов отрасли и смежных отраслей. Техническое предложение утверждается заказчиком  и генеральным подрядчиком.

     Третья стадия- разработка эскизного проекта – совокупности конструкторских документов, содержащих принципиальные конструкторские решения и разработки общих видов чертежей, дающих представление об устройстве разрабатываемого изделия, принципе его действия, габаритах и основных параметрах. Сюда входит пояснительная записка с необходимыми расчетами.

     Четвертая стадия-разработка технического проекта-совокупности конструкторских документов, содержащих окончательное решение и дающих полное представление об устройстве изделия.  Чертежи проекта состоят из общих видов и сборочных чертежей узлов, полученных с учетом достижений науки и техники на уровне работы узлов. На этой стадии рассматриваются вопросы надежности узлов, соответствие требованиям техники безопасности, условиям хранения и транспортирования и т.д.

     Пятая стадия- разработка рабочей документации-совокупности документов, содержащих чертежи общих видов, узлов и деталей, оформленных так, чтобы по ним можно было изготовлять изделия и контролировать их производство и эксплуатацию. На этой стадии разрабатываются конструкции деталей, оптимальные по показателям надежности, технологичности и экономичности.

     

1.2.Основные  технические характеристики машин  и механизмов.

 

     Машины, механизмы, приборы, аппараты, приспособления, инструменты и другие конструкции(изделия) состоят из деталей. При этом деталью принято называть элемент (часть) конструкции, изготовленный из материала одной марки без применения сборочных операций(например болт, гайка, вал и т.д.)

     Совокупность деталей, соединенных на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций(завинчиванием, сваркой и т.д.) и предназначенных для совместной работы, называют сборочной единицей(узлом). Простейший узел включается как составная часть в более сложный узел, который в свою очередь оказывается узлом изделия, комплекса и т.д. Характерными примерами узлов являются ( по мере нарастания сложности) подшипник, узел опоры, редуктор и т.д.

     Изготовление конструкций и узлов из деталей позволяет использовать различные материалы, облегчает их изготовление, эксплуатацию и ремонт, обеспечивает возможность их нормализации и стандартизации, изготовления на специализированных заводах и т.д.

     Несмотря на различное конструктивное оформление и назначение машин, большинство типов деталей и узлов являются в них типовыми (нормализированными, стандартными). К их числу относятся различные соединения(резьбовые, сварные, шлицевые), передачи (зубчатые, винтовые, гибкой связью) и их детали, валы, муфты и опоры, уплотнения и устройства для смазывания, детали корпусов, пружины и т.д.

     Детали и узлы машин, как и машины в целом, характеризуются: работоспособностью, надежностью, технологичностью, экономичностью, эстетичностью.

     Работоспособностью называют состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническими условиями, стандартами и т.д.)

     Под надежностью понимают свойство изделия (детали, узла, машины) выполнять функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение заданного промежутка времени или требуемой наработки. Надежность является общей проблемой для всех отраслей машино- и приборостроения. Любая современная машина или прибор, какими бы высокими характеристиками они не обладали, будут обесценены при ненадежной работе.

     Надежность изделия определяется необходимой наработкой, которая может исчисляться в часах работы станка, налета самолета и т. д., в километрах пробега автомобиля, гектарах обработанной земли для сельскохозяйственной машины и т.д. Надежность закладывается на всех этапах создания и эксплуатации изделий.  Ошибки проектирования, погрешности в производстве, небрежность при упаковке и транспортировании, отступление от правил эксплуатации изделия сказываются на его надежности.

     Технологичными называют детали и узлы, требующие минимальных затрат средств, времени и труда в производстве, эксплуатации и в ремонте. Технологичность деталей обеспечивается: очерчиванием их простейшими поверхностями ( цилиндрическими, коническими), удобными для обработки механическими и физическими методами; применением материалов, пригодных для безотходной обработки(давлением, литьем, прессованием, сваркой), и ресурсосберегающей технологии; системой допусков и посадок и другими средствами и методами.

     Детали и узлы машин должны быть конструктивно приспособлены к гибким производственным системам (ГПС). Для этого их конструкции должны характеризоваться также высокой преемственностью и высоким уровнем стандартизации и унификации конструкционных элементов, материалов, расчетов  и технологий, возможностью «сращивания» систем автоматизированного проектирования производства и т.д.

     При оценке экономичности учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт.

     Экономичность деталей и узлов достигается оптимизацией их формы и размеров из условия минимума материале, энерго и трудоемкости производства, за счет максимального КПД в эксплуатации при высокой надежности; высокой специализацией производства и т.д.