Министерство  общего и профессионального образования

Российской  Федерации

Томский политехнический университет

Кафедра  теоретической

и прикладной механики

 
 
 
 
 
 
 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  ПРИВОДА К ЛЕНТОЧНОМУ КОНВЕЙЕРУ 

Пояснительная записка  к курсовому проекту 
 
 
 
 
 
 

                                                   Выполнил: ст-т гр.2Б01

                                                   Герасимов А. 

                                                   Преподаватель:

                                                   Снегирёв Д. П. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2004

 

      Задание на проектирование 

      Спроектировать  привод к ленточному конвейеру. Окружное усилие на барабане F_б; окружная скорость барабана V_б; диаметр барабана D_б; срок службы привода h. 

  Исходные данные 

  F_б=4 кН;

  V_б=60 м/мин;

  D_б=0,3 м;

  h=8 лет. 

Расчет  и конструирование

 
 

                 
 
 

1 – электродвигатель;

2 – муфта;

3 – редуктор  зубчатый цилиндрический двухступенчатый горизонтальный;

4 – муфта;

5 – барабан. 

I – вал электродвигателя;

II – быстроходный вал;

III – промежуточный вал;

IV – тихоходный вал;

V – вал конвейера. 

(Z₁ – Z₂) – быстроходная пара;

(Z₃ – Z₄) – тихоходная пара. 

 

   1 Выбор стандартного электродвигателя 

      Выбор стандартного электродвигателя проводят по трём признакам:

1. требуемой мощности;
2. типу;
3. частоте вращения.

 
 

1.1 Определение требуемой  мощности электродвигателя 

      При выборе мощности электродвигателя необходимо соблюдать следующее неравенство:

                                (1.1)

            где N – паспортная мощность электродвигателя;

                  N_тр.ЭД – требуемая мощность электродвигателя.

                               (1.2)

            где N_раб.зв. – мощность на рабочем звене;

                  η_пр – коэффициент полезного действия (КПД) привода.

      В нашем случае N_раб.зв. = N_v.

      Определим мощность на рабочем звене по выражению:

                          Вт      (1.3)

            где F – усилие натяжения ленты конвейера, Н;

                    –  линейная скорость перемещения  ленты конвейера, м/с.

        Вт.

      Определим КПД привода:

                              (1.4)

            где  - КПД муфты, связывающей I и II валы;

                   - КПД редуктора;

                   - КПД муфты, связывающей IV и V валы;

                   - КПД опор звёздочки.

      КПД редуктора рассчитываем по следующей  формуле:

                               (1.5)

            где  - КПД пары подшипников качения;

                   - КПД зубчатой передачи.

      Определим КПД редуктора:

       .

      Определим КПД привода, принимая КПД муфт и , равными 1:

       .

      Зная  мощность на рабочем звене и КПД  привода, определим требуемую мощность электродвигателя:

        Вт.

      На  основании выражения 1.1 принимаем  ближайшее стандартное значение мощности электродвигателя:

                  N = 5,5 кН. 
 
 

      1.2 Выбор типа электродвигателя 

      Учитывая  условия работы конвейера (большие  пусковые нагрузки, запыленность рабочей среды), среди основных типов асинхронных электродвигателей трёхфазного тока выбираем двигатель типа АОП2 – электродвигатель закрытый обдуваемый с повышенным пусковым моментом. Исполнение закрытое, на лапах, без фланца. 
 

      1.3 Выбор частоты  вращения вала электродвигателя 

      Выбор частоты вращения вала электродвигателя производят с учетом средних значений передаточных отношений отдельных  передач. Определим передаточное отношение  привода по разрешающей способности:

                              (1.6)

                  где  , - передаточные отношения зубчатых передач.

      На  основании рекомендаций [1,7] принимаем:

       = =3...6.

      В нашем случае:

       .

      Тогда

                (1.7)

                  где - частота вращения рабочего звена, об/мин. Она равна:

                         =      (1.8)

                  где  - окружная скорость барабана, м/с;

                         - делительный барабана, мм.

                   = об/мин.

      Зная  частоту вращения рабочего звена  и передаточное отношение редуктора  по разрешающей способности, определим  возможные частоты вращения вала ЭД:

        об/мин.

      Принимаем частоту вращения вала двигателя  при известной мощности и типе двигателя, равной 965 об/мин. 

        
 
 

 

       2 Кинематический  расчёт 

      2.1 Определение общего  передаточного отношения  привода и разбивка  его по ступеням

По  известным частотам вращения электродвигателя и вала рабочего звена определим передаточное отношение редуктора:

.

По  имеющимся рекомендациям в литературе разбиваем передаточное отношение  по ступеням. Для зубчатого цилиндрического  двухступенчатого редуктора:

                   .      (2.1)

Найдем  передаточное отношение для первой (быстроходной) ступени:

Найдем  передаточное отношение для второй ступени:

 
 

2.2 Определение частот  вращения на валах  двигателя 

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин. 

 

3 Определение крутящих  моментов на валах  привода 

Крутящий  момент на валу I рассчитываем по следующей формуле:

                          (3.1)

            где  - угловая скорость вала двигателя, 1/с.

Переход от частоты вращения вала к его  угловой скорости осуществляется по нижеприведенной формуле, если частота  имеет размерность об/мин, а угловая скорость – 1/c:

                           (3.2)

В нашем  случае угловая скорость вала двигателя  равна:

1/c.

Определим крутящий момент на валу I:

  .

При определении  крутящего момента на валу II следует учитывать потери мощности на муфте и паре подшипников качения на втором валу. Таким образом, рассчитыавть крутящий момент на валу II следует по формуле:

                          (3.3)

            где  - КПД пары подшипников качения на втором валу.

  .

Крутящий  момент на валу III рассчитываем по нижеприведенной формуле:

                         (3.4)

            где  - КПД зубчатой передачи первой ступени;

                   - КПД пары подшипников качения  на третьем валу.

  .

                         (3.5)

            где  - КПД зубчатой передачи второй ступени;