Детали машин

Содержание 

Техническое задание…………………………………………………………….....2

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

1. Кинематический  и силовой расчет привода. Выбор 

    электродвигателя  и редуктора…………………………………………………..4

1.1. Определение  мощности на валу исполнительного  органа………….....4

1.2. Определение  расчетной мощности на валу  электродвигателя………...4

1.3. Определение  частоты вращения вала исполнительного 

       органа и двигателя………………………………………………………..4

1.4. Выбор электродвигателя…………………………………………………6

1.5. Определение  передаточного отношения привода  расчет силовых и кинематических  параметров привода выбор редуктора…………………….8

2. Выбор муфты…………………………………………………………..………..11

3. Проектирование  открытой передачи…………………………………….….....12

4. Проектирование  исполнительного органа………………………………....….14

4.1. Проектный  расчет вала……………………………………....…………..14

4.2. Подбор  подшипников и шпонок……………………………………… ..14

4.3. Проверочный  расчет вала на статическую  прочность 

       по эквивалентному моменту………………………………………….....16

4.4. Проверочный  расчет подшипников на долговечность………………...18

4.5. Проверочный  расчет шлицевых или шпоночных  соединений………..19

Список использованных источников……………………………………………..20 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Введение 

      В данной курсовой работе выполнено проектирование привода ленточного конвейера по заданным параметрам: окружной скорости, окружного усилия и диаметра барабана исполнительного органа, а также параметров режима работы, срока службы и кратковременных пиковых перегрузок в приводе. В ходе курсовой работы по расчетным вращающим моментам,  частотам вращения и мощностям на волах были выбраны стандартные: электродвигатель, редуктор и компенсирующая муфта. Так же были выполнены проектировочные расчеты исполнительного органа, и расчет ременной передачи.

 

       1. Кинематический и силовой расчет привода.

         Выбор электродвигателя и редуктора

     1.1. Определение мощности на валу исполнительного органа

 

      Мощность  P_3, кВт, на валу исполнительного органа определяется по формуле:

                             ,      

где              F_t  –   окружное усилие, Н;

                   v_t  – окружная скорость, м/с (см. рис. 1).

 

      1.2. Определение расчетной мощности на валу двигателя

 

     Расчетная мощность на валу двигателя Р_1, кВт, определяется с учетом потерь в приводе:

                       ,        

где η  – общий КПД привода равный

     η₁ –  КПД открытой ременной передачи, η₁ = 0,95 [1, табл. 1];    

     η₂ –  КПД цилиндрического двухступенчатого редуктора , η₂ = ;

При этом:

1.3. Определение частоты вращения вала исполнительного механизма и двигателя

 

      Частота n₃, мин^-1, вращения вала:

      

где D – диаметр барабана ленточного конвейера,450 мм;

 
 

 

                           

                           

                             

 
 

1 – электродвигатель;

2 – ременная передача;

3 – двухступенчатый коническо-целендрический редуктор;

4 – компенсирующая муфта;

5 – узел барабана. 
 

      Рисунок 1 – Кинематическая схема

      привода ленточного конвейера  

      

      Частота n₁, мин^-1, вращения вала электродвигателя вычисляется по формуле:

,

где i   –    передаточное отношение привода,

     i₁    –  передаточное отношение открытой ременной передачи, i₁=2…3  [1, табл. 1];

     i₂    –  передаточное отношение цилиндрического двухступенчатого редуктора, i₂=3…6;

    

      По  формуле (1.5) получим интервал оптимальных  частот вращения вала двигателя:

Выбираем частоту  вращения вала электродвигателя примерно в 1,2…1,3 раза больше среднего значения интервала:

 мин^-1

      1.4. Выбор электродвигателя

 

      Исходя  из необходимой мощности и интервала оптимальных частот вращения, выбираем электродвигатель – АИР71А4(рис.2). Мощность Р_ДВ = 0,55 кВт с синхронной частотой вращения равной 1500 мин^-1.

       Номинальная асинхронная частота  вращения n₁ вала вычисляется по формуле:

      

где n_c  – синхронная частота вращения, мин^-1, n_c=1500 мин^-1[2];

      S – относительное скольжение вала, %, S=9,5%;

      Проверим  условие работоспособности при  пуске:

   

где     –  кратность пускового момента двигателя ;

             –  кратковременных пиковых перегрузок в приводе, =1,5; 

2,4 > 1,5 – условие выполняется. 

 

 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

Рисунок 2 –  Эскиз электродвигателя АИР71А4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.5. Определение передаточного отношения привода расчет силовых и кинематических параметров привода выбор редуктора

 

      Передаточное  отношение привода i вычисляется по формуле:

       ,

   Подставив, значения получим:

      Назначаем передаточное отношение i₁ открытой  передачи таким образом, чтобы оно делило табличное значение интервала передаточных отношений в том же соотношении, в каком частота вращения выбранного электродвигателя делит интервал оптимальных частот вращения. Для этого составим пропорцию:

 

      Подставив значения, находим i₁:

i₁=2.

      Таким образом, передаточное отношение редуктора i_p вычисляем следующим образом:

   

 

      Округляем значение передаточного отношения  редуктора до ближайшего значения в  таблице стандартных коническо-цилиндрических редукторов по ГОСТ 27142-86 i_p = 14. Тогда передаточное отношение клиноременной передачи равно:

      

       Связь между мощностью предыдущего и последующего валов выражаются зависимостью:

   

   j = 1, 2…k–1,

где     k – порядковый номер исполнительного механизма на кинематической схеме привода (см. Рисунок 1);

 

 

       Связь между  частотой вращения предыдущего и  последующего валов выражаются зависимостью:

       j = 1, 2…k–1,

      Тогда частота вращения 2-го вала будет равна:

      

      Вращающие моменты вычислим по формуле:

      j = 1,2…k,

      Вычислим  вращающие моменты на всех валах:

      

      

      

      Вычисленные параметры запишем в таблицу. 

Таблица 1 – Силовые и кинематические параметры привода 

 

      Исходя  из рассчитанных вращающего момента  на выходном валу и частоты вращения на входном валу, выбираем стандартный  коническо–цилиндрический редуктор по ГОСТ 27142-86 типоразмера Ц2У-100 Т_вых =250  Нм при n_вх = 677,7 мин^-1.