Проектирование привода к конвейеру. Вариант 1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный
технический университет»

Факультет самолетостроительный

Кафедра «МАХП»

Пояснительная записка
к курсовому проекту

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Привод к конвейеру

Студент группы 6ТС-1                                                             Д.Э. Цыденжапов

Руководитель проекта                                                              А.В. Ступин

2009

Содержание

1 Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода. 3

2 Расчет закрытой зубчатой передачи. 6

2.1 Выбор материала. 6

2.2 Расчет допускаемых контактных напряжений. 6

2.3 Определение геометрических и кинематических параметров передачи. 7

2.4 Проверочный расчет по допускаемым напряжениям.. 8

3 Расчет открытой плоскоременной передачи. 12

4 Эскизная компоновка редуктора. 15

4.1 Расчет валов редуктора на кручение и выбор подшипников. 15

4.2 Выбор муфты.. 16

4.3 Расчетные схемы валов редуктора. 16

4.4 Эпюры изгибающих моментов. 18

4.5 Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности. 21

5 Конструктивная компоновка привода. 23

5.1 Конструктивные размеры шестерни и колеса зубчатой передачи. 23

5.2 Конструктивные размеры шкивов плоскоременной передачи. 23

5.3 Конструктивные размеры корпуса редуктора. 24

5.4 Выбор соединений. 25

5.5 Выбор смазочных устройств. 25

5.6 Конструирование подшипниковых узлов. 25

5.7 Конструирование валов. 26

6 Проверочные расчеты.. 28

6.1 Проверочный расчет шпонок. 28

6.2 Проверочный расчет валов. 28

7 Технический уровень редуктора. 35

7.1 Определение массы редуктора. 35

7.2 Определение критерия технического уровня редуктора. 35

Список использованных источников. 36

 

1 Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода

Для выбора электродвигателя необходимо определить его мощность и частоту вращения.

Мощность на выходе привода , Вт:

где  – окружная сила на барабане, Н;

 – скорость подъема груза, м/с.

Общий КПД привода:

где  – КПД ременной передачи;

 – КПД зубчатой цилиндрической передачи;

 – КПД пары подшипников качения;

 – КПД муфты.

Ориентировочные значения КПД элементов привода: ; ; ; .

Потребная мощность электродвигателя , Вт:

Выбираем электродвигатель 4А180M8 ().

Частота вращения барабана, об/мин:

где  – скорость подъема груза, м/с;

 – диаметр барабана, м;

Общее передаточное число привода находится по формуле:

Примем передаточные отношения для закрытой зубчатой цилиндрической и открытой ременной передач равными соответственно  (стандартный ряд по СТ СЭВ 221-75) .

Введем систему индексов при определении кинематических и силовых характеристик на валах: 0 – вал двигателя, 1 – тихоходный вал открытой передачи (быстроходный вал закрытой передачи), 2 – тихоходный вал закрытой передачи, 3 – выходной вал привода.

Частоты вращения

;

;

.

Угловые скорости

;

;

;

.

Мощности

;

;

.

Крутящие моменты

;

;

;

.

Таблица 1.1 – Кинематические и силовые параметры привода

Тип передачи	Передаточное число u	Частота вращения, об/мин		Угловая скорость, рад/с		Мощность, Вт		Вращающий момент,
Ременная	3,86	730	189	76,4	19,8	15000	14178,75	196,33	716,1
Зубчатая	6,30	189	30	19,8	3,14	14178,75	13684,62	716,1	4358,16

2 Расчет закрытой зубчатой передачи

2.1 Выбор материала

Т.к. в техническом задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками: для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость HB 230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – HB 200.

2.2 Расчет допускаемых контактных напряжений

Допускаемые контактные напряжения :

где  – предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По табл. 3.2 [1] для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее HB 350 и термической обработкой (улучшением)

 – коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации, принимают ;  – коэффициент безопасности, .

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение рассчитывается по формуле:

при этом следует проверять выполнение условия а;

для шестерни

для колеса

Расчетное допускаемое контактное напряжение, Н:

Требуемое условие  выполняется.

2.3 Определение геометрических и кинематических параметров передачи

Формула проектировочного расчета межосевого расстояния :

где  – коэффициент, равный  для косозубых колес;

 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, его значение примем по табл. 3.1 [1]. Т.к. со стороны ременной передачи действует сила давления на ведущий вал, примем значений коэффициента для несимметричного расположения колес относительно опор: ;