Проектирование привода цепного конвейера

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине:    «Детали машин» _

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Проектирование привода цепного конвеера

Автор: студент гр.    ММ-97             ____________________          /_Тюльканов А.В._/

                                                                           ^{(подпись)                                  (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА:     _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта        ________________       /__/

                                              ^{(должность)                        (подпись)                                             (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2001 год

Задание.

Спроектировать привод к цепному конвейеру.

Мощность на ведомом колесе зубчатой передачи Р4 =13 квт  и его угловая                                    скорость W4 =0.3π рад/с.         

Кинематическая схема привода (рис.1)

рис.2

График нагрузки:                                                             

Содержание.

	Стр.
1. Выбор электродвигателя.	1
2. Кинематический и силовой расчет двигателя.	3
3. Материал зубчатых колес.	4
4. Расчет прямозубой передачи.	6
5. Расчет червячной передачи.	9
6. Предварительный расчет валов.	13
7. Выбор подшипников	18
8.Ууточненный расчет входного вала	20
9. Проверка прочности шпонок.	24
Список использованной литературы	25

 Выбор электродвигателя.

Потребляемая мощность привода:

Р  =                  

-кпд. привода =

 Определим кпд привода :

- кпд. плоскоременной передачи = 0.95

- кпд. цепной передачи = 0.95

- кпд. откр.зубч.передачи = 0.96

- 3-х пар подшипников =

η₅ – к.п.д. червячной передачи = 0.75

η_общ = 0.95*0.95*0.96*0.99³*.75 = 0.59

 Требуемая мощность двигателя.

 кВт             

Выбираем электродвигатель А02-71-2, мощностью 22 кВт, частотой вращения 2900 об/мин .

.

КИНEМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИВОДА.

Определяем общее передаточное отношение :

                                                 U_общ = n_эл/дв/n₄ = 2900/9 = 322.2

                                           W_вм = n₄ /30 ; n₄ = 0.3*30 = 9 об/мин

Принимаем передаточное число ременной передачи ( по стандартному ряду чисел) =2.5  , передаточное число цилиндрической  передачи = 3.15 , тогда найдем передаточное число червячной передачи

Принимаем передаточное число цилиндрической передачи ближайшее из стандартного ряда

Фактическое передаточное число :

U₀ = U₁*U₂*U₃ = 394

Частота вращения выходного вала ( уточненная ) :

n₄ = n_эл/дв/U₀ = 2900/394 = 7.36

∆U = 322/394/3.94 = 0.2 Что допустимо .

Частота вращения валов:

 об/мин

 об/мин

 об/мин

                                                  об/мин

Мощность на валах :

                                                    Р₁ = Р_эл/дв*0.95 = 2750 Вт

                                                   Р₂ = Р₁*0.99²*0.75 = 2021 Вт

                                                   Р₃ = Р₂*0.98*0.75 = 1485 Вт

                                                    Р₄ =  Р₃*0.96*0.99 = 1411 Вт

Угловые скорости :

 с^-1

 с^-1

 с^-1

                                         с^-1

Вращающие моменты на валах

 Н*мм                                

 Н*мм                                 

 Н*  мм

 Н* мм

Время  работы передачи

k_СУТ  -коэффициент нагрузки в сутки по годам,

k_ГОД  -коэффициент нагрузки в году по суткам,

L –срок службы в годах.

 ч;

Расчет червячной передачи .

Материал зубчатых колес.

Назначаем материал червяка и термообработку.

Для червяка выбираем материал – Сталь 45 ГОСТ 1050-81,  с поверхостной закалкой токами высокой частоты до твердости HRC 45 и последующей шлифовкой витков червяка .По справочным данным предел стали 45 ( нормализация ) при d ≤100 мм . σ^’_в = 589 мПа .Предел выносливости /для валов из углеродистых сталей σ_-1≈ 0.43σ_в ,допускаемое напряжения для валов и осей [σ_u ]_-1 ={σ_-1/([n]к σ) }R_pu  , К_F≈1 ; R_pu  =1 , Примем [ n] = 2.5 ,Кσ =2.4 ; Находим допускаемое напряжения изгиба для вала червяка при симметричном цикле напряжений :

= 42.2  Н/мм²           

Посправочным данным выберем  для венца червячного колеса безоловянную бронзу : АЖ 9-4 отливка в землю : σ^”_в = 400 Мпа  , (σ^” _FP )_-1 = 0.16 σ^”_в = 64 мПа

Ориентировочно примем  : υ_s= 5м/с, найдем допускаемые контактные напряжения для зубьев червячного колеса (σ_нр- по справочнику = 295 - 25 υ_s=170мПа        

Определяем основные параметры передачи и силы действующие в зацеплении :

Число зубьев червячного колеса :

Z₂=50 , q = 8…12.5 примем ( коэф.червяка) = 10

Межосевое расстояние :

А_w= (q+z₂) =153*10^-3 ; Примем А_w= 160

Находим расч. модуль :

 m = 2 А_w/(q₁+z₂) = 2*60/(10+50)=5.3

Примем по стандартному ряду  m = 6

Вычисление диаметров черв. колеса и червяка :

Червяк :

  d₁ = mq = 6*10= 60 mm

 d_a1 = d₁ +2m =72 mm

 d_f1 = d₁- 2.4m = 45.6 mm

для червячного колеса:

d₂ = mz₂ = 6*40 =240

d_a2 = d₂ +2m = 252 mm

d_f2 = d₂- 2.4m = 225.6 mm

Уточняем межосевое расстояние .

А_w= (d₁+d₂)/2 = 150 mm

Определим ширину венца и наибольший диаметр червячного колеса

b₂≤0.75 d_a1= 54 примем b₂ =52mm

dam₂≤d_a2+1.5m = 261mm примем 260мм

Уточненная скорость скольжения червяка . допускаемые контактные напряжения .кпд редуктора и мощность на на его быстроходном валу (червяк ) Назначаем степень точности передачи:

U_s=mw²/2*10³=3.6 m/c

σ _HP=295 * 25 * U_s= 205 мПа

По справочным данным учитывая что венец колеса из безоловянной бронзы :

= 1.4 _табл=1.4*2^о=2^о48¹

По справочным данным в зависимости от коэфициента червяка q и z находим коэфициент  деформации червяка θ и длины угла подъема γ линии витка червяка

Z =1 ; q =10 ; γ = 5⁰9¹ ; θ = 108

ή =0.95 tg γ/tg(γ+)=1.085

Mощность и вращающий момент на червяке P₁=P₂/ή = 1.6 кВт<22кВТ (Р _номин)

Т₁=16.6 Н*м

По справочным данным (при U₃ =3.6 ) примем 8 – ю степень точности .

Определим силы действующие в зацеплении :

Окружная сила  на колесе и осевая сила на червяке

F_t2 = F_a1 = 2T/d₂ =5.1 kH

Окружная сила на червяке и осевая сила на колесе

 F_t1 = F_a2 = F_t2 tg(γ+)= 510 H

Радиальная ( распорная )сила

F_r = F_t2 tgά = 1856 H