Привод винтового питателя. Кинематическая схема винтового питателя. Назначение и область применения проектируемого привода

Агенство по образованию РФ

Факультет : Переработки природных соединений

Кафедра: Прикладной механики

Привод винтового питателя

Пояснительная записка

(КРПМ.002.000.19.1.ПЗ)

                                                                      Руководитель:

_____________

                                                                        (подпись)

                                                                      ______________________

                                                                                 (оценка, дата)

                                                                      Разработал:  

                                                                      Студент группы 52-3

______________

                                                                         (подпись)

                                                                          __________________________

                                                                                       (дата)          

Задание на проектирование №19, вариант 1

Спроектировать привод винтового питателя

1  винтовой питатель

2  муфта

3  закрытая зубчатая передача (редуктор)

4  ременная передача

5  электродвигатель

Рисунок 1 - Кинематическая схема винтового питателя.

Таблица 1- Исходные данные для проектирования

Реферат

В курсовой работе преведены результаты разработки привода винтового питателя. Основной целью представленной работы было ознакомление будущих инженеров с основами проэктирования деталей машин на примере привода винтового питателя.  

Курсовая работа содержит расчетно-пояснительную записку из 37 страниц текста, 7 таблиц, 5 рисунков, 6 литературных источников и графическую часть из 1 листа формата А1.

Содержание

Введение...................................................................................................................5

1 Назначение и область применения проектируемого привода.........................,6

2 Техническая характеристика привода................................................................7

3 Расчеты, подтверждающие работоспособность привода.................................8

3.1 Кинематический расчет двигателя и выбор электродвигателя.................

3.1.1 Задача кинематического расчета.......................................................

3.1.2 Исходные данные...............................................................................

3.1.3 Выбор электродвигателя...................................................................

3.2 Расчет закрытой зубчатой передачи............................................................

3.2.1 Задача расчета.....................................................................................

3.2.2 Исходные данные................................................................................

3.2.3 Выбор материала для изготовления зубчатых колес......................

3.2.4 Определение допускаемых контактных напряжений.....................

3.2.5 Определение допускаемых напряжений изгиба.............................

3.2.6  Определение основных геометрических параметров передач.....

3.2.7 Проверочный расчет передачи.........................................................

3.2.8 Определение силовых параметров передач....................................

3.3 Расчет валов..................................................................................................

3.3.1 Задача расчета...................................................................................

3.3.2 Исходные данные.............................................................................

3.3.3 Проектный расчет валов..................................................................

3.3.4 Проверочный расчет валов .............................................................

3.4 Выбор и расчет шпонок...............................................................................

3.5 Конструктивная проработка основных размеров корпуса редуктора....

3.6 Выбор и расчет подшипника......................................................................

3.7 Смазка зубчатого зацыпления....................................................................

3.8 Смазка подшипника ...................................................................................

3.9 Расчет ременной передачи.........................................................................

3.10 Выбор муфты ............................................................................................

Заключение...........................................................................................................

Библиографический список...........................................................................

Введение

В процессе курсовой работы студент должен решить целый ряд сложных задач, связанных с разработкой конструкции привода, способного выполнять заданные функции в течение определенного срока службы; учесть требования экономики, технологии, эксплуатации, техники безопасности и др. Чтобы удовлетворить этим требованиям, необходимо уметь выполнять кинематические, силовые, прочностные и другие расчеты.

Курсовая работа по прикладной механике является первой конструкторской работой студента, которая способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентом при изучении теоретических дисциплин, учит применять эти знания при решении инженерных задач. Знания и опыт, приобретенные студентом при проэктировании элементов машин, являются базой для его дальнейшей конструкторской работы, для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проэктирования.

1 Назначение и область применения

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного закрытого агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочему механизму. Кинематическая схема может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи, ременную или цепную. Особенностью редуктора является стабильное передаточное число и высокая вибрация во время работы.

Двигатель – это агрегат преобразующий электрическую энергию в энергию механического движения.

Ременная передача обеспечивает передачю энергии на большие растояния. Обладает плавностью хода, но во время работы возникает проскальзывание ремня ( непостоянное передаточное число).

Муфта служит для соединения двух валов разного диаметра и облегчения обслуживания агрегата (при монтаже и демонтаже). Упругие муфты почти полностью гасят вибрации при работе.

Назначение привода – понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Значения машин для человеческого общества велико, машины освобождают людей от тяжелой физической работы, способствуют улучшению качества изготовленной продукции и снижению ее себестоимости. Уровень производства машин и их техническое совершенствование показатели развития промышленности и народного хозяйства.

Основные тенденции современного машиностроения: повышение мощности и быстроходности машин, равномерность хода, автоматизация, надежность и долговечность, удобство и безопасность обслуживания, экономичность при эксплуатации, экологическая безопасность и малая масса.

2 Техническая характеристика проектируемого объекта.

Привод винтового питателя:

Режим работы повторно кратковременный

Передаточное число                                                    U=

Мощность на выходе                                                   Р=4,3 [кВт]

Обороты на выходе                                                      n=130 [об/мин]

Цилиндрическая передача                                прямозубая

Передаточное число                                                     U_ред=3,15

Передаваемая мощность                                              Р=

Обороты на выходе                                                      n=

Ременная передача                                            клиновая корд–шнуровая

Муфта                                                      упругая втулочно-пальциевая

500-40-I.1-40–II.2-У3 ГОСТ21424–75

Двигатель                                                  асинхронный короткозамкнутый трехфазный 4АМ112М4У3

Частота вращения                                                          n=1455 [об/мин]

Мощность                                                                        Р=5,5 [кВт]

3 Расчеты, подтверждающие работоспособность привода

3.1 Кинематический расчет привода и выбор материала

3.1.1 Задача кинематического расчета

В задачу кинематического расчета привода входит: определение мощностей на всех валах привода; определение КПД привода и частных КПД; определение угловых скоростей; определение вращающих моментов на всех валах и передаточного числа привода с его разбивкой; подбор по расчетной мощности типового электродвигателя.

3.1.2 Исходные данные

Данными для расчета являются кинематическая схема привода и заданные мощности, число оборотов на выходе приводе, приведенные в проектном задании.

3.1.3 Выбор электродвигателя

При подборе типового электродвигателя необходимо, чтобы мощность стандартного электродвигателя Р_эл.дв , кВт , была равна или больше расчетной мощности.

                                                                                                  (3.1)

Расчетную мощность двигателя Ррасч. , кВт , определяем по формуле :

,                                                                                    (3.2)                                                                   где      Рвых -мощность на ведомом валу привода, кВт,

ηобщ -общий КПД привода.

Принимаем Рвых.=4,3 кВт

Рассчитаем КПД общего привода:

,                                                                                                       (3.3)                           где       ηред  -  кпд редуктора;

ηр.п - кпд ременной передачи;

η п  - кпд одной пары подшипников.

Принимаем : ηред = 0,98; ηр.п. = 0,97; η п = 0,99

Подставляем в формулу (3.3), получим:

ηобщ= 0,98∙0,97∙(0,99)²  = 0,931683

Подставляем полученные значения ηобщ в формулу (3.2)

 кВт.

По расчетной мощности выбираем типовой электродвигатель

4АМ112М4У3 с мощностью 5,5 кВт и номинальной частотой 1445 об/мин.

Передаточное число привода U_общ , определяется по формуле :

,                                                                             (3.4)

где    U_общ – общее передаточное число привода, об/мин;

n_эл.дв – часто вращения вала электродвигателя, об/мин;

n_вых – частота вращения ведомого вала, об/мин.

Принимаем n_эл.дв = 1435 об/мин; n_вых = 90 об/мин.                                   Подставляя в формулу (3.4), получим

.

Передаточное число редуктора принимаем  U_ред. = 4 .

Передаточное число ременной передачи U_р.п , определяется :

                                                                          (3.5)

где    U_общ – общее передаточное число привода, об/мин;

U_ред – передаточное число редуктора, об/мин.

Принимаем U_общ = 11,12; U_ред = 4

Подставляя в формулу (3.5), получим

.

Частота вращения ведущего вала привода n₁ , об/мин , принимается    равной частоте вращения вала электродвигателя 

n_эл.дв = n₁                                                                                           (3.6)

n₁ = 1445 об/мин.

Частота вращения на втором валу n₂ ,  об/мин , расчитывается по формуле

n₂  = n₁ / U_р.п                                                                                                   (3.7)

                               n₂  = 1445/ 2,78 = 519,78 об/мин.                   

Частота вращения вала на выходе n₃ , об/мин , расчитывается по формуле

n₃ = n₂ / U_ред                                                                                                 (3.8)

                                 n₃ = 519,78/4 = 130 об/мин.                   

Определяем угловые скорости на валах привода ω_в , с^-1 ,  по формуле

ω_в = πn_в /30                                                               (3.9)

где    ω_в - угловая скорость на отдельном валу;

n_в - частота вращения на соответствующих валах.

Подставляя соответствующие значения для каждого вала, получаем :

ω₁ = 3,14∙1445/ 30 = 151,32 с^-1;

ω₂ = 3,14∙519,78/ 30 = 54,43 с^-1; 

ω₃ = 3,14∙130/ 30 = 13,61 с^-1.

Вращающий момент на валах привода Т_в , Нм , определяется по формуле

Т_в =  Р_в* 10³/ ω_в                                         (3.10)

где    ω_в, Р_в – угловая частота и мощность соответствующего вала.

Принимаем    Р1= 4,6 кВт; Р3= 4,3 кВт.

Мощностьна втором валу Р2 , кВт , на валу привода определим по формуле