Расчет привода конвейера (окружное усилие на барабане - 13 кН, окружная скорость - 0,6 м/с)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

АРХАНГЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладной механики и основ конструирования

Курсовая проект

по Деталям машин тема: «Расчёт привода конвейера».

Пояснительная записка

11.06.06.06.-00.00-00 ПЗ

Выполнил студент

3 курса 2 группы ФПР

Проверил преподаватель

Члены комиссии:

Надежда Николаевна

Архангельск

2004 год

Содержание

Реферат……………………………………………………………………………………….5

1. Энергетический расчёт привода …………………………………………………………6

2. Кинематический расчёт привода…………………………………………………………7

3. Расчёт клиноременной передачи……………………………………………………….…8

4. Расчёт закрытых конических передач на прочность……………………………………13

5. Расчёт валов на прочность………………………………………………………………..19

6. Подбор муфты……………………………………………………………………………..23

7. Подбор подшипников качения по динамической грузоподъемности…………………………………………………………………………27

8. Литература…………………………………………………………………………………29

1. Энергетический расчёт привода

1.1 Определяем мощность на рабочем валу конвейера

Р_з = F_t ∙ υ                   где Р_з – мощность на валу, Вт

F_t – окружное усилие на барабане, кНт

υ – окружная скорость, м/с

Р_з = 13 ∙ 0,6 = 7,8 кВт

1.2 Определяем общий КПД привода

η_общ = η_р.п  ∙ η_з.п ∙ η²_п.к ∙ η_м

                                                                              где η_р.п – КПД ременной передачи

η_з.п – КПД зубчатой передачи

η_п.к – КПД подшипников качения

η_м  - КПД муфты

η_общ = 0,95 ∙ 0,97 ∙ 0,99² ∙ 0,98 = 0,88

1.3 Определяем мощность на валу электродвигателя

Р₁ = = = 8,9 кВт

Выбираем электродвигатель по таблице приложения 1 [1] с учётом расчётной мощности

4А160S8       Р = 11 кВт      η_эл = 730 мин^-1   

Рисунок                               

2. Кинематический расчёт привода

2.1 Определяем частоту вращения вала

n_в =   = = 27,6 мин^-1      

2.2 Определяем передаточное число привода

U_общ = = 26,5

2.3 По таблице 3 производим разбивку общего передаточного числа по отдельным ступеням (ГОСТ 2185-66)

U_ред = 5           U_р.п =  = 5,3   

2.4 Определяем частоту вращения последовательно на валах

n₁= 730 мин^-1

n₂ = = 137,8 мин^-1   

n₃ =  = 27,6 мин^-1

2.5 Определяем угловые скорости на валах привода

ω =   

ω₁ = = 76,4 рад/с 

ω₂ = = 14,4 рад/с             

ω₃ =  = 2,9 рад/с

2.6 Определяем мощность на валах привода

Р₁ = 8,9 кВт

Р₂ = Р₁ ∙ η_р.п ∙ η_п.к = 8,9 ∙ 0,95 ∙ 0,99 = 8,37 кВт

Р₃ = Р₂ ∙ η²_п.к ∙ η_м = 8,37 ∙ 0,99² ∙ 0,98 =8,04 кВт

2.7 Определяем крутящие моменты         

Т₁ = 116,5 Н∙м 

Т₂ = = 580,4 Н∙м

Т₃ =  = 2772,4 Н∙м

3. Расчёт клиноременной передачи

Исходные данные: Р₁ = 8,9 кВт;  Р₂ = 8,37 кВт; Т₁ = 116,5 Н∙м; Т₂ = 580,4 Н∙м

3.1 Сечение клинового ремня

По номограмме 1.5 [2] с учетом мощности Р₁ = 8,9 кВт и частоте вращения малого шкива n₁ = 730 мин^-1 выбираю тип ремня С.

3.2 Расчётная передаваемая мощность

Р_р = Р₁ ∙ С_р             где С_р – коэффициент динамической нагрузки и режима работы, определяется по таблице 1.6 [2]

С_р = 1                 

Р_р = 8,9 ∙ 1 = 8,9 кВт

3.3 Основные параметры приводного клинового ремня

Из таблицы 1.3 [2]

Расчётная ширина ремня                  W_р = 19 мм

Ширина ремня                                   W = 22 мм

Высота ремня                                     Т = 14 мм

Площадь сечения ремня                    S = 230 мм

Выбираю расчётный диаметр меньшего шкива

d_р1 = 200 мм

3.4 Определяем диаметр большего шкива

d_р2 = d_р1 ∙ i (1 – ε)

где ε – коэффициент относительного скольжения, ε = 0,01

i  - передаточное число i = 5,3

d_р2 = 200 ∙ 5,3 (1 – 0,01) = 1049,4 мм

Принимаю ближайшее стандартное значение d_р2 по таблице 1.3 (приложение 3) [2]. В соответствии с ГОСТ 20889-88

d_р2 = 1060 мм

3.5 Фактическое передаточное отношение

i_ф = = 5,34

∆ = = 0,7% ≤ 4%

3.6 Минимальное межосевое расстояние а_мин = 0,7∙(d_р1 + d_р2) = 0,7∙(1060 + 200) = 882 мм

3.7 Максимальное межосевое расстояние а_мах = 2∙(d_р1 + d_р2) = 2∙(200 + 1060) = 2520 мм

Принимаю межосевое расстояние из условия а_мин<а<а_мах

882<а<2520            принимаю а  = 1000 мм

3.8 Расчётная длина ремня

Вычисляется по формуле 1.7 [2]

l_р = 2∙а + = 2∙1,0 + 1,57∙(1,06 + 0,2) + = 4,2 м  

По таблице 1.3 (приложение 2) [2] принимаю L = 4500 мм

3.9 Межосевое расстояние, соответствующее принимаемой стандартной длине клинового ремня а = 0,25 ∙ {L_р - =

0,25  ∙ {4500 – 1,57 ∙ 1260 + = 1182,7 мм     

3.10 Угол обхвата ремнём малого шкива

d₁ = 180º - 57º ∙ =139º

α₁≥ 110º              139º ≥ 110º  условие выполняется

3.11 Скорость ремня

= 7,64 м/с

3.12 Приведённая мощность

Допускаемая приведённая мощность Р_о определяется по таблице 1.10 [2]

Р_о = 3,70

3.13 Расчётное число клиновых ремней необходимое для передачи мощности Р_р

К =  = 3,2       принимаю 4 ремня где  С_α – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α₁ ремнём меньшего шкива на тяговую способность передачи

С_к – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче

С_L – коэффициент, учитывающий длину ремня

Эти коэффициенты определяются по таблицам 1.7, 1.11, 1.12 [2]

С_α = 0,89     С_к = 0,82      С_L = 1,04

3.14 Начальное натяжение ветви одного ремня F_о с закреплёнными центрами шкивов

F_о = 500 ∙  + 0,3 ∙ 7,64² = 280,9 Н

где  m_n – масса 1 м ремня, определяется по таблице 1.2 [2]   m_n = 0,30 кг

3.15 Окружная сила, передаваемая комплектом клиновых ремней