Курсовая работа: Проектирование привода цепного траспортера

1

АННОТАЦИЯ

Мазанов А.А. Проектирование привода цепного транспортера. - Челябинск: ФГАОУ ВО (НИУ), ИОДО; 2022, 39 с., 5 ил., библиогр. список - 7 наим., 1 прил., 5 листов чертежей ф.А1.

Исходными данными для выполнения курсового проекта являлись кинематическая схема привода цепного транспортера, а также параметры графика нагрузки.

В ходе курсового проектирования проведен силовой расчет привода, выбран двигатель, передаточные числа. Определены основные параметры цепной передачи, цилиндрического редуктора. Сконструированы основные узлы редуктора: зубчатые колеса, валы, корпус редуктора, выбраны подшипники и шпонки.

Произведены проверочные расчеты валов на усталостную прочность, проверка подшипников на долговечность. Сконструированный редуктор отвечает установленным требованиям.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«Южно-Уральский государственный университет»

(национальный исследовательский университет)

Институт открытого и дистанционного образования

Кафедра «Техника, технологии и строительство»

Направление 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

Утверждаю

Заведующий кафедрой

______________К.М. Виноградов

______________________2022 г.

Задание

на курсовой проект студента

Мазанова А.А.

Группа 316

1 Дисциплина (специализация)«Детали машин и основы конструирования»

2 Тема работы Проектирование привода цепного транспортера

3 Срок сдачи студентом законченной работой__________________2022__г.

4 Перечень вопросов, подлежащих разработке

1.Кинематический и силовой расчеты привода. Выбор электродвигателя

2. Расчет зубчатых колес

3. Предварительный расчет валов редуктора

4. Конструктивные размеры шестерни и колеса

5. Конструктивные размеры корпуса и крышки

6. Расчет цепной передачи

7. Компоновка редуктора

8. Проверка долговечности подшипников

9. Проверка прочности шпоночных соединений

10. Уточненный расчет валов

11. Выбор сорта масла

12. Посадки деталей редуктора

Спроектировать привод цепного транспортера, машинный агрегат служит приводом к цепному транспортеру и используется на предприятиях лесозаготовки. Привод состоит из двух электродвигателей, валы которых через упругую муфту со звездочкой соединены с ведущими валами двухпоточного косозубого цилиндрического редуктора. На ведомый вал редуктора насажена звездочка вертикально расположенной цепной передачи, которая приводит в действие тяговые цепи лесотаски.

Схема привода изображена на рисунке 1.1.

Чертеж кинематической схемы

1 - двигатель, 2 - муфта упругая со звездочкой, 3 - редуктор двухпоточный, 4 - цепная передача, 5 - тяговая цепь, 6 - тяговые звездочки

Исходные данные для проектирования:

Тяговое усилие Ft = 1,5 кН.

Скорость цепи V = 1.3 м/с.

Число зубьев звездочки z = 9.

Шаг цепи tц = 80 мм.

l-400мм

Срок службы привода Lгод = 8 лет.

Коэффициент годового использования Кгод = 0,9

Коэффициент суточного использования Ксут = 0,9

График нагрузки

Параметры графика нагрузки

в1= 1,3; в2 = 0,5;

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Кинематический и силовой расчет привода

2. Расчет зубчатых колес

3. Предварительный расчет валов редуктора

4. Конструктивные размеры корпуса шестерни и колеса

5. Конструктивные размеры корпуса и крышки

6. Расчет цепной передачи

7. Первый этап компоновки редуктора

8. Проверка долговечности подшипников

9. Проверка прочности шпоночных соединений

10. Уточненый расчет валов

11. Выбор сорта масла

12. Посадка деталей редуктора

Заключение

Библиографический список

Приложения

Приложение А Спецификации

ВВЕДЕНИЕ

Проектируемый машинный агрегат служит приводом к лесотаске и используется на предприятиях лесозаготовки. Привод состоит из двух электродвигателей, валы которых через упругую муфту со звездочкой соединены с ведущими валами двухпоточного косозубого цилиндрического редуктора. На ведомый вал редуктора насажена звездочка вертикально расположенной цепной передачи, которая приводит в действие тяговые цепи лесотаски.

Для обеспечения указанных в задании параметров привода в курсовом проекте решаются следующие задачи:

- расчет КПД двигателя;

- выбор двигателя с позиции рациональной мощности и частоты вращения;

- расчет передаточных чисел редуктора, закрытой и открытой передач;

- расчет частот вращения валов;

- расчет вращательных моментов;

- выбор материала зубчатой пары;

- расчет допускаемых напряжений;

- расчет закрытой зубчатой цилиндрической передачи;

- расчет цепной передачи;

- определение сил в зацеплении, закрытой передачи;

- определение консольных сил;

- проектный расчет валов и эскизная компоновка редуктора

- расчет реакций в опорах подшипников;

- построение эпюр изгибающих и крутящих моментов;

- проверочный расчет подшипников;

- конструктивная компоновка редуктора;

- проверочные расчеты: шпонок, стяжных винтов подшипниковых узлов и валов;

- определение технического уровня редуктора.

В процессе работы над курсовым проектом применены знания из ранее изученных дисциплин: «Физика», «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Инженерная графика», «Материаловедение», «ТММ», что явилось фундаментом для получения новых знаний, умений и навыков по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».

1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Работа в две смены, нагрузка с малыми колебаниями, режим нереверсивный, продолжительность смены tс= 24 ч.

Определяем ресурс привода:

ч;

где Lг = 5 лет - срок службы привода;

tс= 48 ч.

Кгод=0,5

Ксут=0,29

Подставив данные, получим:

ч.

Принимаем время простоя машинного агрегата 15 % ресурса. Тогда ч.

Рабочий ресурс привода принимаем ч.

Составляем табличный ответ к главе 1.

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата.

Определяем требуемую мощность привода:

кВт;

где F=1,5 кН - тяговая сила цепи;

v=1,3 м/с - скорость тяговой цепи.

Подставив данные, находим:

кВт.

Определяем КПД всего привода:

где коэффициент полезного действия закрытой передачи [7,стр. 40,табл. 2.2];

коэффициент полезного действия открытой передачи [7,стр. 40, табл. 2.2];

коэффициент полезного действия муфты [7,стр. 40, табл.2.2];

коэффициент полезного действия подшипников качения [7,стр. 40, табл. 2.2];

коэффициент полезного действия подшипников скольжения [7,стр. 40, табл. 2.2].

Подставив данные, получим:

Находим требуемую мощность двигателя (с учетом двух параллельно работающих двигателей):

кВт.

По данным таблицы К9 [7,стр. 406] выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощность Рном = 2,2 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателей (см. табл. 2.1).

Характеристики двигателей

Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины

Диаметр звездочки

Угловая скорость выходного вала:

Подставив данные, находим:

об/мин.

Находим общее передаточное число для каждого варианта:

Подставив данные, находим:

Результаты заносим в таблицу 2.2.

Производим разбивку общего передаточного числа, принимая для выводу: В третьем варианте (u = 4,69; nном = 950 об/мин) и во втором (u = 7,02; nном = 1425 об/мин), передаточное число открытой передачи находится в рамках рекомендуемых значений [7, табл. 2.3, стр. 43], поэтому его можно изменять за счет допускаемого отклонения скорости моста.

Выбираем третий вариант u = 4,69; nном = 950 об/мин.

Определяем максимально допустимое отклонение частоты вращения приводного вала механизма:

об/мин;

где прм = 45 об/мин - частота вращения рабочей машины;

д = 3 % - допускаемое отклонение скорости тяговой цепи.

Подставив данные, находим:

передаточное число цепной передачи

привод редуктор шестерня

Таким образом, выбираем двигатель 4АМ100L6У3 ( Рном = 2,2 кВт,

пном = 950 об/мин); передаточные числа: привода u = 21,1, редуктора uзп = 4,5, цепной передачи uц = 4,5.

Определяем силовые и кинематические параметры привода механизма:

а) Мощность Р, кВт:

Двигателя: Рдв = 2,2 кВт;

Передаваемая быстроходным валом редуктора:

кВт;

Передаваемая тихоходным валом редуктора:

кВт;

Рабочей машины:

кВт.

б) Частота вращения п, об/мин:

Двигателя: пном = 950 об/мин;

Быстроходного вала: об/мин;

Тихоходного вала:

об/мин;

Рабочей машины:

об/мин.

Выбираем третий вариант u = 4,69; nном = 950 об/мин.

Определяем максимально допустимое отклонение частоты вращения приводного вала механизма:

об/мин;

где прм = 45 об/мин - частота вращения рабочей машины;

д = 3 % - допускаемое отклонение скорости тяговой цепи.

Подставив данные, находим:

передаточное число цепной передачи

Таким образом, выбираем двигатель 4АМ100L6У3 ( Рном = 2,2 кВт,

пном = 950 об/мин); передаточные числа: привода u = 21,1, редуктора uзп = 4,5, цепной передачи uц = 4,5.

Определяем силовые и кинематические параметры привода механизма:

а) Мощность Р, кВт:

Двигателя: Рдв = 2,2 кВт;

Передаваемая быстроходным валом редуктора:

кВт;

Передаваемая тихоходным валом редуктора:

кВт;

Рабочей машины:

кВт.

б) Частота вращения п, об/мин:

Двигателя: пном = 950 об/мин;

Быстроходного вала: об/мин;

Тихоходного вала:

об/мин;

Рабочей машины:

об/мин.

в) Угловая скорость , 1/с:

Двигателя:

1/с;

Быстроходного вала:

1/с;

Тихоходного вала:

1/с;

Рабочей машины:

1/с.

г) Вращающий момент Т, Н•м:

Параметры графика нагрузки

В1= 1,3; в2 = 0,5;

Двигателя:

Н•м;

Быстроходного вала:

Н•м;

Тихоходного вала:

Н•м;

Рабочей машины:

Н•м.

Силовые и кинематические параметры привода

2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС.

Выбираем материал зубчатой передачи.

а) По табл. 3.1 [7, стр. 52] определяем марку стали для шестерни - ст. 45, твердость 350 НВ1; для колеса - ст. 45, твердость 350 НВ2. Разность средних твердостей НВ1ср - НВ2ср = 26…29.

б) По табл. 3.2 [7, стр. 53] определяем механические характеристики стали 45: для шестерни твердость 269…302 НВ1, термообработка - улучшение,

Dпред = 80 мм; для колеса твердость 235…262 НВ2, термообработка - улучшение, Sпред = 80 мм.

в) Определяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса:

для шестерни: НВ1ср = (269 + 302)/2 = 285,5;

для колеса: НВ2ср = (235 + 262)/2 = 248,5.

Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса .

а) Рассчитываем коэффициент долговечности КНL.

Наработка за весь срок службы:

для колеса:

, циклов;

где - угловая скорость, 1/с (см. табл. 2.3);

Lh - ресурс привода, ч (см табл. 1.1).

Подставив данные, находим:

циклов;

для шестерни: , циклов;