1. Описание и анализ схемы привода ленточного конвейера.

Лента конвейера 6 приводится от барабана 5 за счет сил трения.

Оборот барабана совершается электродвигателем 1 через зубчатый редуктор 2, который уменьшает угловую скорость электродвигателя, но обеспечивает момент на выходном валу. Валы барабана оборачиваются в подшипниках 4. Соединение валов двигателя и редуктора, редуктора и барабана совершается муфтами 3.

На рис.1 изображена кинематическая схема привода с двухступенчатым редуктором.

Задание на проектирование:

Рассчитать и спроектировать привод ленточного конвейера с двухступенчатым цилиндрическим редуктором по следующим данным:

F = 0,81 кH – усилие на ленте;

V = 3,14 м/c – скорость ленты;

D = 0,5 м – диаметр барабана конвейера;

= 12,56 с^-1 – угловая скорость барабана.

Рис. 1 . Схема привода ленточного конвейера с двухступенчатым цилиндрическим редуктором.

2. Выбор двигателя и кинематический расчет привода.

Для работы ленточного конвейера электродвигатель выбирают по номинальной мощности. Нужная номинальная мощность электродвигателя определяется по формуле:

Р_дв =

Р_вых – мощность на выходном валу редуктора

Р_вых = F∙V

η_общ – общий коэффициент полезного действия привода;

F- усилие на ленте, кН;

V- – скорость ленти, м/с.

Р_вых=0,81∙3,14 = 2,54 (кВт).

Общий коэффициент полезного действия

η_общ = η₁∙η₂²∙η₃⁴∙η₄∙η₅

η₁ = 0,99 – КПД муфты между электродвигателем и редуктором.

η₂ = 0,98 – КПД пары зубчатых колёс.

η₃ = 0,99 – КПД каждой пары подшипников валов редуктора.

η₄ = 0,99 – КПД муфты между выходным валом редуктора и валом барабана.

η₅ = 0,97 – КПД барабана.

η_общ = 0,99∙0,98²∙0,99³∙0,99∙0,97 = 0,89

тогда Р_дв = = 2,85 (кВт).

Принимаем электродвигатель типа 90L2 мощностью Р_{дв ном} =3 (кВт)

η = 3000 (мин^-1)

Коэффициент скольжения S = 4,3 % = 0,043

Угловая скорость:

= = 314 (c^-1)

Действительная скорость двигателя:

ω_дв=ω_ном∙(1-S) = 314∙(1-0,043) = 300,5 (c^-1)

Передаточное отношение редуктора:

u_ред = =

Округляем передаточное отношение до стандартных значений, ГОСТ 2185-88

u_ред = 23,92 ≈ 25

передаточное число быстроходной ступени

u_быс = 5

Передаточное число тихоходной ступени

u_т = 5

u_ред = u_быс · u_т = 25

Определяем крутящие моменты

на валу шестерни:

на валу колеса :

Т₂ = Т₁∙u_ред ∙ η₂ ∙η₃² = 8,4 ∙10³ ∙ 25 ∙ 0,98 ∙ 0,99² = 201,7∙10³ (Н∙мм).

Выбираем редуктор типа Ц2У-160, u_ред=25 межосевое расстояние =160, который отвечает нашим расчетным данным: u_ред=25 Т₂= 201,7 (Н ∙ м).

3. Расчет зубчатых колёс редуктора.

В рассматриваемом редукторе рассчитываем только колесо первой ступени и вал.

1. Материал зубчатых колёс и их характеристики принимаются по средним механическим качествам: для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, прочность – НВ = 1800 МПа, для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, прочность НВ =1600 МПа, = 300 МПа.

2. Межосевое расстояние редуктора определяется :

∙ (u_ред + 1) ∙

43 для косозубых колес,

- передаточное отношение редуктора,

- допустимое контактное напряжение, определяется для наименьшей прочности зубчатого колеса;

0,25 ∙ НВ = 0,25 ∙ 1600 = 400 (МПа)

Т₂, Н∙м – крутящий момент на валу колеса;

T₂ = T₁ ۠ u_быс ۠ ŋ₂² ۠ ŋ₃³ = 8,4 · 10³ · 5 · 0.98² · 0.99³ =39,1 · 10³ (МПа)

- коэффициент, который учитывает неравномерность для наименьшей прочности зубчатого колеса;

- динамичный коэффициент; в предыдущих расчетах можно принимать

∙ = 1,3…1,5;

- коэффициент ширины колеса принимаем в границах 0,3… 0,5.

∙ (5 + 1) ∙ = 81,7 (мм)

Более близкое значение межосевого расстояния относительно ГОСТ 2185-88

= 80 (мм)

3. Рабочая ширина колеса:

∙ = 0,4 ∙ 80 = 32 (мм).

шестерни –

(мм).

4. Нормальный модуль:

(мм).

5. Угол зацепления =

6. Угол наклона зубца для косозубых колёс , что соответствует cos = 0,9900…0,9660.

7. Суммарное число зубьев:

z_c =

8. Значение:

9. Угол наклона зубца

10. Число зубьев шестерни:

11. Число зубьев колеса:

12. Действительное передаточное отношение:

13. Действительная угловая скорость барабана:

(с^-1)

не должна отличаться от заданной больше чем на 4%, то есть:

∙ 100% = ∙ 100% = -0,4% < 4%.